CN113931961B - 一种新型液压自适应阻尼调节减震器 - Google Patents

一种新型液压自适应阻尼调节减震器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及减震器结构技术领域，具体地指一种新型液压自适应阻尼调节减震器。包括，内工作缸，上端设置有导向器、下端设置有底阀、缸内充填油液；活塞杆，可沿轴向移动地穿设于内工作缸；活塞，固定于活塞杆上将内工作缸分为有杆腔和无杆腔；上调节单元，设置于导向器与活塞之间的内工作缸内用于在活塞杆处于拉伸状态时改变有杆腔内油液流动阻力使拉伸行程越大油液流动阻力越大；下调节单元，设置于底阀与活塞之间的内工作缸内用于在活塞杆处于压缩状态时改变无杆腔内油液流动阻力使压缩行程越大油液流动阻力越大。本发明减震器的阻尼力不但能通过路面的震动频率来调节，同时能通过路面的振动幅度来调节。

Description

一种新型液压自适应阻尼调节减震器
技术领域
本发明涉及减震器结构技术领域，具体地指一种新型液压自适应阻尼调节减震器。
背景技术
对于汽车工业来说，其行驶的舒适性、安全性以及操控性的提高是贯穿21世纪的主题。比如汽车座椅设计、车身强度的优化，以及底盘悬挂系统设计调教。特别是悬挂系统中，前、后减震器的阻尼力的变化对路面震动能量的吸收，以及对车身的支撑性起着至关重要的作用，是提高整车的舒适性、安全性以及操控性重要方向。传统的液压筒式减震器内部的阻尼力大小，在整车上只能通过减震器运动速度来调节，不能随减震器运动的行程的来调节。这样就导致了配备传统减震器的车型的悬架不是整体过硬(阻尼力大)就是整体过软(阻尼力小)。阻尼力大的减震器使得车身支撑性较强，但是舒适性会降低。阻尼力小的减震器对小幅度路面震动吸收较好，舒适性较高，但是对大幅度路面震动吸收较弱，对车身支撑性较差，进而影响行驶安全性。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种新型液压自适应阻尼调节减震器。
本发明的技术方案为：一种新型液压自适应阻尼调节减震器，包括，
内工作缸，上端设置有导向器、下端设置有底阀、缸内充填油液；
活塞杆，可沿轴向移动地穿设于内工作缸；
活塞，固定于活塞杆上将内工作缸分为有杆腔和无杆腔；
上调节单元，设置于导向器与活塞之间的内工作缸内用于在活塞杆处于拉伸状态时改变有杆腔内油液流动阻力使拉伸行程越大油液流动阻力越大；
下调节单元，设置于底阀与活塞之间的内工作缸内用于在活塞杆处于压缩状态时改变无杆腔内油液流动阻力使压缩行程越大油液流动阻力越大。
进一步的所述上调节单元包括设置于内工作缸与活塞杆之间的弓形环；所述弓形环是套设于活塞杆上的弹性构件，弓形环上开设有连通弓形环轴向两侧空间的通孔；所述通孔在弓形环受外力挤压下孔径变小；所述内工作缸包括接近上端的渐变段，渐变段为由下至上内径逐渐减小的喇叭型结构；所述通孔在弓形环于渐变段中移动时受渐变段内壁挤压而孔径缩小。
进一步的所述活塞杆在弓形环与活塞之间的杆体上安装有回弹止挡垫圈；所述回弹止挡垫圈固定在活塞杆上，且回弹止挡垫圈的圆周外侧与内工作缸内壁之间留有油液通过的间隙；所述弓形环在回弹止挡垫圈上移至渐变段下端时与回弹止挡垫圈接触并在回弹止挡垫圈作用下向上移动。
进一步的所述渐变段内设置有在回弹止挡垫圈移出渐变段后驱使弓形环移动至渐变段下端位置的复位机构。
进一步的所述复位机构包括回弹弹簧；所述回弹弹簧套设在活塞杆上，回弹弹簧的上端与固定在导向器下端的弹簧上垫圈连接，下端与安装在弓形环上端的弹簧下垫圈连接。
进一步的所述下调节单元包括固定在活塞上的压缩套管；所述压缩套管是下端开口且圆周外侧端面与内工作缸内壁之间存在油液通过间隙的筒状结构，压缩套管的侧壁上开设有多个连通压缩套管内外两侧的阻尼孔，多个阻尼孔沿轴向间隔布置；所述内工作缸内设置有在压缩套管下移过程中对压缩套管上的阻尼孔进行逐步封闭的阻塞机构。
进一步的所述阻塞机构包括设置于内工作缸下端的压缩内管；所述压缩内管为两端开口的筒状结构，下端与底阀连接，上端在压缩套管下移过程中伸入到压缩套管内，压缩内管外壁在压缩套管下移至与压缩内管套接在一起时对重合部位的阻尼孔进行封闭。
进一步的所述多组阻尼孔沿压缩套管周向间隔布置，每组阻尼孔包括多个沿轴向间隔布置的阻尼孔。
进一步的所述每组阻尼孔中由上至下孔径逐渐增大。
进一步的所述压缩套管接近下端的外壁上设置有一圈凸台；所述凸台沿径向凸出于压缩套管圆周外侧端面，凸台与内工作缸内壁紧贴使凸台轴向两侧的压缩套管与内工作缸之间的间隙不连通。
本发明的优点有：1、本发明的减震器可以随着活塞杆的行程变化自动调节内工作缸内油液的流动速度，从而改变整个减震器的阻尼，减震器的阻尼力不但能通过路面的震动频率来调节，同时能通过路面的振动幅度来调节；
装配有本发明的减震器的车辆在小振幅路面行驶时，减震器运动行程较小，其阻尼力小，提升车辆行驶的舒适性，在大振幅路面行驶时，减震器行程变大，且越接近拉伸、压缩极限，其阻尼力就越大，能吸收更多的车轮冲击能量，进而提供较强的车身支撑性能，提高行车安全性；
本发明的减震器这种随着行程变化自动调节阻尼力的特性无需任何电控设备，完全通过结构本身的功能实现，调节方式极为方便；
2、本发明的调节单元通过弓形环与渐变段的配合，在活塞杆的拉伸行程越大，弓形环上的通孔越小，油液从弓形环与导向器之间的空间向外流动的速度越慢，产生的阻尼力越大；
3、本发明通过设置回弹止挡垫圈，回弹止挡垫圈在活塞杆上升过程中驱动弓形环上移，驱动结构简单，操作简便；
4、本发明设置复位机构，在完成拉伸过程后，驱动弓形环下移至初始位置，等待下一次的上移；
5、本发明的复位机构极为简单，通过回弹弹簧即可方便的实现弓形环的复位，整个过程极为简单；
6、本发明通过在活塞上设置压缩套管，压缩套管上开设阻尼孔，在活塞杆压缩行程中，随着压缩行程的不断进行，阻尼孔逐渐封闭，封闭的阻尼孔越多，阻尼力越大；
7、本发明通过压缩内管对压缩套管上的阻尼孔进行封闭，结构简单，封闭的方式极为方便；
8、本发明设置多组阻尼孔，使压缩行程中油液的流动更加均匀，增加阻尼力变化的平稳性；
9、本发明的每组阻尼孔中由上至下孔径逐渐增大，即大的阻尼孔先关闭，小的阻尼孔后关闭，油液的流动速度越来越慢，阻尼力越来越大；
10、本发明在压缩套管的外侧设置凸台，隔绝凸台轴向两侧的间隙，避免压缩行程时，油液在间隙中向下流动，影响压缩行程中的平稳性。
本发明结构简单，操作方便，无论是在拉伸行程还是压缩行程，都可以随着行程的改变增大阻尼力，减震器的阻尼力不但能通过路面的震动频率来调节，同时能通过路面的振动幅度来调节，应用范围广泛，具有极大的推广价值。
附图说明
图1：本发明的结构示意图；
图2：本发明的上调节单元的结构示意图；
图3：本发明的下调节单元的结构示意图；
图4：本发明的弓形环结构示意图；
其中：1—导向器；2—弹簧上垫圈；3—活塞杆；4—回弹弹簧；5—内工作缸；6—弹簧下垫圈；7—弓形环；8—回弹止挡垫圈；9—活塞；10—压缩套管；11—压缩内管；12—底阀；13—渐变段；14—阻尼孔；15—凸台；16—通孔。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1～4，本实施例涉及一种新型液压自适应阻尼调节减震器，本实施例的减震器可以随着行程的变化调节阻尼力的大小，具体的本实施例的减震器包括内工作缸5，内工作缸5上端设置有导向器1、下端设置有底阀12、缸内充填油液，内工作缸5下端的底阀12连通外工作缸，外工作缸不属于本实施例讨论的结构。
内工作缸5内穿设有活塞杆3，活塞杆3一端穿过导向器1伸入到内工作缸5内，活塞杆3伸入到内工作缸5内的一端设置有活塞9，活塞9跟随活塞杆3沿内工作缸5轴向移动，驱动内工作缸5内的油液流动。
活塞9将内工作缸5分为有杆腔和无杆腔，本实施例在内工作缸5的有杆腔内设置有上调节单元，上调节单元用于在活塞杆3处于拉伸状态时改变有杆腔内油液流动阻力使拉伸行程越大油液流动阻力越大。具体的，如图2所示，上调节单元包括设置于内工作缸5与活塞杆3之间的弓形环7，弓形环7是套设于活塞杆3上的弹性构件，如图4所示，弓形环7上开设有连通弓形环7轴向两侧空间的通孔16，通孔16在弓形环7受外力挤压下孔径变小，内工作缸5包括接近上端的渐变段13，渐变段13为由下至上内径逐渐减小的喇叭型结构，通孔16在弓形环7于渐变段13中移动时受渐变段13内壁挤压而孔径缩小。
弓形环7沿轴向上移，收到渐变段13的挤压，通孔16的孔径越来越小，油液在通孔16中的流动越来越慢，阻尼力越来越大，弓形环7与导向器1之间的腔体压力越来越大。为了驱动弓形环7上移，本实施例在活塞杆3上设置有回弹止挡垫圈8，回弹止挡垫圈8处于弓形环7与活塞9之间，回弹止挡垫圈8跟随活塞杆3向上移动，当回弹止挡垫圈8移动到渐变段13的下端时，与弓形环7贴紧，驱动弓形环7上移。
当完成拉伸行程，活塞杆3下移，回弹止挡垫圈8移出渐变段13后，需要对弓形环7复位，使其回到渐变段13的下端处，等待下一次的拉伸行程。如图2所示，本实施例在渐变段13内设置有回弹弹簧4，回弹弹簧4套设在活塞杆3上，回弹弹簧4的上端与固定在导向器1下端的弹簧上垫圈2连接，下端与安装在弓形环7上端的弹簧下垫圈6连接。当完成拉伸行程，活塞杆3下移，回弹止挡垫圈8移出渐变段13后，在回弹弹簧4的作用下，驱动弓形环7移动至渐变段13的下端位置，完成复位。
本实施例在内工作缸5的无杆腔内设置有下调节单元，本实施例的下调节单元设置于底阀12与活塞9之间的内工作缸5内用于在活塞杆3处于压缩状态时改变无杆腔内油液流动阻力使压缩行程越大油液流动阻力越大。如图3所示，下调节单元包括固定在活塞9上的压缩套管10，压缩套管10是下端开口且圆周外侧端面与内工作缸5内壁之间存在油液通过间隙的筒状结构，压缩套管10的侧壁上开设有多个连通压缩套管10内外两侧的阻尼孔14，多组阻尼孔14沿压缩套管10周向间隔布置，每组阻尼孔14包括多个沿轴向间隔布置的阻尼孔14，每组阻尼孔14中由上至下孔径逐渐增大。压缩套管10接近下端的外壁上设置有一圈凸台15，凸台15沿径向凸出于压缩套管10圆周外侧端面，凸台15与内工作缸5内壁紧贴使凸台15轴向两侧的压缩套管10与内工作缸5之间的间隙不连通。
内工作缸5的下端处设置有压缩内管11，压缩内管11为两端开口的筒状结构，下端与底阀12连接，上端在压缩套管10下移过程中伸入到压缩套管10内，压缩内管11外壁在压缩套管10下移至与压缩内管11套接在一起时对重合部位的阻尼孔14进行封闭。随着压缩行程的不断增加，压缩内管11封闭的阻尼孔14越来越多，阻尼力越来越大，压缩套管10与压缩内管11之间的压强越来越大。
具体的工作过程为：当减震器处于拉伸行程时，活塞杆3沿轴向向上移动，回弹止挡垫圈8跟随活塞杆3向上移动，当移动到渐变段13的下端时，回弹止挡垫圈8与弓形环7贴紧，活塞杆3继续向上移动，弓形环7与导向器1之间形成一个油腔，弓形环7继续向上移动，随着渐变段13内径的缩小，渐变段13的内壁挤压弓形环7，使弓形环7上的通孔16越来越小，油液流动的速度越来越慢，同时回弹弹簧4压缩程度越来越大，阻尼力越来越大，可吸收更多的能量；
当减震器脱离拉伸行程时，活塞杆3向下移动，回弹止挡垫圈8回复到初始位置，从渐变段13移出，弓形环7在回弹弹簧4的作用下回复至渐变段13的下端处，回到初始位置，等待下一次的拉伸行程；
当减震器处于压缩行程时，活塞杆3沿轴向向下移动，压缩套管10跟随活塞9向下移动，压缩套管10与工作缸5之间形成一个新的油腔，随着活塞9的不断下移，油腔内的压力越来越大，油液通过阻尼孔向压缩套管10内流入，当压缩套管10移动至与压缩内管11套接在一起，重合部分的阻尼孔被压缩内管11的外壁堵塞封闭，随着阻尼孔14逐渐被堵塞，可以流入的油液越来越少，整个油腔内的压力越来越大，阻尼力越来越大，直至达到极限位置；
当减震器脱离压缩行程后，活塞杆3沿轴向向上移动，压缩套管10与压缩内管11脱离，回复至初始位置，等待下一次的压缩行程。
如图1所示，本实施例的上下方向为图1中的上下方向，本实施例的轴向即为图中的上下方向。
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说明本发明的原理，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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种新型液压自适应阻尼调节减震器，其特征在于：包括，
内工作缸(5)，上端设置有导向器(1)、下端设置有底阀(12)、缸内充填油液；
活塞杆(3)，可沿轴向移动地穿设于内工作缸(5)；
活塞(9)，固定于活塞杆(3)上将内工作缸(5)分为有杆腔和无杆腔；
上调节单元，设置于导向器(1)与活塞(9)之间的内工作缸(5)内用于在活塞杆(3)处于拉伸状态时改变有杆腔内油液流动阻力使拉伸行程越大油液流动阻力越大；
下调节单元，设置于底阀(12)与活塞(9)之间的内工作缸(5)内用于在活塞杆(3)处于压缩状态时改变无杆腔内油液流动阻力使压缩行程越大油液流动阻力越大；
所述上调节单元包括设置于内工作缸(5)与活塞杆(3)之间的弓形环(7)；所述弓形环(7)是套设于活塞杆(3)上的弹性构件，弓形环(7)上开设有连通弓形环(7)轴向两侧空间的通孔(16)；所述通孔(16)在弓形环(7)受外力挤压下孔径变小；所述内工作缸(5)包括接近上端的渐变段(13)，渐变段(13)为由下至上内径逐渐减小的喇叭型结构；所述通孔(16)在弓形环(7)于渐变段(13)中移动时受渐变段(13)内壁挤压而孔径缩小；
所述活塞杆(3)在弓形环(7)与活塞(9)之间的杆体上安装有回弹止挡垫圈(8)；所述回弹止挡垫圈(8)固定在活塞杆(3)上，且回弹止挡垫圈(8)的圆周外侧与内工作缸(5)内壁之间留有油液通过的间隙；所述弓形环(7)在回弹止挡垫圈(8)上移至渐变段(13)下端时与回弹止挡垫圈(8)接触并在回弹止挡垫圈(8)作用下向上移动；
所述渐变段(13)内设置有在回弹止挡垫圈(8)移出渐变段(13)后驱使弓形环(7)移动至渐变段(13)下端位置的复位机构。
2.如权利要求1所述的一种新型液压自适应阻尼调节减震器，其特征在于：所述复位机构包括回弹弹簧(4)；所述回弹弹簧(4)套设在活塞杆(3)上，回弹弹簧(4)的上端与固定在导向器(1)下端的弹簧上垫圈(2)连接，下端与安装在弓形环(7)上端的弹簧下垫圈(6)连接。
3.如权利要求1所述的一种新型液压自适应阻尼调节减震器，其特征在于：所述下调节单元包括固定在活塞(9)上的压缩套管(10)；所述压缩套管(10)是下端开口且圆周外侧端面与内工作缸(5)内壁之间存在油液通过间隙的筒状结构，压缩套管(10)的侧壁上开设有多个连通压缩套管(10)内外两侧的阻尼孔(14)，多个阻尼孔(14)沿轴向间隔布置；所述内工作缸(5)内设置有在压缩套管(10)下移过程中对压缩套管(10)上的阻尼孔(14)进行逐步封闭的阻塞机构。
4.如权利要求3所述的一种新型液压自适应阻尼调节减震器，其特征在于：所述阻塞机构包括设置于内工作缸(5)下端的压缩内管(11)；所述压缩内管(11)为两端开口的筒状结构，下端与底阀(12)连接，上端在压缩套管(10)下移过程中伸入到压缩套管(10)内，压缩内管(11)外壁在压缩套管(10)下移至与压缩内管(11)套接在一起时对重合部位的阻尼孔(14)进行封闭。
5.如权利要求3或4所述的一种新型液压自适应阻尼调节减震器，其特征在于：所述多组阻尼孔(14)沿压缩套管(10)周向间隔布置，每组阻尼孔(14)包括多个沿轴向间隔布置的阻尼孔(14)。
6.如权利要求5所述的一种新型液压自适应阻尼调节减震器，其特征在于：所述每组阻尼孔(14)中由上至下孔径逐渐增大。
7.如权利要求3所述的一种新型液压自适应阻尼调节减震器，其特征在于：所述压缩套管(10)接近下端的外壁上设置有一圈凸台(15)；所述凸台(15)沿径向凸出于压缩套管(10)圆周外侧端面，凸台(15)与内工作缸(5)内壁紧贴使凸台(15)轴向两侧的压缩套管(10)与内工作缸(5)之间的间隙不连通。
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