CN115370692A - 一种变阻尼减震器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变阻尼减震器，包括外筒；内筒；流体储存室，其设置在所述外筒和所述内筒之间；封堵机构，其设置在所述内筒和外筒的一端；活塞杆，其一端穿过所述封堵机构，设置在所述内筒内；活塞机构，其设置在所述内筒内，连接所述活塞杆的另一端，所述活塞机构将所述内筒分为上液压室和第二液压室；端口，其设置在所述内筒的另一端，并将所述内筒的另一端封闭；止回阀，其连通设置在所述端口的一端，用于连通或关闭所述第二液压室和所述流体储存室；压缩阀，其设置在所述端口的另一端，用于连通或关闭所述第二液压室和所述流体储存室。能够根据活塞运动冲程调节流体流动产生阻尼力，改变减震器在工作过程中的阻尼大小。

Description

一种变阻尼减震器
技术领域
本发明涉及一种变阻尼减震器，属于汽车减震领域。
背景技术
车辆悬架系统在保证汽车具有良好的行驶平顺性和操纵性方面起着至关重要的作用，它能把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传递到车架上，以保证汽车的正常行驶。
悬架系统分为被动悬架、半主动悬架以及主动悬架，被动悬架由于其弹性元件和阻尼元件均不可变，所以实际上是一种同时满足行驶平顺性和操纵稳定性的折衷方案；主动悬架虽然克服了被动悬架的缺陷，悬架的参数能随路况、工况及速度的变化而变化，但其成本很高，目前实际应用较少。
悬架系统中减震器是悬架中的重要部件，它能使弹性元件产生的振动迅速衰减，提高乘坐舒适性，因此，需要研发一种阻尼可变的减震器来满足现有技术中的需求。
发明内容
本发明设计开发了一种变阻尼减震器，通过流体储存室与止回阀和压缩阀的配合，根据活塞运动冲程调节流体流动产生阻尼力，改变减震器在工作过程中的阻尼大小，提高减震器使用的安全性和适用性。
本发明的另一发明目的，通过活塞机构和压电电压配合，调节上、下液压室内流体的流动，进一步改变流体流动过程中产生的阻尼力。
本发明提供的技术方案为：
一种变阻尼减震器，包括：
外筒，其底端为封闭结构；
内筒，其同轴设置在所述外筒内；
流体储存室，其设置在所述外筒和所述内筒之间；
封堵机构，其设置在所述内筒和外筒的一端；
活塞杆，其一端穿过所述封堵机构，设置在所述内筒内，并能够在所述内筒内沿轴向运动；
活塞机构，其设置在所述内筒内，连接所述活塞杆的另一端，所述活塞机构将所述内筒分为第一液压室和第二液压室，所述活塞机构能够与所述内筒连通或关闭；
端口，其设置在所述内筒的另一端，并将所述内筒的另一端封闭；
止回阀，其连通设置在所述端口的一端，用于连通或关闭所述第二液压室和所述流体储存室；
压缩阀，其设置在所述端口的另一端，用于连通或关闭所述第二液压室和所述流体储存室。
优选的是，所述封堵机构包括：
导向杆，其支撑设置在所述内筒和所述外筒的一端；
密封板，其设置在所述导向杆的顶端；
防尘盖，其设置在所述密封板顶部；
连接孔，其沿轴向依次开设在所述导向杆、所述密封板以及所述防尘盖的中间位置，所述活塞杆穿过所述连接孔并能够在所述连接孔内沿轴向运动；
防尘塞，其设置在所述活塞杆与所述密封板之间。
优选的是，所述活塞机构包括：
第一活塞体，其设置在所述活塞机构的上方；
连接环，其设置在所述第一活塞体和所述活塞杆之间，并同时螺纹连接所述第一活塞体和所述活塞杆的一端，将所述第一活塞体固定在所述活塞杆上；
第二活塞体，其螺纹连接在所述第一活塞体的中部；
底杯，其同时螺纹连接所述第二活塞体和所述第一活塞体的另一端。
优选的是，还包括：
第一连通孔，其沿径向开设在所述第一活塞体的一端；
第二连通孔，其沿径向开设在所述第一活塞体的中部；
第三连通孔，其沿径向开设在所述第一活塞体的另一端；
第一环形室，其设置在所述活塞杆和所述第一活塞体之间，并与所述第一连通孔相连通；
第二环形室，其设置在所述第一活塞体和所述第二活塞体之间，并与所述第三连通孔相连通。
优选的是，还包括：
第一致动机构，其一端设置在所述活塞杆内，所述第一致动机构设置有向上第一延伸部；
套筒，其同轴设置在所述第一活塞体和所述第二活塞体的内部，所述第一致动机构的另一端设置在所述套筒的一端内；
第二致动机构，其一端设置在所述套筒的另一端内，所述第二致动机构设置有向下的第二延伸部；
压电单元，其设置在所述第一致动机构和所述第二致动机构之间。
优选的是，
所述第一连通孔、所述第一环形室、所述外筒、所述第一活塞体、所述第一致动机构、所述套筒、所述第二活塞体以及所述第三连通孔之间相互连通，并形成第一流动通路；
所述第二连通孔、所述第一活塞体、所述第二活塞体、所述套筒、所述第二环形室、所述第三连通孔之间相互连通，并形成第二流动通路。
优选的是，还包括：
节流阀，其设置在所述第一延伸部上，并连通所述第一流动通路；
第一弹簧支座，其设置在所述节流阀上；
第一弹簧，其一端抵靠在所述第一弹簧支座上，另一端抵靠在所述活塞杆的台阶上；
调节螺母，其螺纹连接所述第二活塞体的另一端；
弹簧座，其沿周向设置在所述调节螺母上；
限流阀，其设置在所述第二延伸部和所述第二流动通路之间；
第二弹簧，其一端抵靠在所述弹簧座上，另一端抵靠在所述限流阀上；
弹簧支座，其设置在所述第二弹簧和所述限流阀之间。
优选的是，还包括：
控制单元；
第一压电单元，其设置在所述套筒内，靠近所述第一致动机构；
第二压电单元，其设置在所述套筒内，靠近所述第二致动机构；
其中，所述控制单元电连接所述第一压电单元、所述第二压电单元、所述节流阀、所述限流阀、所述止回阀、所述压缩阀。
优选的是，所述第一活塞体与所述外筒之间还设置有润滑密封环。
本发明所述的有益效果：本发明提供的变阻尼减震器，能够在工作过程中，根据实际情况，通过过流体储存室与止回阀和压缩阀的配合，根据活塞运动冲程调节流体流动产生阻尼力，改变减震器在工作过程中的阻尼大小，提高减震器使用的安全性和适用性；并通过活塞机构和压电电压配合，调节上下液压室内流体的流动，进一步改变流体流动过程中产生的阻尼力。本发明提供的变阻尼减震器结构紧凑，适应性好，安全性高。
附图说明
图1为本发明所述的变阻尼减震器的结构示意图。
图2为本发明所述的活塞机构的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1-2所示，本发明提供一种变阻尼减震器，包括：减震器1、外筒2、内筒3、活塞机构4、活塞杆6、流体储存室7、导向杆8、密封板9、防尘盖10、连通路径11、底阀机构、第一液压室14和第二液压室15、止回阀21、端口22、压缩阀23、孔口24、止回板25、压电致动器26、保持器27、弹性限位器28、塞体29、封堵塞30、第一活塞体40、第二活塞体41、底杯42、第一连通孔43、第三连通孔44、第二连通孔45、第一流动通路46、第二流动通路47、节流阀构件48、限流阀构件49、套筒50、外活塞下端内螺纹401、连接环402、连接环内螺纹403、润滑密封环404、第一辅助弹簧405、连接环外螺纹406、第一环形室461、第一端口462、第二环形室463、环形腔471、连接端口472、第二端口473、第一弹簧481、台阶482、第一弹簧支座483、环形台面491、第二弹簧492、第二弹簧支座493、弹簧座494、调节螺母495、压电单元500、第一压电元件501、第二压电元件502、第一致动机构503、第二致动机构504、套筒505、第一制动机构上密封环506、第一制动机构下密封环507、第一延伸部508、第二延伸部509、活塞杆通孔61、第一线束62、第二线束63、电缆64。
如图1所示，内筒3同轴设置在外筒2的内部，内筒3和外筒2之间形成流体储存室7，外筒2的底部封闭，内筒3的底部敞开，并通过底阀机构12设置在内筒3的底部对内筒3的连通路径11进行封闭，底阀组机构12在流体储存室7和下第二液压室15之间形成流体连通通路。活塞机构4设置在内筒3的内部，并将内筒3的内部空间分为第一液压室14和第二液压室15，活塞杆6的一端连接活塞机构4，在内筒3和外筒4的顶部设置有封堵机构，活塞杆6的另一端穿过封堵机构并能够沿轴向在内筒3内轴向运动。止回阀25连通设置在端口22的一端，用于连通或关闭第二液压室15和流体储存室7，压缩阀23设置在端口22的另一端，用于连通或关闭第二液压室15和流体储存室7，压电致动器26设置在端口的中间位置。
如图2所示，内筒3和外筒2的顶部通过封堵机构进行封闭，封堵机构包括：导向杆8支撑设置在内筒3和外筒2的一端；密封板9设置在导向杆的顶端；防尘盖10设置在所述密封板顶部；连接孔10a沿轴向依次开设在导向杆8、密封板9以及防尘盖10的中间位置，活塞杆8穿过连接孔10a并能够在连接孔10a内沿轴向运动；防尘塞30设置在活塞杆6与密封板9之间，防尘塞30的下部设置有塞体29。
活塞机构4设置在内筒3的内部，并在活塞机构4上沿周向设置有润滑密封环404，将内筒3的内部空间分为第一液压室14和第二液压室15。减震器响应于车身和悬架构件的跳动冲程运动，活塞机构4在压缩第二液压室15的同时沿压缩行程方向冲程，这导致第二液压室15中的工作流体压力增加第一液压室14的流体压力降低。同时，减震器还响应于车身和悬架构件的回弹行程运动，活塞组件4在压缩第一液压室室14的同时沿膨胀行程方向进行行程，第一液压室14中的流体压力增加，第二液压室15中的流体压力减小。流体储存室7通常保持在与下第二液压室15中的流体压力相同的压力。
活塞机构4包括：设置在活塞机构上方的第一活塞体40，在第一活塞体和所述活塞杆之间设置有连接环402，连接环402具有连接环内螺纹403和连接环外螺纹404，使连接环402同时螺纹连接第一活塞体40和活塞杆6，将第一活塞体40固定在活塞杆6上；第二活塞体41设置在第一活塞体40的内部，位于第一活塞体40的中部，第二活塞体41与第一活塞体40螺纹连接，在第一活塞体40和第二活塞体41的另一端，位于第一活塞体40和第二活塞体41之间，螺纹连接有底杯42。在第一活塞体40上，从一端到另一端，依次沿径向开设有第一连通孔43、第二连通孔45、第三连通孔44，在活塞杆6和第一活塞体40之间还设置有第一环形室461，第一环形室461与第一连通孔43相连通，在第一活塞体40和第二活塞体41之间，设置有第二环形463，第二环形室463与第三连通孔44相连通。
套筒505同轴设置在第一活塞体40和第二活塞体41，第一致动机构503的一端设置在活塞杆6的内部，在第一致动机构503的一侧设置有向上的第一延伸部508，第一致动机构503的另一端设置在套筒505内，第一致动机构503与活塞杆6和套筒505之间依次设置有密封环506和507，第二致动机构504的一端设置在套筒505内，并靠近第二活塞体41内。压电单元500设置在套筒505内，并位于第一致动机构503和第二致动机构504之间。
其中，第一连通孔43、第一环形室461、外筒2、第一活塞体40、第一致动机构503、套筒505、第二活塞体41以及第三连通孔44之间相互连通，并形成第一流动通路46；
第二连通孔45、第一活塞体40、第二活塞体41、套筒505、第二环形室463、第三连通孔44之间相互连通，并形成第二流动通路47，环形腔471、连接端口472、第二端口473之间相互连通。
在第一延伸部508上，设置有节流阀构件48，节流阀构建48连通第一流动通路46；在节流阀48上设置有第一弹簧支座483，第一弹簧381的一端抵靠在第一弹簧支座483上，另一端抵靠在活塞杆503的台阶上。调节螺母495螺纹连接第二活塞体41的另一端，并在调节螺母495上沿周向设置有弹簧座494，第二弹簧492的一端抵靠在弹簧座494上，另一端抵靠在限流阀49上，限流阀49设置在第二延伸部和第二流动通路47之间，在第二弹簧492和限流阀构件49之间还设置有弹簧支座493。其中，第一流动路径46的第一端口462能够被被节流阀构件48打开和关闭，节流阀构件48通过第一弹簧481进行加载，第一弹簧481的预紧力可以通过调节第一活塞体40，通过调节连接环402与活塞杆6之间的螺纹配合，通过拧进量进行调节。第二流动路径47能够通过限流阀构件49进行打开和关闭，限流阀构件49加载朝向环形台面491，环形台面491周向地延伸通过第二端口473的外边缘，限流阀构件49通过第二弹簧492进行加载，调节螺母405与第二活塞体之间螺纹连接，进而通过调节他们之间的拧进量来调节施加在限流阀构件49上的弹簧力。
压电单元500包括第一压电元件501和第二压电元件502，第一压电元件501靠近第一致动机构503，第二压电元件502靠近第二致动机构504，变阻尼减震器设置有控制单元100，第一压电元件501和第二压电元件502通过第一线束62和第二线束63一级电缆64连接到控制单元100，同时控制单元100还电连接有止回阀21和压缩阀23以及压电致动器36。压电元件501和502中均包括多个串联堆叠的薄盘状压电板，每个压电板分别具有一对电极，当对这种压电板施加电压时，会引起电畸变膨胀并接触轴向长度，电畸变的大小是可变的，取决于施加到压电板的电压大小，这种电畸变可能引起压电元件的机械畸变，从而引起轴向长度的变化。另外，当对第一压电元件501和第二压电元件502施加流体压力时，作为压电元件的构成要素的各压电板产生用于发电的机械变形，由于压电元件501和502产生的电功率的大小是可变的，从而对应于施加在压电元件上的压力的大小。
活塞机构可以根据不同阻尼模式中的可变特性来改变阻尼特性，以便响应于振动输入产生的阻尼力，为了控制活塞机构4的阻尼模式，控制单元100通过电缆64延伸，连接活塞机构。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种变阻尼减震器，其特征在于，包括：
外筒，其底端为封闭结构；
内筒，其同轴设置在所述外筒内；
流体储存室，其设置在所述外筒和所述内筒之间；
封堵机构，其设置在所述内筒和外筒的一端；
活塞杆，其一端穿过所述封堵机构，设置在所述内筒内，并能够在所述内筒内沿轴向运动；
活塞机构，其设置在所述内筒内，连接所述活塞杆的另一端，所述活塞机构将所述内筒分为第一液压室和第二液压室，所述活塞机构能够与所述内筒连通或关闭；
端口，其设置在所述内筒的另一端，并将所述内筒的另一端封闭；
止回阀，其连通设置在所述端口的一端，用于连通或关闭所述第二液压室和所述流体储存室；
压缩阀，其设置在所述端口的另一端，用于连通或关闭所述第二液压室和所述流体储存室。
2.根据权利要求1所述的变阻尼减震器，其特征在于，所述封堵机构包括：
导向杆，其支撑设置在所述内筒和所述外筒的一端；
密封板，其设置在所述导向杆的顶端；
防尘盖，其设置在所述密封板顶部；
连接孔，其沿轴向依次开设在所述导向杆、所述密封板以及所述防尘盖的中间位置，所述活塞杆穿过所述连接孔并能够在所述连接孔内沿轴向运动；
防尘塞，其设置在所述活塞杆与所述密封板之间。
3.根据权利要求2所述的变阻尼减震器，其特征在于，所述活塞机构包括：
第一活塞体，其设置在所述活塞机构的上方；
连接环，其设置在所述第一活塞体和所述活塞杆之间，并同时螺纹连接所述第一活塞体和所述活塞杆的一端，将所述第一活塞体固定在所述活塞杆上；
第二活塞体，其螺纹连接在所述第一活塞体的中部；
底杯，其同时螺纹连接所述第二活塞体和所述第一活塞体的另一端。
4.根据权利要求3所述的变阻尼减震器，其特征在于，还包括：
第一连通孔，其沿径向开设在所述第一活塞体的一端；
第二连通孔，其沿径向开设在所述第一活塞体的中部；
第三连通孔，其沿径向开设在所述第一活塞体的另一端；
第一环形室，其设置在所述活塞杆和所述第一活塞体之间，并与所述第一连通孔相连通；
第二环形室，其设置在所述第一活塞体和所述第二活塞体之间，并与所述第三连通孔相连通。
5.根据权利要求4所述的变阻尼减震器，其特征在于，还包括：
第一致动机构，其一端设置在所述活塞杆内，所述第一致动机构设置有向上第一延伸部；
套筒，其同轴设置在所述第一活塞体和所述第二活塞体的内部，所述第一致动机构的另一端设置在所述套筒的一端内；
第二致动机构，其一端设置在所述套筒的另一端内，所述第二致动机构设置有向下的第二延伸部；
压电单元，其设置在所述第一致动机构和所述第二致动机构之间。
6.根据权利要求5所述的变阻尼减震器，其特征在于，
所述第一连通孔、所述第一环形室、所述外筒、所述第一活塞体、所述第一致动机构、所述套筒、所述第二活塞体以及所述第三连通孔之间相互连通，并形成第一流动通路；
所述第二连通孔、所述第一活塞体、所述第二活塞体、所述套筒、所述第二环形室、所述第三连通孔之间相互连通，并形成第二流动通路。
7.根据权利要求6所述的变阻尼减震器，其特征在于，还包括：
节流阀，其设置在所述第一延伸部上，并连通所述第一流动通路；
第一弹簧支座，其设置在所述节流阀上；
第一弹簧，其一端抵靠在所述第一弹簧支座上，另一端抵靠在所述活塞杆的台阶上；
调节螺母，其螺纹连接所述第二活塞体的另一端；
弹簧座，其沿周向设置在所述调节螺母上；
限流阀，其设置在所述第二延伸部和所述第二流动通路之间；
第二弹簧，其一端抵靠在所述弹簧座上，另一端抵靠在所述限流阀上；
弹簧支座，其设置在所述第二弹簧和所述限流阀之间。
8.根据权利要求7所述的变阻尼减震器，其特征在于，还包括：
控制单元；
第一压电单元，其设置在所述套筒内，靠近所述第一致动机构；
第二压电单元，其设置在所述套筒内，靠近所述第二致动机构；
其中，所述控制单元电连接所述第一压电单元、所述第二压电单元、所述节流阀、所述限流阀、所述止回阀、所述压缩阀。
9.根据权利要求8所述的变阻尼减震器，其特征在于，所述第一活塞体与所述外筒之间还设置有润滑密封环。
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