CN113494554B - 具有贮液器的阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有贮液器的阻尼器。具有主阻尼组件的阻尼器包括具有阻尼流体的阻尼管。主工作活塞将主流体室划分为活塞杆侧和非活塞杆侧。主流体室具有上部区域、下部区域和中部区域。具有副工作活塞的副阻尼组件与主阻尼组件流体连通。当主工作活塞在中部区域中行进时，使流体经过主工作活塞和副工作活塞以产生第一阻尼力，并且当主工作活塞在上部区域和下部区域中的任一者中行进时，使流体仅经过主工作活塞以产生第二阻尼力，其中，第一阻尼力小于第二阻尼力。

Description

具有贮液器的阻尼器
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的振动阻尼器。
背景技术
当汽车车辆在道路上遇到不平整情况时，车辆悬架系统中的弹簧压缩并且膨胀来吸收冲击。由于弹簧在适应不平整情况之后趋于继续振动，因此弹簧振动降低了车辆的道路附着能力和乘坐舒适性。减振器用于抑制和阻止弹簧振动，以提供对受影响的一个或多个车轮和车辆本身的运动的更高控制性，导致更好的道路附着能力和更好的乘坐舒适性。
在用于汽车车辆的减振器(也称为阻尼器或振动阻尼器)中，从车身内的安装空间的角度来看，减振器的总长度应当尽可能地短。然而，活塞杆的冲程必须尽可能地长，以吸收振动能量(阻尼力和冲程的乘积)。此外，通常期望将车辆阻尼器构形为产生根据阻尼器行程而变化的阻尼力。特别地，当阻尼器几乎完全压缩和几乎完全延伸时，期望在阻尼器行程极限处产生增加的阻尼力以更好地控制相应车轮的运动。
在阻尼器领域中，可以通过若干方式产生可变阻尼。在一个示例中，在传统的全长阻尼组件中，使用回弹截止(rebound cut-off，RCO)和震跳截止(jounce cut-off，JCO)部件能够提供基于指定位置的阻尼。然而，在可变阻尼力减振器中，相对于更传统的阻尼器，不可避免地需要额外的阻尼器长度来安装用于调节阻尼力的各种元件。
因此，需要提供克服现有阻尼器的缺点的基于位置的阻尼。本发明满足这种需要。
发明内容
本发明的一方面是一种阻尼器，其包括带有阻尼管和阻尼流体的主阻尼组件，阻尼管限定主流体室。活塞杆能够在阻尼管中缩回和延伸。主工作活塞附接至活塞杆并且将主流体室划分为活塞杆侧和非活塞杆侧。主工作活塞包括穿过主工作活塞而形成的流动通道，流动通道与活塞杆侧及非活塞杆侧连通。上端口穿过阻尼管形成。下端口穿过阻尼管形成并且与上端口间隔开。由上端口在主流体室的一个端部处限定上部区域，并且由下端口在主流体室的与上部区域相对的端部处限定下部区域。在上部区域与下部区域之间限定中部区域。与主阻尼组件流体连通的副阻尼组件包括限定副流体室的副阻尼管。副工作活塞在副流体室中固定就位并且包括穿过其形成的流动通道，副工作活塞将副流体室划分为上部容积和下部容积。副上端口与主阻尼组件的上端口和上部容积连通。副下端口与主阻尼组件的下端口和下部容积连通。上端口与下端口的间隔构造为使得当主工作活塞在中部区域中行进时，使流体经过主工作活塞和副工作活塞的两个流动通道以产生第一阻尼力，并且当主工作活塞在上部区域和下部区域中的任一者中行进时，使流体仅经过主工作活塞的流动通道以产生第二阻尼力。第一阻尼力小于第二阻尼力。
附图说明
下面将基于示例性附图甚至更详细地描述本发明。本发明不限于示例性实施例。本文所描述和/或说明的所有特征可以单独使用或者以与本发明的实施例中的不同组合来组合使用。通过参考附图阅读以下详细说明，本发明的各个实施例的特征和优点将变得显而易见，附图示出了：
图1是根据本公开的主阻尼组件在延伸状态下的剖视图；
图2是根据本公开的、用于与图1的主阻尼组件一起使用的阻尼贮液器的剖视图；
图3是图1的主阻尼组件在压缩状态下的剖视图；
图4是根据本公开的主阻尼组件和所附接的阻尼贮液器的剖视图；和
图5是用于与本公开的阻尼贮液器一起使用的盖的侧视图；
图6是图5的盖的剖视图；
图7是图5的盖的局部特写侧视图。
具体实施方式
在下文中为了描述的目的，表述“上、下、右、左、竖直、水平、顶部、底部、横向、纵向”以及其他定向或位置的表述及其派生词将涉及附图中所描绘的本发明。表述“构造为”或“构造”应理解为是指结构大小和/或形状。应当理解，本发明可以采取替代性的变型和步骤顺序，除非明确做出相反说明。还应当理解，附图中图示并在以下说明书中描述的具体系统和过程是本发明的简单示例性示例。因此，涉及本文公开的示例的具体尺寸和其他物理特性不应被视为限制。
在图1和图2的组合中示出了根据本公开的阻尼器20的示例。阻尼器20包括两个主要元件：与副阻尼组件24流体连通的主阻尼组件22。主阻尼组件22通常为单管减振器的形式并且包括阻尼管26。阻尼管26可以是圆柱形或任何其他合适的形状，并且由任何合适的材料形成，比如金属材料、钢、钛、铝、复合材料及其组合。阻尼管26可以包括用于将阻尼器20的阻尼管部分附接到车辆(未示出)的安装件42。阻尼管26包围流体空间或主流体室28，该流体空间或主流体室至少部分地填充有液压流体，比如油。图1所示的主阻尼组件22应被认为处于延伸状态。相反，图3所示的主阻尼组件22应被认为处于压缩状态。
活塞杆30的一个端部布设在主流体室28内并且承载主工作活塞32，并且活塞杆30的另一个端部包括构造为附接到车辆的安装件34。如同传统一样，杆30和主工作活塞32构造为在主流体室28内往复运动。主工作活塞32将主流体室划分为活塞杆侧或第一流体室36和非活塞杆侧或第二流体室38。
主工作活塞32设置有合适的流动通道和阀机构40，比如端口和盘形阀，用于以公知的方式控制穿过主工作活塞的流体的流动。如众所周知的，当车辆在其所行进的路面上遇到不平整情况时，使安装件34、42更靠近和/或更远离地移动，这转而使活塞杆30在阻尼管26内移动，这使主工作活塞32在主流体室28内往复运动并且使流体被推动穿过流动通道和阀机构40以产生阻尼力。
所公开的主阻尼组件22与传统的振动阻尼器的区别在于，阻尼管26包括例如穿过阻尼管形成的一对间隔开的端口44、46。假设主工作活塞32在阻尼管26中位于完全压缩状态与完全延伸状态之间的中间位置，则上部或第一端口44定位成与主流体室28的活塞杆侧36连通。假设主工作活塞32在阻尼管26中位于完全压缩状态与完全延伸状态之间的中间位置，则下部或第二端口46定位成与主流体室28的非活塞杆侧38连通。
参考图1和图3，可以认为第一端口44和第二端口46将主流体室28限定成第一端口上方的上部区域48、第二端口下方的下部区域50以及位于第一端口与第二端口之间的中部区域52，附图中描绘了与本发明相关的命名特征的术语。例如，图1中的主工作活塞32的位置示出在上部区域48中。图3中的主工作活塞32的位置示出在下部区域50中。
主阻尼组件22还包括与上端口48流体连通的上导管54和与下端口46流体连通的下导管56。在所示示例中，上导管54和下导管56在阻尼管26的外部。导管54、56可以是构造为将流体压力传递到主阻尼组件22中和主阻尼组件22外的柔性液压管路。替代地，导管54、56可以是金属或任何合适材料的非柔性管路。
图2示出了本公开的阻尼器20的另一部分。特别地，图2示出了副阻尼组件24。在本示例中，副阻尼组件24构造为经由上导管54和下导管56与主阻尼组件22流体连通。如将在本文中详细描述的，主阻尼组件22和副阻尼组件24一起工作，以根据主工作活塞32在主阻尼组件22中的位置产生可变的阻尼力。
副阻尼组件24包括副阻尼管62，副阻尼管62在构形上类似于主阻尼组件22的阻尼管26。副阻尼管62和构造为封闭副阻尼管的端盖60一起限定副流体室64。
端盖60密封于副阻尼管62。副工作活塞68固定地连接到端盖60，使得其位置固定在副阻尼管62内。副工作活塞68可以例如通过传统的紧固件固定到端盖60，或者可以以任何合适的方式固定就位。
副工作活塞68设置有合适的流动通道和阀机构70，比如端口和盘形阀，用于以公知的方式控制穿过副工作活塞的流体的流动。如本文将更充分地阐述的，由于副工作活塞68在副阻尼管62内固定就位，因此穿过副工作活塞的流体流动并非取决于通过副阻尼组件24中的活塞的移动在活塞的相对侧上产生不同的流体压力，而是取决于主阻尼组件22的活塞的相对侧上存在不同的流体压力。
副工作活塞68将副流体室64划分为位于端盖60与工作活塞68之间的上部容积72和位于活塞的与上部容积相对的侧部上的下部容积74。浮动活塞66可以设置在下部容积74中，并且与副阻尼管62密封地且可移动地接合，从而将下部容积划分为下部容积流体室82和下部容积气体室84。浮动活塞66在单管阻尼组件中的用途和功能是公知的。
上部容积72与上导管54流体连通，并且因此与主阻尼组件22的顶部端口44流体连通。下部容积74的下部容积流体室82与下导管56流体连通，并且因此与主阻尼组件22的下端口46流体连通。应当理解，根据性能要求，各个端口和容积的连接可以相对于所描绘的反转。例如，无论哪个端口(44或46)连接到副上端口76，都将准许副工作活塞68充当底部阀。
从上导管54进入和离开上部容积72的流体流经过副上端口76。从下导管56进入和离开下部容积流体室82的流体流经过副下端口78。
当主阻尼组件的主工作活塞32定位在上端口44与下端口46之间、即在中部区域52中时，阻尼管26的任何位置变化在活塞杆侧室36和非活塞杆侧室38中造成压力差。压力差的方向性取决于主工作活塞32的移动的方向。由此产生的压力穿过上端口44和下端口46、上导管54和下导管56传送并且穿过相应的副上端口76和副下端口78进入副阻尼组件24。由此传送的流体压力使流体沿穿过副工作活塞68的方向从高压向低压流动。在流体经过副工作活塞68的同时，流体也经过主工作活塞32。因此，当主工作活塞32在主阻尼组件的中部区域52中操作时，利用了流动通路的结合区间40、70。穿过结合区间40、70的流体流产生第一阻尼力。
与阻尼器在中部区域52中的操作(由此产生相对低的阻尼量)相反，当主工作活塞32移动到行程极限时，阻尼器22不同地操作而产生相对高的阻尼力的量。当工作活塞32在上部区域48或下部区域50内移动时，上端口44和下端口46两者与同一室连通，并且呈现相同的流体压力。在这种工作状态下，横贯两个端口没有显著的压力差，并且最终的流体很少或未流到副阻尼组件24内/外。当活塞杆30的容积被引入到系统中时，流体仍然可以流动到副阻尼器24中，然而横贯副工作活塞68没有导致压力差，并且因此流体采用阻力最小的路径(仅穿过下端口78)并且对阻尼力的减小没有贡献，如当主活塞处于区域52中时可见。
相应地，当工作活塞32在上部区域48或下部区域50内移动时，流体仅流动穿过主工作活塞32并且仅受制于由主工作活塞中的流动通道提供的区间。由于相对于主工作活塞和副工作活塞的结合区域，主工作活塞32中的区间较小，因此在阻尼器的操作状态下，当处于上部区域48或下部区域50中时，流动阻力的量相应地较高。因此，当处于上部区域48或下部区域50中时，主工作活塞32产生更大的阻尼，并且阻尼器20根据主工作活塞32行程而表现出期望的可变阻尼品质。
图4的阻尼器120在操作上与上文详述的阻尼器相同。然而，主阻尼组件122和副阻尼组件124的结构构造是“背负式”阻尼器的结构构造。因此，例如，并非副阻尼组件124经由液压软管或管道流体连接到主阻尼组件122，而是副阻尼组件的副阻尼管162以并排的布置连接到主阻尼组件的阻尼管126。副阻尼组件124的副阻尼管162可以直接连接到主阻尼组件122的阻尼管126，或者通过连接凸缘、支架或任何合适的连接器、框架构件或结构元件186或多个结构元件间接连接到阻尼管126。连接凸缘186可以构造为将端口对144和176彼此物理地和/或流体地连接并且将端口对146和178彼此物理地和/或流体地连接。
在所示的阻尼器120中，上端口144与副上端口176对准和连通，并且下端口146与副下端口178对准和连通。在所有其他方面，图4的阻尼器120与图1-图3的阻尼器20相同。然而，如上述示例，副阻尼管162的定向可以反转，使得上端口144可以与副下端口178连接，并且下端口146连接到副上端口176。
如上文详述的，图5-图7示出了替代性的端盖260和将主阻尼器与副阻尼器流体连接的替代性器件。具体地，端盖260包括大致圆柱形主体286和形成在主体的端部上的凸缘288。凸缘的形状和大小设计为接收密封件，比如O形密封件(未示出)，其中，最上部的并且较小的开口定形状和大小为卷边以将端盖维持在副管内，或者替代地，也可以考虑通过卡环(未示出)维持。轴向孔290穿过主体286形成以接收用于将工作活塞(例如，参见图4)固定至其上的紧固件(未示出)。沉孔292形成在孔290的外部部分处以经由连接(例如SAE J1926ORB-8螺纹连接)来接收软管。流体通路294将沉孔292与副阻尼器的内部流体室流体连接(参见图1-图4)，以生成由根据图1-图4的装置的副上端口递送的相同流体流。
虽然已经在附图和前面的描述中详细地说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述应被认为是说明性的或示例性的而非限制性的。将会理解，本领域普通技术人员可以在所附权利要求书的范围内进行变化和修改。特别地，本发明覆盖具有来自上述和下述的不同实施例的特征的任意组合的其他实施例。另外，本文所作的表征本发明的陈述涉及本发明的实施例，并且未必涉及所有实施例。
权利要求书中使用的表述应当诠释为具有与前述描述一致的最广泛合理的阐释。例如，引入元件时使用冠词“一个”或“该”不应被解释为排除多个元件。同样，对“或”的记述应当解释为包括性的，使得对“A或B”的记述不排除“A和B”，除非上下文或上述描述清楚地旨在A和B中的仅一者。此外，对“A、B和C中的至少一者”的记述应当解释为由A、B和C组成的一组元件中的一者或多者，并且不应解释为需要所列元件A、B和C中的每一者的至少一个，无论A、B和C是否类别相关或相反。此外，对“A、B和/或C”或“A、B或C中的至少一者”的记述应当解释为包括所列元件中的任何单一实体(例如A)、所列元件中的任何子集(例如A和B)或元件A、B和C的整个列表。

Claims (14)

1.一种阻尼器，包括：
主阻尼组件，其包括
阻尼管，其包括阻尼流体，所述阻尼管限定主流体室；
活塞杆，其能够在所述阻尼管中缩回和延伸；
主工作活塞，其附接到所述活塞杆，并且将所述主流体室划分为活塞杆侧和非活塞杆侧；
其中，所述主流体室的一个端部处限定上部区域，所述主流体室的与所述上部区域相对的端部处限定下部区域，并且所述上部区域与所述下部区域之间限定中部区域；以及
副阻尼组件，其与所述主阻尼组件流体连通，所述副阻尼组件包括
副阻尼管，其限定副流体室；
副工作活塞，其布设在所述副流体室中并且包括穿过所述副流体室而形成的流动通道；
其中，所述主阻尼组件构造为使得当所述主工作活塞在所述中部区域中行进时，使流体经过所述主工作活塞和所述副工作活塞以产生第一阻尼力，并且当所述主工作活塞在所述上部区域和所述下部区域中的任一者中行进时，使流体仅经过所述主工作活塞以产生第二阻尼力，其中，所述第一阻尼力小于所述第二阻尼力。
2.根据权利要求1所述的阻尼器，其中，所述主阻尼组件包括构造为附接到车辆的安装件。
3.根据权利要求2所述的阻尼器，其中，所述副阻尼组件经由上导管和下导管与所述主阻尼组件流体连通。
4.根据权利要求2所述的阻尼器，其中，所述副阻尼组件构造为背负式贮液器。
5.根据权利要求4所述的阻尼器，其中，所述副阻尼管附接到所述阻尼管。
6.根据权利要求5所述的阻尼器，其中，所述副阻尼管以并排构造附接到所述阻尼管。
7.根据权利要求1所述的阻尼器，其包括上端口和下端口，所述上端口和所述下端口穿过所述阻尼管形成并且在其之间限定中部区域，并且其中，所述上部区域在所述阻尼管的一个端部处限定在所述阻尼管中，并且所述下部区域与所述上部区域相对地限定在所述阻尼管内。
8.根据权利要求1所述的阻尼器，其中，所述副工作活塞与所述副阻尼管固定就位。
9.根据权利要求8所述的阻尼器，其中，所述副工作活塞将所述副阻尼管的副流体室划分为其一侧上的上部容积和其相对侧上的下部容积。
10.根据权利要求9所述的阻尼器，其中，所述上部容积与所述上部区域流体连通，并且所述下部容积与所述下部区域流体连通。
11.根据权利要求10所述的阻尼器，其中，所述流体连通穿过上导管和下导管。
12.根据权利要求10所述的阻尼器，还包括端盖，所述端盖封闭所述副阻尼管并且与所述副阻尼管限定所述副流体室。
13.根据权利要求11所述的阻尼器，其中，所述上导管将所述主阻尼组件的所述上部区域流体连接到所述副阻尼组件的所述上部容积。
14.一种阻尼器，包括：
主阻尼组件，其包括
阻尼管，其包括阻尼流体，所述阻尼管限定主流体室；
活塞杆，其能够在所述阻尼管中缩回和延伸；
主工作活塞，其附接至所述活塞杆并且将所述主流体室划分为活塞杆侧和非活塞杆侧，所述主工作活塞包括穿过所述主工作活塞而形成的流动通道，所述流动通道与所述活塞杆侧及所述非活塞杆侧连通；
上端口，其穿过所述阻尼管形成；
下端口，其穿过所述阻尼管形成并且与所述上端口间隔开；
其中，由所述上端口在所述主流体室的一个端部处限定上部区域，并且由所述下端口在所述主流体室的与所述上部区域相对的端部处限定下部区域，并且在所述上部区域与所述下部区域之间限定中部区域；以及
副阻尼组件，其与所述主阻尼组件流体连通，所述副阻尼组件包括
副阻尼管，其限定副流体室；
副工作活塞，其在所述副流体室中固定就位并且包括穿过其形成的流动通道，所述副工作活塞将所述副流体室划分为上部容积和下部容积；
副上端口，其与所述主阻尼组件的所述上端口和所述上部容积连通；和
副下端口，其与所述主阻尼组件的所述下端口和所述下部容积连通；
其中，所述上端口与所述下端口的间隔构造为使得当所述主工作活塞在所述中部区域中行进时，使流体经过所述主工作活塞和所述副工作活塞的两个流动通道以产生第一阻尼力；并且
当所述主工作活塞在所述上部区域和所述下部区域中的任一者中行进时，使流体仅经过所述主工作活塞的流动通道以产生第二阻尼力，其中，所述第一阻尼力小于所述第二阻尼力。
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