CN115949693A - 一种叶轮馈能式减震阻尼杆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种叶轮馈能式减震阻尼杆，包括：活塞总成，包括活塞外壳，活塞外壳的后端设置有支撑板，支撑板上设置有若干导通孔，在支撑板上固定有若干簧片，簧片通过连接螺栓固定；活塞外壳内滑动密封连接有活塞；活塞杆总成，活塞杆总成包括活塞杆和导向杆，导向杆、活塞杆、活塞之间构成两组阻尼油流动路径；阻尼总成，阻尼总成包括导流框架，导流框架的外圈固定于支撑板的外围上；在导流框架底部与支撑板之间设置有泄压腔，在导流框架的顶部上覆盖有密封盖板，密封盖板与支撑板之间设置有加压腔，泄压腔、加压腔分别两节两组阻尼油流动路径；加压腔与泄压腔之间用过叶轮进行驱动实现阻尼油的流动，叶轮通过电机进行驱动。
Description
技术领域
本发明为一种叶轮馈能式减震阻尼杆，属于车辆配件领域。
背景技术
减震阻尼杆作为车辆减震机构中辅助弹簧进行车辆支撑的构件，通过提供一定的阻尼来防止弹簧的抖动和车辆回弹速度的过快；阻尼杆主要通过弹簧阀片，阻尼油在流经阻尼孔和弹簧阀片的过程中，通过阻尼孔的变径实现阻尼油流速的调节并进行冲击动能的消耗，而弹簧阀片主要可以改变阻尼杆的启动压力同时实现单向流通，防止阻尼杆过度灵敏；
在现有技术中，为了实现阻尼油冲击力的高效率消耗和动能的转换，如在ZL202110066828.7的现有文献中，设计了一种在阻尼油流动路径内布置叶轮的阻尼杆结构，叶轮可以随阻尼油的流动而发生旋转，叶轮旋转过程中，可以将阻尼油流动的动能为叶轮旋转的机械能，并通过电机的磁阻实现对机械能的消耗，或者是通过电机的反向旋转或者正向旋转动态的调节阻尼油的流速或者动态流阻；但是此结构仅浸泡于阻尼油腔内，缺少相应的阻尼油压力和流速的转换结构，会使得阻尼油与叶轮的相对流速较低，馈能转换效率较小，无法精准的实现对阻尼油流速的控制和调节；而且直通式的阻尼油流动结构在阻尼杆高速振动时，因为阻尼油的局部流阻较低所以阻尼效率较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的技术问题，提供一种叶轮馈能式减震阻尼杆。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种叶轮馈能式减震阻尼杆，包括：
活塞总成，包括活塞外壳，活塞外壳前端设置有前密封板，活塞外壳的后端设置有支撑板，支撑板上环形阵列设置有若干导通孔，在支撑板朝向活塞外壳外部的一侧面上直线阵列固定有若干簧片，簧片通过连接螺栓压紧到支撑板表面；活塞外壳内滑动密封连接有活塞；
活塞杆总成，活塞杆总成包括中空结构的活塞杆和导向杆，导向杆浮动套接于活塞杆的内侧，导向杆与活塞杆之间设置回油间隙，其中，活塞杆的顶端与活塞固定连接，在活塞朝向活塞外壳底部的一侧上设置有贯穿活塞杆的用于连通回油间隙的第一回油孔，活塞杆的底端为封闭结构，活塞杆的侧壁与前密封板之间滑动密封连接；导向杆的顶端与支撑板固定连接，导向杆的底端为封闭结构，导向杆的靠近底端的外侧壁上环形阵列布置有若干与回油间隙连通的第二回油孔，导向杆的底端外侧壁与活塞杆的内壁之间通过密封件滑动密封连接，活塞杆的尾端内侧壁与导向杆的外侧壁之间通过密封件滑动密封连接；
阻尼总成，阻尼总成包括导流框架，导流框架的外圈固定于支撑板的外围上；在导流框架底部与支撑板之间设置有泄压腔，在导流框架的顶部上覆盖有密封盖板，密封盖板与支撑板之间设置有加压腔；其中在导流框架的内圈上环形阵列设置有若干泄压孔，泄压孔的底部朝向支撑板表面的簧片延伸；在导流框架的外圈上环形阵列设置有若干连接孔，泄压腔与加压腔的外围通过连接孔导通；在导流框架的中心设置有第三回油孔，连接螺栓中心设置转接孔，第三回油孔通过转接孔与活塞杆内部导通；
以及调压机构，调压机构包括固定于密封盖板上的调压电机，调压电机的旋转轴贯穿密封盖板并与位置加压腔内的调压叶轮同轴固定连接，调压叶轮朝向密封盖板的一侧设置有封闭板，在封闭板上环形阵列设置有若干路径为弧形的叶片凸起。
作为本发明的进一步改进，所述活塞朝向活塞外壳底部的一侧设置有一个环形的导流槽，在活塞中心设置有用于固定活塞杆的夹持孔，所述第一回油孔沿活塞的径向轴线环形阵列布置，所述第一回油孔从活塞外圈贯穿至夹持孔和活塞杆侧壁；回油结构的油路一体布置于活塞上，简化了结构，降低了阻尼油整体流路的局部流动阻力，降低了其余阻力对阻尼油的影响，提升叶轮结构对阻尼油流速的调节效率。
作为本发明的进一步改进，在活塞杆顶端上镶嵌有一个环形的第一密封圈，第一密封圈的内圈上阵列设置有若干密封胶圈，第一密封件一端设置有与活塞顶端接触的限位片；在导向杆的底端外侧壁上设置有环形的第二密封圈，第二密封圈的外圈上阵列设置有若干密封胶圈；通过独立的密封结构进行密封连接，易于拆卸和维护，相比于在活塞杆内壁安装密封圈，本结构的安装和维护更为简单。
作为本发明的进一步改进，所述支撑板上一体布置有若干弧形的镂空孔，导通孔位于镂空孔中，相邻的镂空孔之间通过与支撑板一体的连接筋进行分隔；支撑板采用一体结构加工，强度更高，镂空率也更高，可以有效提升活塞杆中阻尼油流动的截面积。
作为本发明的进一步改进，所述导流框架的底部环形阵列设置有若干凸起台，凸起台朝向簧片延伸，泄压孔同轴布置于凸起台中；凸起台可以缩小泄压孔端部与簧片之间的间隙，提升叶轮的冲击力对簧片的转换效率。
作为本发明的进一步改进，所述凸起台的端部连接有一个橡胶材质的密封块，密封块中部设置有与泄压孔连通的副泄压孔，密封块上设置有嵌入到泄压孔内壁的连接凸起；橡胶材质的密封块可以降低簧片直接撞击凸起台导致的簧片的损坏。
作为本发明的进一步改进，所述连接孔的两端部均为渐缩结构，渐缩结构的缩口端朝向加压腔、泄压腔；渐缩结构可以实现阻尼油在连接孔内的流速，通过增大阻尼油的流速提升动能的转换效率，进而提升相对叶轮机械能的转化效率。
作为本发明的进一步改进，所述密封盖板上还连接有缓冲调压瓶，所述缓冲调压瓶包括瓶体，在瓶体内部滑动密封连接有一个调压活塞，在瓶体底部密封固定有连接板，在连接板上设置有一个调压阀，瓶体底部与调压活塞之间设置调压腔，瓶体顶部与调压活塞之间设置储液腔，储液腔内填充液压油，瓶体的顶部连接有连接管，连接管连接到密封盖板上并与加压腔导通；缓冲调压瓶可以为结构整体补充阻尼油，保证整个阻尼结构中不会存在空气，同时也保证了阻尼油一定的工作内压力，此外也可以在阻尼杆机构受到冲击时，为阻尼液提供一定的膨胀空间，保证机构不会受冲击而损坏或者泄漏。
作为本发明的进一步改进，在所述调压叶轮的封闭板上阵列布置有若干第四回油孔；第四回油孔可以提升缓冲调压瓶中阻尼油对机构的填充效率。
作为本发明的进一步改进，在导流框架的底部中心与连接螺栓之间设置有密封胶环，导流框架的第三回油孔与连接孔之间通过密封胶环的中心导通；因为下方的阻尼杆结构长时间处于受冲击振动的工况之下，而密封胶环在保证密封效率的前提下，可以为阻尼杆总成与顶部的阻尼调节机构提供一定的缓冲。
本发明的有益效果是：
本发明通过在现有的液压杆顶部设置由导流框架分隔而成的泄压腔和加压腔，同时通过叶轮驱动泄压腔和加压腔之间阻尼油的流动；首先阻尼油通过连接于泄压腔和加压腔外围的连接孔进行流动，相比于现有技术中的技术方案，本结构实现了阻尼油的变流速调节，使得阻尼油流体与叶轮之间的动能转换效率更高；其次，通过较薄的加压腔设置叶轮，使得阻尼油流体与叶轮的接触面积、接触效率提升，增大了叶轮对阻尼油的驱动效率；此外本发明通过双段式的阻尼油进液流路和回液流路，延长了阻尼油的流动长度，提升了阻尼油在流动路径中灵敏度；本发明可以通过改变叶轮的旋转力和方向，使得阻尼油可以以不同的动能的冲击力冲击簧片，从而动态的改变簧片开启的阻力，实现对阻尼系统启动灵敏度的动态调节。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的剖面示意图；
图2是支撑板的结构示意图。
图中：1、活塞外壳；2、前密封板；3、支撑板；4、活塞；5、活塞杆；6、导向杆；7、第二回油孔；8、第二密封圈；9、第一密封圈；10、密封胶圈；11、限位片；12、导流槽；13、第一回油孔；14、导通孔；15、连接台；16、连接螺栓；17、簧片；18、转接孔；19、导流框架；20、泄压孔；21、副泄压孔；22、连接凸起；23、密封块；24、连接孔；25、第三回油孔；26、密封胶环；27、密封盖板；28、调压电机；29、调压叶轮；30、叶片凸起；31、第四回油孔；32、连接管；33、瓶体；34、调压活塞；35、辅助弹簧；36、连接板；37、调压阀。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1，一种叶轮馈能式减震阻尼杆，包括：
活塞总成，包括活塞外壳，活塞外壳前端设置有前密封板，活塞外壳的后端设置有支撑板，如图2，支撑板上环形阵列设置有4组导通孔，导通孔之间通过连接筋进行分隔，在支撑板中心设置有连接台，在支撑板朝向活塞外壳外部的一侧面上直线阵列固定有若干簧片，簧片通过连接螺栓压紧到支撑板表面，簧片之间通过垫片进行间隔；活塞外壳内滑动密封连接有活塞；
活塞杆总成，活塞杆总成包括中空结构的活塞杆和导向杆，导向杆浮动套接于活塞杆的内侧，导向杆与活塞杆之间设置回油间隙，其中，活塞杆的顶端与活塞固定连接，活塞朝向活塞外壳底部的一侧设置有一个环形的导流槽，在活塞中心设置有用于固定活塞杆的夹持孔，在活塞的径向轴线上贯穿设置有第一回油孔，第一回油孔延伸至活塞杆侧壁，活塞杆的底端为封闭结构，活塞杆的侧壁与前密封板之间滑动密封连接；导向杆的顶端与支撑板固定连接，导向杆的底端为封闭结构，导向杆的靠近底端的外侧壁上环形阵列布置有若干与回油间隙连通的第二回油孔，导向杆的底端外侧壁与活塞杆的内壁之间通过密封件滑动密封连接，在导向杆的底端外侧壁上设置有环形的第二密封圈，第二密封圈的外圈上阵列设置有若干密封胶圈，导向杆的底端通过第二密封圈与活塞杆内壁滑动密封连接，在活塞杆顶端上镶嵌有一个环形的第一密封圈，第一密封圈的内圈上阵列设置有若干密封胶圈，第一密封件一端设置有与活塞顶端接触的限位片，限位片通过螺栓固定到活塞上实现第一密封圈的固定；
阻尼总成，阻尼总成包括导流框架，导流框架的外圈固定于支撑板的外围上；在导流框架底部与支撑板之间设置有泄压腔，在导流框架的顶部上覆盖有密封盖板，密封盖板与支撑板之间设置有加压腔；其中在导流框架的内圈上环形阵列设置有若干泄压孔，所述导流框架的底部环形阵列设置有若干凸起台，凸起台朝向簧片延伸，泄压孔同轴布置于凸起台中，在凸起台的端部连接有一个橡胶材质的密封块，密封块中部设置有与泄压孔连通的副泄压孔，密封块上设置有嵌入到泄压孔内壁的连接凸起；在导流框架的外圈上环形阵列设置有若干连接孔，泄压腔与加压腔的外围通过连接孔导通，所述连接孔的两端部均为渐缩结构，渐缩结构的缩口端朝向加压腔、泄压腔；在导流框架的中心设置有第三回油孔，连接螺栓中心设置转接孔，在导流框架的底部中心与连接螺栓的顶端之间设置有密封胶环，导流框架的第三回油孔与连接孔之间通过密封胶环的中心导通；
调压机构，调压机构包括固定于密封盖板上的调压电机，调压电机的旋转轴贯穿密封盖板并与位置加压腔内的调压叶轮同轴固定连接，调压叶轮朝向密封盖板的一侧设置有封闭板，在封闭板上环形阵列设置有若干路径为弧形的叶片凸起；在所述调压叶轮的封闭板上阵列布置有若干第四回油孔；
以及，缓冲调压瓶，缓冲调压瓶连接到密封盖板上，所述缓冲调压瓶包括瓶体，在瓶体内部滑动密封连接有一个调压活塞，在瓶体底部密封固定有连接板，在连接板上设置有一个调压阀，瓶体底部与调压活塞之间设置调压腔，瓶体顶部与调压活塞之间设置储液腔，储液腔内填充液压油，瓶体的顶部连接有连接管，连接管连接到密封盖板上并与加压腔导通。
具体使用时，首先是默认状态下，活塞杆完全伸出，此时活塞与活塞外壳的末端之间填充满阻尼油，同时缓冲调压瓶的储液腔内也充满阻尼油，整个加压腔与泄压腔之间在缓冲调压瓶的推动下也填满阻尼油；
活塞杆压缩时，阻尼油会受到活塞的挤压，阻尼油冲破簧片的限制，使得簧片受弯曲，使得阻尼油进入到泄压腔内，随后阻尼油在簧片的导向下进入到连接孔内，之后活塞继续压缩，阻尼油经过连接孔以一定的速度冲击到叶轮上，叶轮在阻尼油的冲击下发生旋转，使得阻尼油的动能转换为叶轮旋转的机械能，做功后的阻尼油则通过位于中心的第三回油孔-转接孔回流至导向杆内，之后通过位于导向杆底部的第二回油孔再经过回油间隙到第一回油孔回流至活塞与活塞外壳底部之间的空腔内；通过此过程，首先阻尼油通过连接孔实现冲击压力的降低和流动速度的提升，实现压力向动能的转换，之后动能转换为叶轮的机械能，而叶轮则可以通过车载电池经过电调机构进行驱动，使得调压电机处于一定的磁阻锁紧状态，而叶轮的旋转则可以通过消耗一定的磁阻力来实现阻尼油动能的消耗，进而实现冲击的缓冲；如果要提升活塞杆的阻尼，则可以通过提升调压电机的锁死的磁阻力或者是使得叶轮处于一定的反向旋转，进而提升动能的消耗；
当需要进一步改变阻尼时，则可以通过调压电机高速的驱动叶轮进行正向旋转或者方向旋转，在正向旋转时，阻尼油会在叶轮的驱动下从泄压孔冲击向簧片，使得簧片在阻尼油的冲击下重新压紧到支撑板表面，提升阻尼杆整个的启动压力以及阻尼油穿过簧片与支撑板之间间隙的流动阻力，进而使得阻尼杆处于较高阻力的阻尼状态；在反向旋转时，叶轮会使得泄压腔产生一定的负压，负压会使得簧片反向弯曲，打开簧片与支撑板表面之间的间隙，同时负压也会将阻尼油从泄压腔通过连接孔吸入到加压腔内，通过消耗机械能的形式提升阻尼油的流动速率，降低阻尼油的流动阻力，使得阻尼杆处于较低的阻尼状态。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种叶轮馈能式减震阻尼杆，其特征是，包括：
活塞总成，包括活塞外壳，活塞外壳前端设置有前密封板，活塞外壳的后端设置有支撑板，支撑板上环形阵列设置有若干导通孔，在支撑板朝向活塞外壳外部的一侧面上直线阵列固定有若干簧片，簧片通过连接螺栓压紧到支撑板表面；活塞外壳内滑动密封连接有活塞；
活塞杆总成，活塞杆总成包括中空结构的活塞杆和导向杆，导向杆浮动套接于活塞杆的内侧，导向杆与活塞杆之间设置回油间隙，其中，活塞杆的顶端与活塞固定连接，在活塞朝向活塞外壳底部的一侧上设置有贯穿活塞杆的用于连通回油间隙的第一回油孔，活塞杆的底端为封闭结构，活塞杆的侧壁与前密封板之间滑动密封连接；导向杆的顶端与支撑板固定连接，导向杆的底端为封闭结构，导向杆的靠近底端的外侧壁上环形阵列布置有若干与回油间隙连通的第二回油孔，导向杆的底端外侧壁与活塞杆的内壁之间通过密封件滑动密封连接，活塞杆的尾端内侧壁与导向杆的外侧壁之间通过密封件滑动密封连接；
阻尼总成，阻尼总成包括导流框架，导流框架的外圈固定于支撑板的外围上；在导流框架底部与支撑板之间设置有泄压腔，在导流框架的顶部上覆盖有密封盖板，密封盖板与支撑板之间设置有加压腔；其中在导流框架的内圈上环形阵列设置有若干泄压孔，泄压孔的底部朝向支撑板表面的簧片延伸；在导流框架的外圈上环形阵列设置有若干连接孔，泄压腔与加压腔的外围通过连接孔导通；在导流框架的中心设置有第三回油孔，连接螺栓中心设置转接孔，第三回油孔通过转接孔与活塞杆内部导通；
以及调压机构，调压机构包括固定于密封盖板上的调压电机，调压电机的旋转轴贯穿密封盖板并与位置加压腔内的调压叶轮同轴固定连接，调压叶轮朝向密封盖板的一侧设置有封闭板，在封闭板上环形阵列设置有若干路径为弧形的叶片凸起。
2.如权利要求1所述的一种叶轮馈能式减震阻尼杆，其特征是：所述活塞朝向活塞外壳底部的一侧设置有一个环形的导流槽，在活塞中心设置有用于固定活塞杆的夹持孔，所述第一回油孔沿活塞的径向轴线环形阵列布置，所述第一回油孔从活塞外圈贯穿至夹持孔和活塞杆侧壁。
3.如权利要求1所述的一种叶轮馈能式减震阻尼杆，其特征是：在活塞杆顶端上镶嵌有一个环形的第一密封圈，第一密封圈的内圈上阵列设置有若干密封胶圈，第一密封件一端设置有与活塞顶端接触的限位片；在导向杆的底端外侧壁上设置有环形的第二密封圈，第二密封圈的外圈上阵列设置有若干密封胶圈。
4.如权利要求1所述的一种叶轮馈能式减震阻尼杆，其特征是：所述支撑板上一体布置有若干弧形的镂空孔，导通孔位于镂空孔中，相邻的镂空孔之间通过与支撑板一体的连接筋进行分隔。
5.如权利要求1所述的一种叶轮馈能式减震阻尼杆，其特征是：所述导流框架的底部环形阵列设置有若干凸起台，凸起台朝向簧片延伸，泄压孔同轴布置于凸起台中。
6.如权利要求5所述的一种叶轮馈能式减震阻尼杆，其特征是：所述凸起台的端部连接有一个橡胶材质的密封块，密封块中部设置有与泄压孔连通的副泄压孔，密封块上设置有嵌入到泄压孔内壁的连接凸起。
7.如权利要求1所述的一种叶轮馈能式减震阻尼杆，其特征是：所述连接孔的两端部均为渐缩结构，渐缩结构的缩口端朝向加压腔、泄压腔。
8.如权利要求1所述的一种叶轮馈能式减震阻尼杆，其特征是：所述密封盖板上还连接有缓冲调压瓶，所述缓冲调压瓶包括瓶体，在瓶体内部滑动密封连接有一个调压活塞，在瓶体底部密封固定有连接板，在连接板上设置有一个调压阀，瓶体底部与调压活塞之间设置调压腔，瓶体顶部与调压活塞之间设置储液腔，储液腔内填充液压油，瓶体的顶部连接有连接管，连接管连接到密封盖板上并与加压腔导通。
9.如权利要求8所述的一种叶轮馈能式减震阻尼杆，其特征是：在所述调压叶轮的封闭板上阵列布置有若干第四回油孔。
10.如权利要求1所述的一种叶轮馈能式减震阻尼杆，其特征是：在导流框架的底部中心与连接螺栓之间设置有密封胶环，导流框架的第三回油孔与连接孔之间通过密封胶环的中心导通。
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