CN114542643A - 可变阻尼力汽车减振器 - Google Patents

Abstract

一种可变阻尼力汽车减振器，工作缸内装有一个活塞，在工作缸外套有贮油缸，在工作缸的上端密封支撑有工作阀体，工作阀体的大径外周与贮油缸密封并固定，活塞上固定有一端穿过工作阀体中心孔的连杆，在工作阀体上设置有连通在工作缸与贮油缸之间的先导式可调泄流阀，活塞上设置有活塞单向阀，工作缸的下端密封安装有底阀座，底阀座上装有底座单向阀，底座单向阀下侧有与贮油缸端部固定并密封的底座，在底座下端面中心和连杆上端中心分别固定有吊耳。本发明采用电液控制，实现汽车减振器的可变阻尼力调节，在复原拉伸时和压缩变化时其阻尼力大小均可随时调整，使减振器的阻力性能可以根据路况的振动情况或车辆载荷的情况由电控制信号随时做出调整，使汽车减振器发挥较好的阻尼减振效果。

Description

可变阻尼力汽车减振器

技术领域

本发明涉及一种汽车减振器，属于汽车减振器技术领域，具体地说是涉及一种可变阻尼力汽车减振器。

背景技术

常规汽车减振器中大多数为性能固定式结构，在一定速度下其阻尼力值是基本不变的，一种结构或尺寸维持一种速度阻尼特性，制成产品后不能再改变，这种性能固定式的减振器不能很好地适应车辆在多种复杂路况下和多种载荷情况下对阻尼力变化的需要；部分减振器虽能够做到阻尼力可调整，但大多为外挂控制机构或控制电机等形式，存在结构复杂、过程响应慢和故障率较高的缺点，给生产、安装和使用带来很多不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种可变阻尼力汽车减振器，解决现有技术中汽车减振器中存在的缺陷：性能固定式的减振器不能很好地适应车辆多种路况和多种载荷情况下对阻尼力变化的需要；阻尼力可调整减振器结构较复杂、过程响应慢和故障率较高。

本发明的目的是以如下技术方案实现的：有一个工作缸，工作缸内装有一个活塞，在工作缸外套有贮油缸，在工作缸的上端密封支撑有工作阀体，工作阀体的大径外周与贮油缸密封并固定，活塞上固定有穿过工作阀体中心孔并伸出工作缸外的连杆，工作阀体的中心孔内设置有与连杆密封的油封，在工作阀体上设置至少一个连通在工作缸与贮油缸之间的先导式可调泄流阀，活塞上设置有由工作缸无杆腔向有杆腔可以导通的活塞单向阀，工作缸的下端密封安装有底阀座，底阀座上装有由外到内可导通的底座单向阀，底阀座下端支撑有与贮油缸下端部固定并密封的底座，工作缸内充满液压油，贮油缸内注有部分液压油，在底座下端面中心和连杆上端中心分别固定有吊耳。当上下两端的吊耳被压缩时，底座单向阀关闭，工作缸无杆腔的液压油有打开活塞单向阀向有杆腔流动的趋势，由于无杆腔能容纳油的截面积大于有杆腔的截面积，在活塞向无杆腔移动时，无杆腔减小容积的速率大于有杆腔增加容积的速率，有杆腔的液压油阻挡住活塞的移动，此时只能打开先导式可调泄流阀将无杆腔里的液压油泄放到贮油缸里，无杆腔里的液压油通过活塞单向阀进入有杆腔，活塞才能移动；当两端吊耳被拉伸时，活塞单向阀关闭，有杆腔里的液压油无处释放也阻挡活塞的移动，此时也需要打开先导式可调泄流阀将无杆腔里的液压油泄放到贮油缸里，活塞才能移动。通过调节先导式可调泄流阀的打开压力，以实现在某个压力条件下卸载，从而实现对活塞阻力的调节，实现可变阻尼力减震的功能。

先导式可调泄流阀由工作阀和控制阀组合构成；工作阀有工作阀体，工作阀体有一个连通上下两侧面的变径通孔，变径通孔由下侧的小径孔和上侧的大径孔连接构成，在工作阀体的侧面设置与大径孔相通的横孔，横孔与贮油缸相通，小径孔与工作缸相通，在大径孔内底部装置有工作阀芯，工作阀芯的下底面为锥形面并且中心有微孔，工作阀芯的上部设有处于大径孔里的工作阀弹簧，工作阀芯与工作阀弹簧构成工作阀；在大径孔的上部密封装置有控制阀，控制阀由控制阀体、控制阀芯、控制阀弹簧、丝堵和线圈构成，控制阀体为有内孔并且下端面有小孔的回转体，控制阀体的内孔底部有卸载孔，卸载孔与工作阀体上与贮油缸连通的油孔相连通，控制阀芯在下、控制阀弹簧在上放置在控制阀体的内孔中并且控制阀芯下端堵在控制阀体小孔上，丝堵通过螺纹连接在控制阀体内孔的最上端并且与内孔之间相密封，线圈套在控制阀体的外周上并轴向固定，控制阀体上的小孔直径大于工作阀芯上的微孔直径。先导式泄流阀是通过控制阀控制工作阀实现以小控大的作用，即以小流量控制大流量。关闭状态时，工作阀芯后部充满液压油，在工作阀弹簧和液压油自身压力作用下，工作阀芯堵住工作阀体的小径孔使工作阀处于关闭状态；当控制阀芯被打开时，由于控制阀体上的小孔的直径大于工作阀芯上的微孔的直径，小孔对液压油的泄流能力大于微孔的泄流能力，工作阀芯后部的液压油被卸载，工作阀芯失去被压，工作阀芯在液压油正向压力作用下打开给工作缸卸载。本发明采用了线圈和控制阀芯组成的电磁阀进行控制，线圈作为加力部件，此时控制阀弹簧弹力较小，作为辅助给控制阀芯一个预压力，通过给线圈施加不同的电压，使线圈对控制阀芯有不同的压力，控制阀芯打开依靠液压油的压力打开，实现电压对控制阀的控制；本发明也可以是控制阀弹簧有较大的弹性压力，依靠控制阀弹簧压紧控制阀芯，线圈的电磁力作为打开控制阀芯的力，需要外部控制电路检测减振器所承受的力，达到设定值后给线圈供电打开控制阀芯卸载；另外，还可以不用线圈控制，采用机械调压的方式，丝堵采用可调螺栓，通过可调螺栓旋入控制阀体的不同深度而调节控制阀弹簧的压力，实现对控制阀芯开启压力的调节。

活塞上有贯穿上下面的通孔，在活塞上端面覆盖有能挡住活塞上通孔的活塞阀片，活塞阀片上面压有活塞弹簧，活塞阀片、活塞弹簧与活塞上的通孔配合构成活塞单向阀。

在连杆下端的细径处套有在上的限位套和在下的活塞，连杆下端细径的螺纹部分上旋有固定螺母，固定螺母压紧活塞下端面将活塞与连杆固定在一起，活塞外周与工作缸内孔之间、活塞内孔与连杆之间通过密封圈密封；限位套为由上端大径短空心圆柱体与下部小径长空心圆柱体同轴构成的回转体，活塞弹簧和活塞阀片套在限位套的细径圆周面上，活塞阀片的下面贴合在活塞的上端面上，活塞弹簧的两端对应支撑在活塞阀片的上面与限位套大径短空心圆柱体的下端面之间。

底阀座为内部有中心通孔的回转体，底阀座的上端有覆盖住中心通孔的底阀阀片，底阀阀片的上侧压有底阀弹簧，底阀弹簧上部压有固定在底阀座上的支架，支架的顶面或侧面有通透孔，底阀座、底阀阀片、底阀弹簧和支架构成底座单向阀。

底阀座为外周为阶梯状圆周面、内部有中心通孔的回转体，底阀座阶梯状圆周面中中间的一个圆周面适配地插入在工作缸下端部内孔中并与内孔之间密封，底阀座阶梯状圆周面中处于工作缸下部的大径的圆周面与中间圆周面之间变径形成的端面抵靠在工作缸下端面上作为底阀座向上运动的限位面，底阀座的下端面开有与贮油缸连通的径向流通槽，与贮油缸连接的底座内面压在底座阀的下端部对底座阀固定。

在连杆露出工作缸的部分上套有防尘罩，防尘罩一端固定在连杆的上端部，防尘罩的另一端固定在贮油缸的上端部上。

本发明的有益之处在于：采用电液控制，实现汽车减振器的可变阻尼力调节，在复原拉伸时和压缩变化时其阻尼力大小均可以通过控制线圈电压的大小随时调整，使减振器的阻力性能可以根据路况的振动情况或车辆载荷的情况由电控制信号随时做出调整；采用先导式可调泄流阀，具有控制灵敏度高、控制功耗小、响应灵敏的特点，使汽车减振器发挥较好的阻尼效能，达到良好的减振效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A处的局部放大图；

图3为控制阀和工作阀在工作状态下的示意图。

图4是活塞及活塞单向阀的结构示意图。

图5是底阀及底座的连接示意图。

图中:1-吊耳，2-防尘罩，3-连杆，4-丝堵，5-线圈，6-控制阀弹簧，7-控制阀体，8-控制阀芯，9-油封，10-工作阀弹簧，11-工作阀芯，12-工作阀体，13-贮油缸，14-工作缸，15-限位套，16-活塞弹簧，17-活塞阀片，18-活塞，19-支架，20-底阀弹簧，21-底阀阀片，22-底阀座，23-底座，24-径向流通槽。

具体实施方式

参照图1、图4、图5，有一个工作缸14，工作缸14内装有一个活塞18，在工作缸14外套有贮油缸13，工作缸14与贮油缸13同心配置，工作缸14的外径小于贮油缸13的内径，之间形成环空储油腔，在工作缸14的上端密封支撑有工作阀体12，工作缸14的上端安装在工作阀体12下面的止口上，在止口的沟槽内设置O型密封圈，O型密封圈外周贴合在工作缸14内孔表面上，工作阀体12的大径外周与贮油缸13密封并固定，固定方式可以采用螺纹连接，活塞18上固定有穿过工作阀体12中心孔并伸出工作缸14外的连杆3，工作阀体12的中心孔为阶梯孔，工作阀体12中心孔下部的细径部分与连杆3直径适配对连杆3导向，在工作阀体12中心孔上部粗径部分内装置有与连杆3密封的油封9，油封9的上面挡有挡圈，挡圈可以是固定在工作阀体12中心孔粗径部分环槽中的弹性挡圈，挡圈也可以是通过螺钉固定在工作阀体12中心孔外周上端面的带有下探止口的结构；在工作阀体12上设置至少一个连通在工作缸14与贮油缸13之间的先导式可调泄流阀；活塞18上设置有由工作缸14无杆腔向有杆腔可以导通的活塞单向阀，活塞18上有贯穿上下面的通孔，在活塞18上端面覆盖有能挡住活塞18上通孔的活塞阀片17，活塞阀片17上面压有活塞弹簧16，活塞阀片17、活塞弹簧16与活塞18上的通孔配合构成活塞单向阀，活塞单向阀的构成方式为：在连杆3下端的细径处套有在上的限位套15和在下的活塞18，连杆3下端细径的螺纹部分上旋有固定螺母，固定螺母压紧活塞18下端面将活塞18与连杆3固定在一起，活塞18外周与工作缸14内孔之间、活塞18内孔与连杆3之间通过密封圈密封；限位套15为由上端大径短空心圆柱体与下部小径长空心圆柱体同轴构成的回转体，活塞弹簧16和活塞阀片17套在限位套15的细径圆周面上，活塞阀片17的下面贴合在活塞18的上端面上，活塞弹簧16的两端对应支撑在活塞阀片17的上面与限位套15大径短空心圆柱体的下端面之间；工作缸14的下端密封安装有底阀座22，底阀座22上有由外到内可导通的底座单向阀，底座单向阀由底阀座22、底阀阀片21、底阀弹簧20和支架19构成，底阀座22为外周为阶梯状圆周面、内部有中心通孔的回转体，底阀座22阶梯状圆周面中中间的一个圆周面适配地插入在工作缸14下端部内孔中并与内孔之间密封，底阀座22阶梯状圆周面中处于工作缸14下部的大径的圆周面与中间圆周面之间变径形成的端面抵靠在工作缸14下端面上作为底阀座22向上运动的限位面，底阀座22的下端面开有与贮油缸13连通的径向流通槽24，底阀座22的上端有覆盖住中心通孔的底阀阀片21，底阀阀片21的上侧压有底阀弹簧20，底阀弹簧20上部压有固定在底阀座22上的支架19，支架19的下口边可以勾在底阀座22的沟槽内与之固定连接，支架19的顶面或侧面有通透孔以便于泄油；底阀座22下端支撑有与贮油缸13下端部固定并密封的底座23，底座23与贮油缸13理由采用螺纹连接，在底座23外周与贮油缸13内孔之间采用O型密封圈密封，底阀座22处于底座23内部的中间处，底座23内面托住底座阀22的下端部对底阀座22固定，在底座23下端面中心和连杆3上端中心分别固定有吊耳1，吊耳1的圆心位于工作缸14的中心线上，吊耳1内还设置有弹性橡胶套和钢衬套；在连杆3露出工作缸14的部分上套有防尘罩2，防尘罩2设置为可伸缩波纹管形式并且采用弹性体材料，防尘罩2一端固定在连杆3的上端部，防尘罩2的另一端固定在贮油缸13的上端部上，工作缸14内充满液压油，贮油缸13内注有部分液压油。

参照图2，先导式可调泄流阀由工作阀和控制阀组合构成；工作阀有工作阀体，工作阀体12有一个连通上下两侧面的变径通孔，变径通孔由下侧的小径孔和上侧的大径孔连接构成，在工作阀体12的侧面设置与大径孔相通的横孔，横孔与贮油缸13相通，小径孔与工作缸14相通，在大径孔内底部装置有工作阀芯11，工作阀芯11的外圆周与大径孔圆孔面采用精密滑动配合，工作阀芯11的端部与工作阀体12上的小径孔采用锥面密封，工作阀芯11的下底面为锥形面并且中心有微孔，工作阀芯11的上部设有处于大径孔里的工作阀弹簧10，工作阀弹簧10的刚度及预紧力设置使得在控制阀不加电时工作阀被打开也需要一定的液压力，工作阀芯11与工作阀弹簧10构成工作阀；在大径孔的上部密封装置有控制阀，控制阀由控制阀体7、控制阀芯8、控制阀弹簧6、丝堵4和线圈5构成，控制阀体7为有内孔并且下端面有小孔的回转体，控制阀体7的内孔底部有卸载孔，卸载孔与工作阀体12上与贮油缸13连通的油孔相连通，控制阀芯8在下、控制阀弹簧6在上放置在控制阀体7的内孔中并且控制阀芯8下端堵在控制阀体7小孔上，丝堵4通过螺纹连接在控制阀体7内孔的最上端并且与内孔之间相密封，线圈5套在控制阀体7的外周上；控制阀芯8设置为阶梯轴结构，控制阀芯8的小径端直径尺寸较细小且端面设置为圆锥面，圆锥面能与控制阀体7小孔达到良好的密封效果，控制阀芯8的大径端直径尺寸较大可为小径端的数倍，控制阀芯8轴肩处端面与控制阀体7的孔端面能产生较大的磁场力，关闭状态下控制阀芯8大径轴肩处端面距控制阀体7大孔端面比较近，可大幅度减小空间磁路损耗，减小励磁电流；控制阀弹簧6的刚度和弹簧力较小，自由状态下仅能维持控制阀保持关闭；丝堵4的截面是T型结构，丝堵4的内端面可作为控制阀弹簧6的支撑面，丝堵4后端的凸台还能压紧并固定线圈5；控制阀的阀口通径很小，在设定的压强下控制阀芯8受到的液压开启力也很小，控制阀芯8只需较小的电磁力就能平衡液压开启力，就是可以用较小的线圈电流能够执行控制阀芯8的关闭或开启程度；工作阀芯11上的微孔直径明显小于控制阀体上的小孔直径及控制阀阀口及其通道的截面积，工作阀阀口及通道的截面一般设置得较大以适应较大流量的需要。

参照图1-图5，减振器在复原拉伸时，活塞18上方的液压油被压缩，活塞单向阀处于封闭状态，活塞18上方的液压油作用在工作阀芯11上，并经过工作阀芯11的微孔到达工作阀芯11的上方，当控制阀关闭时则工作阀芯11的两端受到相同的液压力，在工作阀弹簧10及液压油的作用下工作阀处于关闭状态；液压油压力进一步升高，工作阀芯11上方的液压油压迫控制阀芯8使其上移，控制阀被打开，液压油流出，液压油流经工作阀芯11的微孔时产生节流阻力，工作阀芯11的两端出现压力差，克服工作阀弹簧10的弹力把工作阀打开，活塞18上方的液压油经过工作阀通道流向工作缸14外面的贮油缸13，活塞18持续上升表现为此速度下减振器的阻力；如果给线圈5施加一定电压，控制阀芯8受到的磁场力作用，控制阀芯8的圆锥面与控制阀体7之间的打开程度减小，控制阀的流通面积减小，液流阻力会增大流量降低，工作阀芯11两端的压差减小导致工作阀打开的程度减小，此时要达到与前述阀打开程度较大时同样的流量则就需要较高的液压力，使减振器的阻尼力增大；控制线圈5的电压减小后，经过压力和流量动态反馈最后液压力会比改变前有所降低，表现在减振器上就是减振器的阻尼力减小；减振器在复原拉伸时，活塞18上升，活塞18下方的容积增加，由于活塞阀片17的作用，活塞18上方的液压油不能流向下方，只能由贮油缸13内的液压油打开底阀阀片21流向活塞18下方的工作缸14内，以平衡工作缸14内的液压油流动。

减振器在压缩行程时，连杆3的外露部分向工作缸14内压缩，活塞18向下移动，工作缸14的容积减少，内部压力增大，在底阀阀片21的作用下底座单向阀关闭，工作缸14内的液压油只能经过工作阀流向贮油缸13内部，活塞18向下移动时活塞阀片17被打开，活塞18下方的液压油经过活塞18内的轴向通孔流到活塞18的上方；减振器在压缩行程时阻尼力的变化如同在其复原拉伸时阻尼力的变化，改变线圈5的电压大小同样可以改变压缩阻尼力的大小，压缩阻尼力的增减随线圈5电压的增减呈比例变化。

Claims (7)

1.一种可变阻尼力汽车减振器，有一个工作缸，工作缸内装有一个活塞，其特征在于：在工作缸（14）外套有贮油缸（13），在工作缸（14）的上端密封支撑有工作阀体（12），工作阀体（12）的大径外周与贮油缸（13）密封并固定，活塞（18）上固定有穿过工作阀体（12）中心孔并伸出工作缸（12）外的连杆（3），工作阀体（12）的中心孔内设置有与连杆（3）密封的油封（9），在工作阀体（12）上设置至少一个连通在工作缸（14）与贮油缸（13）之间的先导式可调泄流阀，活塞（18）上设置有由工作缸（14）无杆腔向有杆腔可以导通的活塞单向阀，工作缸（14）的下端密封安装有底阀座（22），底阀座（22）上装有由外到内可导通的底座单向阀，底阀座（22）下端支撑有与贮油缸（13）下端部固定并密封的底座（23），工作缸（14）内充满液压油，贮油缸（13）内注有部分液压油，在底座（23）下端面中心和连杆（3）上端中心分别固定有吊耳（1）。

2.根据权利要求1所述的可变阻尼力汽车减振器，其特征在于：先导式可调泄流阀由工作阀和控制阀组合构成；工作阀有工作阀体（12），工作阀体（12）有一个连通上下两侧面的变径通孔，变径通孔由下侧的小径孔和上侧的大径孔连接构成，在工作阀体（12）的侧面设置与大径孔相通的横孔，横孔与贮油缸（13）相通，小径孔与工作缸（14）相通，在大径孔内底部装置有工作阀芯（11），工作阀芯（11）的下底面为锥形面并且中心有微孔，工作阀芯（11）的上部设有处于大径孔里的工作阀弹簧（10），工作阀芯（11）与工作阀弹簧（10）构成工作阀；在大径孔的上部密封装置有控制阀，控制阀由控制阀体（7）、控制阀芯（8）、控制阀弹簧（6）、丝堵（4）和线圈（5）构成，控制阀体（7）为有内孔并且下端面有小孔的回转体，控制阀体（7）的内孔底部有卸载孔，卸载孔与工作阀体（12）上与贮油缸（13）连通的油孔相连通，控制阀芯（8）在下、控制阀弹簧（6）在上放置在控制阀体（7）的内孔中并且控制阀芯（8）下端堵在控制阀体（7）小孔上，丝堵（4）通过螺纹连接在控制阀体（7）内孔的最上端并且与内孔之间相密封，线圈（5）套在控制阀体（7）的外周上并轴向固定，控制阀体（7）上的小孔直径大于工作阀芯（11）上的微孔直径。

3.根据权利要求1所述的可变阻尼力汽车减振器，其特征在于：活塞（18）上有贯穿上下面的通孔，在活塞（18）上端面覆盖有能挡住活塞（18）上通孔的活塞阀片（17），活塞阀片（17）上面压有活塞弹簧（16），活塞阀片（17）、活塞弹簧（16）与活塞（18）上的通孔配合构成活塞单向阀。

4.根据权利要求3所述的可变阻尼力汽车减振器，其特征在于：在连杆（3）下端的细径处套有在上的限位套（15）和在下的活塞（18），连杆（3）下端细径的螺纹部分上旋有固定螺母，固定螺母压紧活塞（18）下端面将活塞（18）与连杆（3）固定在一起，活塞（18）外周与工作缸（14）内孔之间、活塞（18）内孔与连杆（3）之间通过密封圈密封；限位套（15）为由上端大径短空心圆柱体与下部小径长空心圆柱体同轴构成的回转体，活塞弹簧（16）和活塞阀片（17）套在限位套（15）的细径圆周面上，活塞阀片（17）的下面贴合在活塞（18）的上端面上，活塞弹簧（16）的两端对应支撑在活塞阀片（17）的上面与限位套（15）大径短空心圆柱体的下端面之间。

5.根据权利要求1所述的可变阻尼力汽车减振器，其特征在于：底阀座（22）为内部有中心通孔的回转体，底阀座（22）的上端有覆盖住中心通孔的底阀阀片（21），底阀阀片（21）的上侧压有底阀弹簧（20），底阀弹簧（20）上部压有固定在底阀座（22）上的支架（19），支架（19）的顶面或侧面有通透孔，底阀座（22）、底阀阀片（21）、底阀弹簧（20）和支架（19）构成底座单向阀。

6.根据权利要求5所述的可变阻尼力汽车减振器，其特征在于：底阀座（22）为外周为阶梯状圆周面、内部有中心通孔的回转体，底阀座（22）阶梯状圆周面中中间的一个圆周面适配地插入在工作缸（14）下端部内孔中并与内孔之间密封，底阀座（22）阶梯状圆周面中处于工作缸（14）下部的大径的圆周面与中间圆周面之间变径形成的端面抵靠在工作缸（14）下端面上作为底阀座（22）向上运动的限位面，底阀座（22）的下端面开有与贮油缸（13）连通的径向流通槽（24），与贮油缸（13）连接的底座（23）内面压在底座阀（22）的下端部对底座阀（22）固定。

7.根据权利要求1所述的可变阻尼力汽车减振器，其特征在于：在连杆（3）露出工作缸（14）的部分上套有防尘罩（2），防尘罩（2）一端固定在连杆（3）的上端部，防尘罩（2）的另一端固定在贮油缸（13）的上端部上。

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