CN113883206A - 能够调节车身高度与自身刚度的减振器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够调节车身高度与自身刚度的减振器，以纯机械结构实现了车身高度调节与阻尼调节功能，具有结构简单、安全可靠、降低成本等优点。该减振器包括：外壳、高压油筒、泵杆、支撑杆和活塞；在汽车行驶在较平缓的路面时，该减振器可以调节自身刚度到较小水平，并降低车身高度，驾驶员与乘客的舒适性较高。当汽车行驶在较崎岖的路面时，车身高度会被抬高，该减振器可以调节自身刚度到较大水平。本发明的减振器可以以较低的成本广泛应用在中低档轿车内。

Description

能够调节车身高度与自身刚度的减振器

技术领域

本发明涉及一种减振器，具体涉及一种可实现自身刚度调节和车身水平高度调节的筒式液压减振器，属于机械工程振动控制技术领域。

背景技术

现有可以调节刚度的减振器为磁流变减振器，可以调节车身高度的减振器为空气悬架；不论是磁流变减振器还是空气悬架均应用了多种电控装置，成本高、结构复杂，无法大量应用在中低档轿车上。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够调节车身高度与自身刚度的减振器，以纯机械结构实现了车身高度调节与阻尼调节功能，具有结构简单、安全可靠、降低成本等优点。

能够调节车身高度与自身刚度的减振器包括：外壳、高压油筒、泵杆、支撑杆和活塞；

所述外壳内部具有密闭腔体；

所述高压油筒同轴套装在所述外壳内部，所述高压油筒与外壳之间的密封空腔为低压油腔；所述高压油筒内圆周面沿周向均匀间隔分布有两个以上梯形肋，所述梯形肋沿轴向从上往下厚度递减；

所述支撑杆同轴套装在所述高压油筒内部，其底部依次穿过高压油筒和外壳底部端面伸出外壳；所述支撑杆外圆周与高压油筒内圆周之间的环形密封空腔为高压油腔；所述高压油筒底部端面上设置有第一单向阀，用于保证油液仅能从高压油腔向低压油腔流动；

所述支撑杆外圆周同轴固接与所述高压油筒内圆周面滑动配合的活塞；所述活塞端面上沿周向分布有两个以上与其轴向平行的通孔，同时所述活塞外圆周面上，与每个梯形肋对应的位置加工有阻尼调节孔，所述梯形肋穿过与之对应的阻尼调节孔；

所述支撑杆具有中心孔和设置在杆壁内部与中心孔同轴的环形孔，其中心孔作为高度调节腔，环形孔作为第一导油腔；所述第一导油腔与高压油腔连通；所述支撑杆下侧内部，所述高度调节腔与所述第一导油腔之间设置有下侧单向阀，所述下侧单向阀用于保证油液仅从高度调节腔向第一导油腔流动；所述下侧单向阀的开度大于所述上侧单向阀的开度；

所述泵杆同轴套装在所述支撑杆的中心孔内，其顶出伸出所述外壳，并与所述外壳固接；泵杆内部具有与所述高度调节腔连通的第二导油腔，所述第二导油腔内设置有上侧单向阀，用于保证油液仅从第二导油腔向高度调节腔流动；所述第二导油腔与所述低压油腔连通。

作为本发明的一种优选方式：还包括调压单元，所述调压单元包括依次设置在所述外壳上方的高压油调节腔和高压气调节腔；所述高压气调节腔和高压油调节腔之间通过弹性板隔开；高压气调节腔内填充高压气体；高压油调节腔内充满高压油；所述高压油调节腔通过高压油腔连接孔与所述高压油腔连通。

作为本发明的一种优选方式：所述泵杆上设置有高度调节孔，用于控制能够实现车身调节的最高高度。

作为本发明的一种优选方式：所述第二导油腔通过吸油管与低压油腔连通；所述吸油管设置在外壳和高压油筒之间的环形空间内，所述吸油管的下端位于低压油腔内；上端通过油孔与第二导油腔连通。

作为本发明的一种优选方式：所述外壳为顶部开口，底部端面加工有过孔的筒形壳体结构，其顶部开口通过设置有过孔的端盖封闭；所述高压油筒顶部与端盖密封对接。

作为本发明的一种优选方式：在所述外壳的壳体内部预留一条孔洞作为输油通道，用于连通所述低压油腔和第二导油腔。

有益效果：

在汽车行驶在较平缓的路面时，该减振器可以调节自身刚度到较小水平，并降低车身高度，驾驶员与乘客的舒适性较高。当汽车行驶在较崎岖的路面时，车身高度会被抬高，该减振器可以调节自身刚度到较大水平。本发明的减振器可以以较低的成本广泛应用在中低档轿车内。

附图说明

图1为本发明的减振器的外形图；

图2为本发明的减振器的剖视图。

其中：1-高压气调节腔、2-高压油调节腔；3-梯形肋；4-阻尼调节孔；5-泵杆；6-上侧单向阀；7-高度调节腔；8-低压油腔；9-高压油筒；10-通孔；11-活塞；12-下侧单向阀；13-外壳；14-支撑杆；15-第一单向阀；16-端盖；17-吸油管；18-高度调节孔

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种以纯机械方式实现车身高度和自身刚度调节的液力减振器，该减振器安全可靠，且成本较功能与之相似的磁流变减振器和空气悬架低，可以应用在中低档轿车上。

如图1所示，该减振器包括：外壳13、高压油筒9、泵杆5、支撑杆14和活塞11。

其中外壳13为顶部开口，底部端面加工有过孔的筒形壳体结构，其顶部开口通过设置有过孔的端盖16封闭。

高压油筒9同轴套装在外壳13内部，高压油筒9顶部与端盖16密封对接，外圆周面与外壳13内圆周面间有间隙，底部与外壳13内底面间隔设定距离，由此，外壳13与高压油筒9之间的密封空腔形成低压油腔8

高压油筒9内圆周面沿周向均匀间隔分布有四个梯形肋3，梯形肋3为沿轴向上粗下细的肋条。

支撑杆14同轴套装在高压油筒9内部，其底部依次穿过高压油筒9和外壳13底部端面的过孔伸出外壳13。支撑杆14通过其外部的活塞11与高压油筒9内圆周滑动配合(即支撑杆14外部固接或一体化加工有活塞11，活塞11与高压油筒9内圆周滑动配合)，能够在高压油筒9内沿轴向滑动。活塞11端面上沿周向分布有多个与其轴向平行的通孔10。支撑杆14外圆周与高压油筒9内圆周之间的环形腔为高压油腔。

高压油筒9底部端面上设置有第一单向阀15，用于保证油液仅能从高压油腔向低压油腔8流动。

此外，在活塞11外圆周面上，与每个梯形肋3对应的位置加工有阻尼调节孔4，使梯形肋穿过阻尼调节孔4，由于梯形肋3上宽下窄，由此当活塞11在不同高度位置时，阻尼调节孔4的流通面积不同，由此能够调节减振器的阻尼特性。当汽车行驶在比较陡峭的路面时，由于减振器会提升车身高度，所以活塞(相对位置)活跃在梯形肋下部，这时减小了减振器的刚度(即此时减振器的阻尼系数增大)；当汽车行驶在比较平缓的路面时则反之。

支撑杆14具有中心孔和设置在杆壁内部与中心孔同轴的环形孔，其中心孔作为高度调节腔7，环形孔作为第一导油腔，通过支撑杆14的顶部开口与高压油腔连通；在支撑杆14下侧内部，高度调节腔7与第一导油腔之间设置有下侧单向阀12，下侧单向阀12用于保证油液仅从高度调节腔7向第一导油腔流动。

泵杆5同轴套装在支撑杆14的中心孔内，其顶出伸出端盖16，并与端盖16固接；泵杆5下端面沿其轴向向上加工有盲孔(令为第二导油腔)，第二导油腔与高度调节腔7贯通。第二导油腔下端(即泵杆5的下端面)设置有上侧单向阀6，上侧单向阀6用于保证油液仅从第二导油腔向高度调节腔7流动。

上侧单向阀6与下侧单向阀12的开度不同，其中上侧单向阀6开度较小，下侧单向阀12开度较大。

吸油管17连通低压油腔8和第二导油腔，具体的：吸油管17设置在外壳13和高压油筒9之间的环形空间内，吸油管17的下端位于高压油筒9下端面与外壳13内底面之间的低压油腔内；端盖16内设置有连通吸油管17上端和第二导油腔的油孔。

该减振器的工作原理为：

在被减振车身(使用该减振器的车辆)发生振动时，活塞11在高压油腔内产生位移(上下移动)，即活塞11会与高压油筒9发生相对运动；在该过程中，活塞11与油液之间发生挤压、摩擦和粘性剪切以消耗能量，从而起到减振的效果。

当被减振车身振动输入较小时，由于车身重力的原因，高度调节腔里的油液通过下侧单向阀12流入第一导油腔内，进而通过第一导油腔顶部开口进入高压油腔内。如果高压油腔内的压力大于第一单向阀15的打开阈值，高压油腔内的油液就会经过高压油筒9底部的第一单向阀15流入低压油腔8，低压油腔8的油液通过吸油管进入第二导油腔，并通过第二导油腔底部的上侧单向阀6进入高度调节腔，从而使油液形成闭环。虽然上侧单向阀6开度和下侧单向阀12开度不同，但当被减振车身振动输入较小时，此时两个阀门处的流量差别不大，活塞11不产生位移。

当被减振车身振动输入较大时，由于下侧单向阀12开度大于上侧单向阀6开度，下侧单向阀12处的流量大于上侧单向阀6处的流量，使得高度调节腔7内形成负压，推动支撑杆14以及活塞11向下移动，从而抬高车身高度。

由于高强油腔内壁上设置有上粗下细的梯形肋3，当车身高度较低时(支撑杆14伸出较短)，活塞11活跃在梯形肋3上部，这时阻尼调节孔的横截面积增大，整个减振器的阻尼系数减小；当车身高度较高时(支撑杆14伸出较长)，活塞11活跃在梯形肋3下部，这时阻尼调节孔的横截面积减小，整个减振器的阻尼系数增大。由此当活塞在不同的位置的时候，阻尼调节孔的大小不同，因此可以调节减振器的阻尼特性。

实施例2：

在上述实施例1的基础上，进一步的还设置有调压单元，用于避免高压油腔瞬时压力过大导致高压油筒9爆裂。

调压单元包括依次设置在端盖16上方的高压油调节腔2和高压气调节腔1，高压气调节腔1和高压油调节腔2之间通过弹性板隔开；高压气调节腔1内填充高压气体；高压油调节腔2内充满高压油。高压油调节腔2通过端盖16上设置的两个以上高压油腔连接孔与高压油腔连通。泵杆5顶部穿出调节单元。

当高压油腔内压力过大时，高压油腔内的高压油通过高压油腔连接孔进入高压油调节腔2，使得弹性板形变产生向高压气调节腔1的位移；由此达到缓冲高压油腔内瞬时高压的作用。

实施例3：

在上述实施例1和实施例2的基础上，进一步的在泵杆5上设置有高度调节孔18，高度调节孔18用于控制能够实现车身调节的最高高度，当支撑杆14以及活塞11向下移动至泵杆5上高度调节孔18所在位置时，高压油腔直接通过高度调节孔与第二导油腔连通，进而与高度调节腔7连通。

通过调节高度调节孔的位置可以调节该能够实现车身调节的最高高度，高度调节孔的直径不同，影响高度调节的平滑性。

实施例4：

与上述实施例1的区别在于，本实施例中不设置吸油管17；而直接在外壳的壳体内部预留一条孔洞作为输油通道，输油通道一端与低压油腔相连，另一端通过端盖16上的油孔与第二导油腔相连。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.能够调节车身高度与自身刚度的减振器，其特征在于：包括：外壳(13)、高压油筒(9)、泵杆(5)、支撑杆(14)和活塞(11)；

所述外壳(13)内部具有密闭腔体；

所述高压油筒(9)同轴套装在所述外壳(13)内部，所述高压油筒(9)与外壳(13)之间的密封空腔为低压油腔(8)；所述高压油筒(9)内圆周面沿周向均匀间隔分布有两个以上梯形肋(3)，所述梯形肋(3)沿轴向从上往下厚度递减；

所述支撑杆(14)同轴套装在所述高压油筒(9)内部，其底部依次穿过高压油筒(9)和外壳(13)底部端面伸出外壳(13)；所述支撑杆(14)外圆周与高压油筒(9)内圆周之间的环形密封空腔为高压油腔；所述高压油筒(9)底部端面上设置有第一单向阀(15)，用于保证油液仅能从高压油腔向低压油腔(8)流动；

所述支撑杆(14)外圆周同轴固接与所述高压油筒(9)内圆周面滑动配合的活塞(11)；所述活塞(11)端面上沿周向分布有两个以上与其轴向平行的通孔(10)，同时所述活塞(11)外圆周面上，与每个梯形肋(3)对应的位置加工有阻尼调节孔(4)，所述梯形肋(3)穿过与之对应的阻尼调节孔(4)；

所述支撑杆(14)具有中心孔和设置在杆壁内部与中心孔同轴的环形孔，其中心孔作为高度调节腔(7)，环形孔作为第一导油腔；所述第一导油腔与高压油腔连通；所述支撑杆(14)下侧内部，所述高度调节腔(7)与所述第一导油腔之间设置有下侧单向阀(12)，所述下侧单向阀(12)用于保证油液仅从高度调节腔(7)向第一导油腔流动；所述下侧单向阀(12)的开度大于所述上侧单向阀(6)的开度；

所述泵杆(5)同轴套装在所述支撑杆(14)的中心孔内，其顶出伸出所述外壳(13)，并与所述外壳(13)固接；泵杆(5)内部具有与所述高度调节腔(7)连通的第二导油腔，所述第二导油腔内设置有上侧单向阀(6)，用于保证油液仅从第二导油腔向高度调节腔(7)流动；所述第二导油腔与所述低压油腔(8)连通。

2.如权利要求(1)所述的能够调节车身高度与自身刚度的减振器，其特征在于：还包括调压单元，所述调压单元包括依次设置在所述外壳(13)上方的高压油调节腔(2)和高压气调节腔(1)；所述高压气调节腔(1)和高压油调节腔(2)之间通过弹性板隔开；高压气调节腔(1)内填充高压气体；高压油调节腔(2)内充满高压油；所述高压油调节腔(2)通过高压油腔连接孔与所述高压油腔连通。

3.如权利要求1或2所述的能够调节车身高度与自身刚度的减振器，其特征在于：所述泵杆(5)上设置有高度调节孔(18)，用于控制能够实现车身调节的最高高度。

4.如权利要求1或2所述的能够调节车身高度与自身刚度的减振器，其特征在于：所述第二导油腔通过吸油管(17)与低压油腔(8)连通；所述吸油管(17)设置在外壳(13)和高压油筒(9)之间的环形空间内，所述吸油管(17)的下端位于低压油腔内；上端通过油孔与第二导油腔连通。

5.如权利要求1或2所述的能够调节车身高度与自身刚度的减振器，其特征在于：所述外壳(13)为顶部开口，底部端面加工有过孔的筒形壳体结构，其顶部开口通过设置有过孔的端盖(16)封闭；所述高压油筒(9)顶部与端盖(16)密封对接。

6.如权利要求1或2所述的能够调节车身高度与自身刚度的减振器，其特征在于：在所述外壳(13)的壳体内部预留一条孔洞作为输油通道，用于连通所述低压油腔和第二导油腔。

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