CN111963605A - 一种变刚度液态阻尼减震器 - Google Patents

一种变刚度液态阻尼减震器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种变刚度液态阻尼减震器，其对减震器的机械结构进行了创新设计，通过结构的改进控制液体的流动实现了减震器本身刚度的变化，在受到强烈的大载荷冲击时会自动提高刚度防止车辆损坏，增强了车辆对路况的适应能力，其主要由减震器缸体模块和缓冲器构成；所述减震器缸体模块包括壳体、导流器、壳体弹簧、压簧一、壳体密封盖、滑动销、滑杆；所述缓冲器，主要作用是为储存减震器缸体模块排出的液压油，其主要由：缓冲器壳体、活塞、压簧二、缓冲器壳体密封盖，所述缓冲器壳体密封盖封闭缓冲器壳体，所述活塞位于缓冲器壳体内，所述压簧二位于活塞和缓冲器壳体密封盖之间。

Description

一种变刚度液态阻尼减震器
技术领域
本发明涉及机械工程、车辆工程等领域，具体是一种变刚度液态阻尼减震器。
背景技术
减震器是车辆的重要组成部件，是连接车轮与车身之间一切零部件的机械系统，它能缓和与衰减摩托车在行驶过程中因道路不平产生的振动和冲击，降低车身各部分的动应力，提高车辆的行驶平顺性，有利于提高车辆的使用寿命和操作稳定性。自行车和摩托车减震器对车身和驾驶员的保护尤为重要，对于赛车、军用车辆等高性能车辆而言往往行驶在比较恶劣的路面上，在紧急情况时会出现激烈驾驶。这对与车辆的减震系统提出了新的要求。在车轮与地面发生强烈撞击时，减震的刚度不够会导致车辆损坏。如果减震的刚度过大将导致车辆在铺装路面等路况高速行驶时得不到较好的隔震效果，在车内的噪音会大大增加。为了适应不同的路况车辆需要装配刚度不同的减震器，这限制了车辆对地形的适应能力。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种变刚度液态阻尼减震器，其对减震器的机械结构进行了创新设计，通过结构的改进控制液体的流动实现了减震器本身刚度的变化，在受到强烈的大载荷冲击时会自动提高刚度防止车辆损坏，增强了车辆对路况的适应能力。
本发明采用的技术方案如下：一种变刚度液态阻尼减震器，其主要由减震器缸体模块和缓冲器构成；
所述减震器缸体模块包括壳体、导流器、壳体弹簧、压簧一、壳体密封盖、滑动销、滑杆；所述壳体是主体为中空圆柱体结果，所述壳体内表面上沿其轴向设置有六个半圆导液槽，所述半圆导液槽用于壳体圆柱体腔内的液体流动；所述壳体弹簧为中空特殊波纹管结构，其主体结构由多个中空的壳体弹簧环形腔、壳体弹簧中心导流孔组成，所述壳体弹簧环形腔和壳体弹簧中心导流孔依次间隔连接，且壳体弹簧环形空腔的内直径大于壳体弹簧中心导流孔的直径；中空特殊波纹管结构在相邻的壳体弹簧环形腔的外壁面之间形成了特有的截面呈“丁”字型的环形间隙，即壳体弹簧外部间隙；这使壳体弹簧具备了比较好的轴向弹性变形能力；壳体弹簧内部充满液压油，并装配在壳体的圆柱形腔体内。
所述导流器是具有导流器中心孔、导流器侧孔的中空形圆柱体结构，所述导流器主要作用是装配在为壳体弹簧的末端，为壳体弹簧变形时端部排出的液体提供通道，使其流入壳体侧面的导管和半圆导液槽。
所述壳体密封盖为有中心孔的环形密封盖结构，其主要作用是为壳体提供端部密封，所述滑杆一端位于壳体内部，其与滑动销抵靠在一起，滑杆的另一端穿过壳体密封盖的中心孔伸出壳体外部，所述壳体密封盖同时为滑杆提供滑动所需的圆柱副通道。
所述压簧一为圆柱形压簧，其与壳体弹簧串联装配在壳体的圆柱形腔体内共同构成了减震器的储能变形结构。
所述滑动销，其是一端为直径与壳体圆柱体腔体相同直径的滑块，另一端为外径与壳体弹簧中心导流孔内径相同的细长圆柱销结构，滑动销装配在壳体的圆柱体腔内，一端与滑杆端面接触，另一端插入壳体弹簧中心导流孔内，所述压簧一一端与滑动销的滑块抵接，另一端与壳体弹簧抵接。在压簧一和壳体弹簧被压缩时，滑动销的细长杆持续插入多个壳体弹簧中心导流孔内阻断对应的壳体弹簧环形腔内的液体流出从而使其转变为刚体，使壳体弹簧刚度逐渐增大。
所述滑杆，装配在壳体圆柱体空腔内，端部与滑动销端面接触；其作用为将外部的冲击载荷传递到内部缓冲系统，起到承载外部载荷作用。
所述缓冲器，主要作用是为储存减震器缸体模块排出的液压油，其主要由：缓冲器壳体、活塞、压簧二、缓冲器壳体密封盖，所述缓冲器壳体密封盖封闭缓冲器壳体，所述活塞位于缓冲器壳体内，所述压簧二位于活塞和缓冲器壳体密封盖之间。在储油过程中弹簧二推动活塞为液压油提供了一定的压力，使液体在滑杆伸长时顺利回流到减震器缸体模块内部。
此外，减震器的两端都设计有螺纹接口，连接对用连接件。
本发明减震器的工作原理解释如下：本发明转配完毕后，内部充满液压油在收到外界的冲击后，滑杆向壳体内部滑动压缩压簧一和壳体弹簧构成的弹性系统，在压簧一和壳体弹簧被压缩时，壳体弹簧内部空间减小，壳体弹簧环形腔的液压油会不断排出，同时滑动销的细长杆持续插入多个壳体弹簧中心导流孔内阻断对应的壳体弹簧环形腔内的液体流出使其转变为刚体，使壳体弹簧刚度逐渐增大，从而提高减震器整体高度和抗冲击能力。在此过程中由壳体弹簧排出的液压油通过壳体内壁上的半圆导液槽流动到滑杆滑动的前段。多余的液体通过导流器和管道流入了缓冲器中。在储油过程中缓冲器的压簧二推动活塞为液压油提供了一定的压力，使液体在滑杆伸长时顺利回流到减震器缸体模块内部。
本发明的优点在于：将常规减震器结构内部弹簧重新设计为本发明中特殊结构的壳体弹簧和普通弹簧配合的形式，借助壳体弹簧初变形时具备优良的轴向弹性变形能力，当变形幅度增大时，壳体弹簧内部液压作用使得壳体弹簧转变为接近刚体结构，使本发明的减震器可适应恶劣路况下的剧烈震动，而在常规路况下，普通弹簧的变形能力基本可使减震器满足减震的性能要求，使得本发明的减震器适应能力更强。
附图说明
图1是本发明总体机构布局示意图；
图2是本发明总体结构剖视图；
图3是图2中局部示意图A；
图4是图2中局部示意图B；
图5本发明壳体结构示意图；
图6本发明壳体弹簧结构示意图；
图7本发明导流器结构示意图；
图中：1缓冲器、2壳体、3壳体密封盖、4滑杆、5导流器、6壳体弹簧、7滑动销、8压簧一、9缓冲器壳体、10活塞、11压簧二、12缓冲器壳体密封盖、13螺纹接口、14半圆导液槽、15导管、16导流器中心孔、17导流器侧孔、18壳体弹簧外部间隙、19壳体弹簧环形腔、20壳体弹簧中心导流孔。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方法，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，是本发明总体机构布局示意图，本发明的变刚度液态阻尼减震器，其主要由减震器缸体模块和缓冲器1构成；所述缓冲器1位于减震器缸体模块一侧，并通过导管15连通。
图2是本发明总体结构剖视图，图3是图2中局部示意图A，图4是图2中局部示意图B，参见图2-图4，所述减震器缸体模块由壳体2、导流器5、壳体弹簧6、压簧一8、壳体密封盖3、滑动销7、滑杆4等零件构成；所述壳体2是主体为中空圆柱体结构，所述壳体2内表面上沿其轴向设置有六个半圆导液槽14，所述半圆导液槽14用于壳体2圆柱体腔内的液体流动；所述壳体弹簧6为中空特殊波纹管结构，其结构如图6所示，其主体结构由多个中空的壳体弹簧环形腔19、壳体弹簧中心导流孔20组成，所述壳体弹簧环形腔19和壳体弹簧中心导流孔20依次间隔连接，且壳体弹簧环形空腔19的内直径大于壳体弹簧中心导流孔20的直径；中空特殊波纹管结构在相邻的壳体弹簧环形腔19的外壁面之间形成了特有的截面呈“丁”字型的环形间隙，即壳体弹簧外部间隙18；这使壳体弹簧6具备了比较好的轴向弹性变形能力；壳体弹簧6内部充满液压油，并装配在壳体2的圆柱形腔体内。
所述导流器5是具有导流器中心孔16、导流器侧孔17的中空形圆柱体结构，其结构如图7所示，是本发明导流器结构示意图。所述导流器5主要作用是装配在为壳体弹簧6的末端，为壳体弹簧6变形时端部排出的液体提供通道，使其流入壳体2侧面的导管15和半圆导液槽14。
所述壳体密封盖3为有中心孔的环形密封盖结构，其主要作用是为壳体2提供端部密封，所述滑杆4一端位于壳体2内部，其与滑动销7抵靠在一起，滑杆4的另一端穿过壳体密封盖3的中心孔伸出壳体2外部，所述壳体密封盖3同时为滑杆4提供滑动所需的圆柱副通道。
所述压簧一8为圆柱形压簧，其与壳体弹簧6串联装配在壳体2的圆柱形腔体内共同构成了减震器的储能变形结构。
所述滑动销7，其是一端为直径与壳体2圆柱体腔体相同直径的滑块，另一端为外径与壳体弹簧中心导流孔20内径相同的细长圆柱销结构，滑动销7装配在壳体2的圆柱体腔内，一端与滑杆4端面接触，另一端插入壳体弹簧中心导流孔20内，所述压簧一8一端与滑动销7的滑块抵接，另一端与壳体弹簧6抵接。在压簧一8和壳体弹簧6被压缩时，滑动销7的细长杆持续插入多个壳体弹簧中心导流孔20内阻断对应的壳体弹簧环形腔19内的液体流出从而使其转变为刚体，使壳体弹簧2刚度逐渐增大。
所述滑杆4，装配在壳体2圆柱体空腔内，端部与滑动销7端面接触；其作用为将外部的冲击载荷传递到内部缓冲系统，起到承载外部载荷作用。
所述缓冲器1，主要作用是为储存减震器缸体模块排出的液压油，其主要由：缓冲器壳体9、活塞10、压簧二11、缓冲器壳体密封盖12，所述缓冲器壳体密封盖12封闭缓冲器壳体9，所述活塞10位于缓冲器壳体9内，所述压簧二11位于活塞10和缓冲器壳体密封盖12之间。在储油过程中弹簧二11推动活塞为液压油提供了一定的压力，使液体在滑杆4伸长时顺利回流到减震器缸体模块内部。
图5本发明壳体结构示意图，如图所示，壳体2是主体为中空圆柱体结构，所述壳体2内表面上沿其轴向设置有六个半圆导液槽14，所述半圆导液槽14用于壳体2圆柱体腔内的液体流动；壳体2一端开口，开口端设置外螺纹，壳体2另一端封闭，且封闭的一端外部设置螺纹接口13，所述导管15设置在壳体2封闭的一端侧面，用于将壳体2内腔和缓冲器1内腔连通。
此外，减震器的两端都设计有螺纹接口，连接对用连接件。
下面结合图1-6，对本发明减震器工作原理解释如下：
本发明转配完毕后，内部充满液压油在收到外界的冲击后，滑杆4向壳体2内部滑动压缩弹簧一8和壳体弹簧2构成的弹性系统，在弹簧一8和壳体弹簧6被压缩时，壳体弹簧6内部空间减小，壳体弹簧环形腔19的液压油会不断排出，同时滑动销7的细长杆持续插入多个壳体弹簧中心导流孔20内阻断对应的壳体弹簧环形腔19内的液体流出使其转变为刚体，使壳体弹簧2刚度逐渐增大，从而提高减震器整体高度和抗冲击能力。在此过程中由壳体弹簧6排出的液压油通过壳体2内壁上的14半圆导液槽流动到滑杆4滑动的前段。多余的液体通过导流器5和管道16流入了缓冲器1中。在储油过程中缓冲器1的弹簧二11推动活塞为液压油提供了一定的压力，使液体在滑杆4伸长时顺利回流到减震器缸体模块内部。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种变刚度液态阻尼减震器，其主要由减震器缸体模块和缓冲器构成；
所述减震器缸体模块包括壳体、导流器、壳体弹簧、压簧一、壳体密封盖、滑动销、滑杆；所述壳体是主体为中空圆柱体结构，其一端开口、另一端封闭，所述壳体内表面上沿其轴向设置有六个半圆导液槽；所述壳体弹簧为中空特殊波纹管结构，其主体结构由多个中空的壳体弹簧环形腔、壳体弹簧中心导流孔组成，所述壳体弹簧环形腔和壳体弹簧中心导流孔依次间隔连接，且壳体弹簧环形空腔的内直径大于壳体弹簧中心导流孔的直径；
所述导流器是具有导流器中心孔、导流器侧孔的中空形圆柱体结构，其装配在为壳体弹簧的末端且临近壳体封闭的一端；
所述壳体密封盖为有中心孔的环形密封盖结构，其装配在壳体开口的一端；所述滑杆一端位于壳体内部，其与滑动销抵靠在一起，滑杆的另一端穿过壳体密封盖的中心孔伸出壳体外部；
所述压簧一为圆柱形压簧，其与壳体弹簧串联装配在壳体的圆柱形腔体内共同构成了减震器的储能变形结构；所述滑动销，其是一端为直径与壳体圆柱体腔体相同直径的滑块，另一端为外径与壳体弹簧中心导流孔内径相同的细长圆柱销结构，滑动销装配在壳体的圆柱体腔内，一端与滑杆端面接触，另一端插入壳体弹簧中心导流孔内，所述压簧一一端与滑动销的滑块抵接，另一端与壳体弹簧抵接；
所述缓冲器，其装配在减震器缸体模块的侧面，壳体封闭的一端侧面设置有导管，所述导管用于将壳体内腔和缓冲器内腔连通。
2.根据权利要求1所述的减震器，其特征还在于，所述缓冲器包括缓冲器壳体、活塞、压簧二、缓冲器壳体密封盖，所述缓冲器壳体密封盖封闭缓冲器壳体，所述活塞位于缓冲器壳体内，所述压簧二位于活塞和缓冲器壳体密封盖之间。
3.根据权利要求2所述的减震器，其特征还在于，壳体弹簧的中空特殊波纹管结构在相邻的壳体弹簧环形腔的外壁面之间形成壳体弹簧外部间隙，所述壳体弹簧外部间隙为截面呈“丁”字型的环形间隙。
4.根据权利要求1-3任一项所述的减震器，其特征还在于，减震器的两端都设计有螺纹接口，连接对用连接件。
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