CN111750024B - 振动阻尼器和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及振动阻尼器和车辆。本发明涉及一种用于机动车辆的振动阻尼器,振动阻尼器具有至少一个阻尼管(11)、活塞杆(13)和至少一个阀单元(15),阻尼管(11)包括至少一种阻尼流体(12),活塞杆(13)具有在阻尼管(11)中被轴向引导的活塞(14),其中,阀单元(15)包括用于阻尼流体(12)的至少三个流路(A'、B'、C'),第一流路(A')包括用于第一阻尼设置的第一阀(16),第二流路(B')包括用于第二阻尼设置的第二阀(17)和可变节流阀(18),并且第三流路(C')包括止回阀(19),其中,第二阻尼设置比第一阻尼设置软,并且第二流路(B')的横截面能够至少部分地由可变节流阀(18)来调节。

Description

振动阻尼器和车辆
技术领域
本发明涉及振动阻尼器。此外,本发明还涉及具有这种振动阻尼器的车辆。
背景技术
例如从DE 10 2005 053 394A1中已知所提及的类型的振动阻尼器。
DE 10 2005 053 394A1描述了一种具有由管包围的圆筒的振动阻尼器。圆筒中布置有具有活塞的活塞杆。此外,该振动阻尼器包括两个可调节阻尼阀。可调节阻尼阀在外部布置在振动阻尼器上,并且与圆筒流体连接。可调节阻尼阀允许在振动阻尼器的压缩和回弹阶段期间的阻尼的自适应性。更准确地说,它可以根据需要在硬阻尼与软阻尼之间切换。使用止回阀使得阻尼流体在两个阻尼阀之间的流动能够明显地与阶段相关联。
在上述现有技术中,在圆筒与管之间形成环形空间。止回阀布置在该环形空间中。止回阀布置成使得在压缩阶段期间,其允许阻尼流体通过流体连接件从平衡空间流入活塞杆侧的工作空间。
具有多个阻尼设置并且能够在不同的阻尼设置之间切换的振动阻尼器称为自适应振动阻尼器。在自适应振动阻尼器中,可以区分主动系统与被动系统。在被动系统中,驾驶员可以通过按压按钮来在用于运动驾驶性能的硬阻尼与用于舒适驾驶性能的软阻尼之间进行切换。另一方面,主动系统使其自身独立地适应特定的路况。这例如通过使用连接到开环或闭环控制单元的传感器和致动器而发生。
自适应振动阻尼器比传统的振动阻尼器需要更大的设计空间。这样的振动阻尼器非常复杂,因此它们比传统的振动阻尼器更昂贵。
发明内容
因此,本发明所要解决的问题在于指出一种振动阻尼器,该振动阻尼器具有紧凑的设计使得可以节省设计空间,并且同时可以以较少的成本支出来实现。
根据本发明,该问题在以下方面得到解决
-根据本发明的振动阻尼器,以及
-根据本发明的车辆。
具体地,该问题通过用于机动车辆的振动阻尼器来解决,该振动阻尼器具有至少一个阻尼管、活塞杆和至少一个阀单元,阻尼管包括至少一种阻尼流体,活塞杆具有在阻尼管中被轴向引导的活塞。阀单元包括用于阻尼流体的至少三个流路,第一流路包括用于第一阻尼设置的第一阀,第二流路包括用于第二阻尼设置的第二阀和可变节流阀,并且第三流路包括止回阀。第二阻尼设置比第一阻尼设置软,并且第二流路的横截面能够至少部分地由可变节流阀来调节。
当节流阀打开时,即,在第二流路的最大横截面处,第二阀可以受到阻尼流体的压力。第一阀和第二阀各自具有极限压力。极限压力是指相应阀打开时的特定压力。第一阀的极限压力比第二阀的极限压力高。相应地,用于打开第一阀的压力必须大于施加到第二阀的压力。换句话说,第一阻尼设置比第二阻尼设置硬。通常不能实现当节流阀打开时达到第一阀的极限压力的情况。在设置第一阀的极限压力之前,达到第二阀的极限压力。因此,第二阀打开,使得作用在阀上的压力减小,直到第二阀再次关闭。
当节流阀关闭或部分关闭时,第二阀仅能够承受很小的压力或根本不承受压力。因此,能够达到第一阀的更高的极限压力。
在节流阀部分关闭的运行中,可以想到,低振幅的振动可以通过第二流路来抑制,并且大振幅的振动可以通过第一流路来抑制。大振幅的振动导致较大的压力,当节流阀部分打开时,可以足够快地累积较大的压力来打开第一阀。在低振幅下,达不到第一阀的极限压力,并且阻尼流体流动通过第二阀。
止回阀布置在第三流路中。止回阀允许阻尼流体几乎无阻力地通过阀单元回流。止回阀允许阻尼流体沿与第一阀和第二阀的流动方向相反的方向流动。
第一阀具有硬阻尼并且因此可以称为硬阀。第二阀具有软阻尼。由于软阻尼,因此可以提高驾驶舒适性。因此,第二阀可以称为舒适阀。
可以通过可变节流阀来选择阻尼流体的运动,从而选择阻尼设置。可以想到,以这种方式实现两个或更多个阻尼设置。可变节流阀使得振动阻尼器的自适应设置成为可能。根据本发明的振动阻尼器可以用作被动和/或主动自适应振动阻尼器。
通过根据本发明的振动阻尼器实现了以下益处。根据本发明的振动阻尼器包括至少一个具有三个流路和三个阀的阀单元。这使得可以减少阻尼管中所需的流路和阀的数量。特别地,阻尼管中不需要止回阀。此外,更好的封装、即更紧凑的设计是可能的。更紧凑的设计是可能的,这是由于需要较少的部件。较少数量的部件对振动阻尼器的成本具有有利的影响。
尤其优选地,三个流路并联地布置。可变节流阀调整通过第二流路的流量。第一阀和第二阀是压力相关的。第一阀和第二阀可以分别仅接收一个方向上的流动,即,第一阀和第二阀仅允许一个流动方向。
在特别优选的实施例中,可变节流阀包括具有通过开口的至少一个旋转阀,该旋转阀至少部分地形成为空心圆筒、尤其是套筒形,并且第二流路的横截面的至少一部分能够通过旋转阀的旋转来调节。
有利地,第二流路具有圆筒形部段,该圆筒形部段在外壁中包括通过开口。旋转阀布置成能够在外壁上运动;特别地,旋转阀可以围绕其中心纵向轴线转动。可以通过旋转运动来改变通过开口的横截面。其他类型的节流阀也是可能的。替代地,可以想到隔膜、尤其是可变隔膜。
进一步优选地,能够通过可变节流阀来调节的第二流路的横截面是连续可调的。这使得阻尼设置的连续自适应成为可能。有利地,可以以这种方式实现多个阻尼设置。
有利地,可变节流阀连接到致动器、尤其是电驱动器,第二流路的横截面变化能够通过该致动器来调节。以这种方式,可以主动地和/或被动地控制旋转阀。
有利地,致动器连接到调节阻尼设置的开环或闭环控制单元。特别地,以这种方式,振动阻尼器在运行期间的主动自适应是可能的。此外,可以想到,比如立体摄像机等的传感器连接到开环或闭环控制单元。
在另一特别优选的实施例中,第一阀包括至少一个第一弹簧元件,并且第二阀包括至少一个第二弹簧元件,第一弹簧元件的弹簧刚度大于第二弹簧元件的弹簧刚度。弹簧元件是有利的,这是由于它们使得能够调节极限压力。替代地,其他类型的压力相关阀也是可能的。
弹簧刚度决定了实现弹簧元件的给定偏转所需的力。较大的弹簧刚度比较小的弹簧刚度产生更大的力。
有利地,第一弹簧元件和第二弹簧元件各自包括至少一个盘形阀、尤其是环形的盘形阀。以这种方式,第一阀和第二阀可以同轴地、尤其是大致同心地布置。因此,第一阀和第二阀的节省空间的布置是可能的。也可以想到其他弹簧元件。
尤其有利地,第一弹簧元件的弹簧刚度大于第二弹簧元件的弹簧刚度,使得在运行中,当节流阀打开时,阻尼流体基本上穿过第二流路,并且当节流阀关闭时,阻尼流体基本上穿过第一流路。这使得可以在硬阻尼设置与软阻尼设置之间或者在运动设置与舒适设置之间切换。
在另一优选实施例中,止回阀包括扁平形弹簧、尤其是截锥形弹簧。由于成本低,因此该实施例是有利的。
有利的是,第一阀、第二阀和止回阀同轴地布置。这可以实现阀单元的紧凑的、即节省空间的设计。
尤其优选地,第一阀单元和第二阀单元布置在阻尼管的外部并且流体连接到阻尼管。这是有利的,这是由于这时阀单元可以在阻尼管的外部自由地布置。
有利地,第一阀单元与压缩阶段相关联,并且第二阀单元与回弹阶段相关联。以这种方式,针对回弹阶段和压缩阶段,可以实施不同的阻尼设置。
此外,在本发明的上下文中公开并要求保护具有根据本发明的振动阻尼器的车辆。
附图说明
下面将参照附图借助于示例性实施例更详细地解释本发明。
示出了:
图1根据本发明的振动阻尼器的示例性实施例的示意图;
图2通过根据本发明的阀单元的示例性实施例的截面;
图3通过根据本发明的阀单元的示例性实施例的另一截面。
具体实施方式
图1示出了振动阻尼器10的示意图。振动阻尼器10包括阻尼管11。阻尼管11包含至少一种阻尼流体12。具有活塞14的活塞杆13在阻尼管11中被轴向引导。活塞14将阻尼管11分隔成两个流体区域。第一流体区域邻接活塞环表面23,并且第二流体区域邻接活塞表面24。换句话说,第一流体区域靠近活塞杆13,并且第二流体区域远离活塞杆13。振动阻尼器10包括两个阀单元15、15'。
如果由活塞杆13和活塞14形成的子组件与阻尼管11相对于彼此运动,使得邻接活塞表面24的第二流体区域的体积减小,则可以说是压缩阶段。如果子组件在相反方向上运动,则可以说是回弹阶段。
阻尼管11包括两个示意性示出的平衡空间25、25'。平衡空间25、25'例如形成为位于阻尼管11的外周表面与围绕阻尼管11的另一管的内周表面之间的环形间隙。平衡空间25、25'与相应的阀单元15、15'流体连接。平衡空间25、25'在下文中将称为第一和第二平衡空间25、25'。第一平衡空间25与回弹阶段相关联,并且第二平衡空间25’与压缩阶段相关联。
阻尼管11流体连接到第一阀单元15和第二阀单元15'。第一阀单元15与回弹阶段相关联,并且第二阀单元15'与压缩阶段相关联。第一阀单元15与邻接活塞环表面23的第一流体区域以及第一平衡空间25流体连接。第二阀单元15'与邻接活塞表面24的流体区域以及第二平衡空间25'流体连接。
阀单元15、15’包括三个流路A'、B'、C'。流路A'、B'、C'彼此并联地延伸。流路A'包括第一压力相关阀16。流路B'包括第二压力相关阀17和可变节流阀18。流路C'包括止回阀19。
第一阀16和第二阀17分别包括盘形阀形式的弹簧元件。相应的盘形阀是环形的。盘形阀分别具有弹簧刚度,第一阀16的弹簧刚度大于第二阀17的弹簧刚度。
通过第一阀16的流动方向从邻接活塞环表面23的流体区域延伸到第一平衡空间25。通过第二阀17的流动方向从邻接活塞表面24的流体区域延伸到第二平衡空间25'。通过止回阀19的流动方向与第一阀16和第二阀17的流动方向相反。
在回弹阶段期间,阻尼流体12从邻接活塞环表面23的流体区域排出。阻尼流体12流动通过第一阀单元15并被导向到第一平衡空间25中。
第一阀单元15中的止回阀19防止阻尼流体12在回弹阶段期间流动通过流路C'。在压缩阶段期间,第一阀单元15的止回阀19允许阻尼流体12从第一平衡空间25流入邻接活塞环表面23的第一流体区域,并且第二阀单元15的止回阀19允许阻尼流体12从第二平衡空间25'流入邻接活塞表面24的第二流体区域。
因此,在回弹阶段期间,只能通过两个流路A'和B'通过阀单元15发生流动。由于第一阀16和第二阀17的不同弹簧刚度,流路能够由可变节流阀18来调节。
由于可变节流阀18,可以至少部分地调节第二流路B'的横截面。由于并联的流路A'、B'、C',基本相同的压力作用在第一阀16和第二阀17上。第一阀16和第二阀17各自具有极限压力。极限压力是指相应的第一阀16或第二阀17打开时的压力。极限压力取决于相应弹簧元件的弹簧刚度。由于盘形弹簧的较大的弹簧刚度,因此第一阀16的极限压力高于第二阀17的极限压力。因此,用于打开第一阀16的压力必须大于施加到第二阀17的压力。
当节流阀18打开时,即,在第二流路B'的最大横截面处,第二阀17可以受到阻尼流体12的压力。通常不能实现当节流阀18打开时达到第一阀16的极限压力的情况。在设置第一阀16的极限压力之前,达到第二阀17的极限压力。因此,第二阀17打开,使得作用在两个阀16、17上的压力减小,直到第二阀17再次关闭。
当节流阀18关闭或部分关闭时,第二阀17仅能够承受很小的压力或不承受压力。因此,能够达到第一阀16的较高的极限压力。因为在这种情况下,振动阻尼器的抑制仅在施加更大的力时发生,因此阻尼设置设置为硬的。
在节流阀18部分关闭的运行中,低振幅的振动可以通过第二流路'来抑制,并且大振幅的振动可以通过第一流路A'来抑制。大振幅的振动导致较大的压力,当节流阀18部分打开时,可以足够快地累积较大的压力来打开第一阀16。在低振幅下,达不到第一阀16的极限压力,并且阻尼流体12流动通过第二阀17。
关于回弹阶段期间的第一阀单元15的上述说明可以类似地应用于压缩阶段期间的第二阀单元15'。
图2和图3示出了具有从图1中已知的阀单元15的功能的阀单元15的布局。阀单元15包括圆筒形壳体26。阀单元15包括用于阻尼流体12的第一连接开口27和第二连接开口27',连接开口27、27'在轴向上彼此分开。两个连接开口27、27'既是阻尼流体12的入口又是出口。连接开口27、27'可以流体连接到阻尼管11。
在圆筒形壳体26中同轴地布置有固定元件28、尤其是螺钉。阀体29同轴地布置在固定元件28的轴向端部之间。
阀体29具有流体管道。管道基本形成流路A'、B'、C'。更确切地说,管道形成流路A'、B'、C'的至少一部分。此外,阀体29包括止回阀19以及第一阀16和第二阀17。
第一阀16和第二阀17构造成环形的盘形阀。第一阀16和第二阀17同轴且基本上同心地布置。
阀体29与圆筒形壳体26的端面的内壁一起限定了自由空间30。止回阀19定位在阀体29的面向自由空间30的轴向端部处。自由空间30通过第一连接开口27流体连接到阻尼管11。
如上所述,第一阀16和第二阀17布置在阀体29的背离自由空间30的侧部。
此外,偏转体31布置在阀体29的背离自由空间30的侧部。偏转体31形成第二流路B'的一部分。偏转体31基本是圆筒形的,其直径在阀体29的方向上呈阶梯状扩大。偏转体31在具有最小直径的区域的圆周上具有轮廓开口32。
偏转体31在其内部具有空腔33。空腔33是罩形的,空腔33在阀体29的方向上开口并且与阀体29流体密封地连接。空腔33的横截面在背离阀体29的方向上收窄。
在背离阀体29的端部,旋转阀20布置在圆筒形偏转体31的定位有轮廓开口32的圆周上。旋转阀20特别是空心圆筒;它是套筒形的。旋转阀20可以围绕中心纵向轴线转动。旋转阀20与轮廓开口32相互作用,使得可以调节第二流路B'的横截面。
围绕偏转体31布置有另一自由空间34。另一自由空间34流体连接到第二连接开口27'。自由空间30和另一自由空间34形成流路A'、B'、C'的一部分。
旋转阀20可以连接到致动器22。借助于致动器22,可以将旋转传递到旋转阀20。通过传感器和开环和/或闭环控制单元,这使得阻尼设置的自适应成为可能。
附图标记表
A' 第一流路
B' 第二流路
C' 第三流路
10 振动阻尼器
11 阻尼管
12 阻尼流体
13 活塞杆
14 活塞
15 第一阀单元
15' 第二阀单元
16 第一阀
17 第二阀
18 可变节流阀
19 止回阀
20 旋转阀
21 通过开口
22 致动器
23 活塞环表面
24 活塞表面
25 第一平衡空间
25' 第二平衡空间
26 壳体
27 第一连接开口
27' 第二连接开口
28 固定元件
29 阀体
30 自由空间
31 偏转体
32 轮廓开口
33 空腔(偏转空间)
34 另一自由空间

Claims (16)

1.一种用于机动车辆的振动阻尼器,所述振动阻尼器具有至少一个阻尼管(11)、活塞杆(13)和至少一个阀单元(15),所述阻尼管(11)包括至少一种阻尼流体(12),所述活塞杆(13)具有在所述阻尼管(11)中被轴向引导的活塞(14),
其特征在于,所述阀单元(15)包括用于所述阻尼流体(12)的至少三个流路(A'、B'、C'),第一流路(A')包括用于第一阻尼设置的第一阀(16),第二流路(B')包括用于第二阻尼设置的第二阀(17)和可变节流阀(18),并且第三流路(C')包括止回阀(19),其中,所述第二阻尼设置比所述第一阻尼设置软,并且所述第二流路(B')的横截面能够至少部分地由所述可变节流阀(18)来调节;所述第一阀(16)包括至少一个第一弹簧元件,并且所述第二阀(17)包括至少一个第二弹簧元件,所述第一弹簧元件的弹簧刚度大于所述第二弹簧元件的弹簧刚度。
2.根据权利要求1所述的振动阻尼器,
其特征在于,
所述可变节流阀(18)包括具有通过开口(21)的至少一个旋转阀(20),所述旋转阀(20)至少部分地形成为空心圆筒,并且所述第二流路(B')的横截面的至少一部分能够通过所述旋转阀(20)的旋转来调节。
3.根据权利要求2所述的振动阻尼器,
其特征在于,
所述旋转阀(20)至少部分地形成为套筒形。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的振动阻尼器,
其特征在于,
能够至少部分地由所述可变节流阀(18)来调节的所述第二流路(B')的横截面是连续可调的。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的振动阻尼器,
其特征在于,
所述可变节流阀(18)连接到致动器(22),所述第二流路(B')的横截面变化能够通过所述致动器(22)来调节。
6.根据权利要求5所述的振动阻尼器,
其特征在于,
所述致动器(22)是电驱动器。
7.根据权利要求5所述的振动阻尼器,
其特征在于,所述致动器(22)连接到调节阻尼设置的开环或闭环控制单元。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的振动阻尼器,
其特征在于,所述第一弹簧元件和所述第二弹簧元件各自包括至少一个盘形阀。
9.根据权利要求8所述的振动阻尼器,
其特征在于,所述盘形阀是环形的盘形阀。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的振动阻尼器,
其特征在于,所述第一弹簧元件的弹簧刚度大于所述第二弹簧元件的弹簧刚度,使得在运行中,当所述节流阀(18)打开时,所述阻尼流体穿过所述第二流路(B'),并且当所述节流阀(18)关闭时,所述阻尼流体穿过所述第一流路(A')。
11.根据权利要求1-3之一所述的振动阻尼器,
其特征在于,
所述止回阀(19)包括扁平形弹簧。
12.根据权利要求11所述的振动阻尼器,
其特征在于,
所述止回阀(19)包括截锥形弹簧。
13.根据前述权利要求1-3之一所述的振动阻尼器,
其特征在于,
所述第一阀(16)、所述第二阀(17)和所述止回阀(19)同轴布置。
14.根据权利要求1-3之一所述的振动阻尼器,
其特征在于,
至少第一阀单元和第二阀单元(15、15')布置在所述阻尼管(11)的外部并且流体连接到所述阻尼管(11)。
15.根据权利要求14所述的振动阻尼器,
其特征在于,所述第一阀单元与压缩阶段相关联,并且所述第二阀单元与回弹阶段相关联。
16.一种具有至少一个根据前述权利要求1-15之一所述的振动阻尼器的车辆。
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