CN1656325A - 具有压力调节控制阀和远程压力调整的液压阻尼器 - Google Patents
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Abstract
一种悬挂系统,包括至少一个阻尼器和用于远程调节所述阻尼器属性的装置。所述阻尼器包括限定主腔的壳体。活塞杆可滑动地设置在壳体的主腔中。主活塞安置在壳体的主腔内的活塞杆的第一端上,以可滑动地以基本密封接合的形式相对壳体进行接合,主活塞具有第一侧和相对的第二侧,压缩端口在其间延展。控制阀组件设置在第一腔中并限定密封阀室。控制阀组件在其中阀室被压缩到第一体积的第一位置和其中阀室被膨胀到第二体积的第二位置之间可移动,所述控制阀组件在压力下可以移动,从而个年个变化的压缩阻尼属性。
Description
技术领域
本发明涉及可以独立使用或者作为减震器、前轮叉或者其它悬挂系统的一部分的液压阻尼器。
背景技术
阻尼器被用在传统减震器、前轮叉和其它悬挂系统中以缓冲或者吸收施加到悬挂系统上的冲击或者力。例如,传统阻尼器包括限定密封腔的管形壳体。不可压缩的液压流体被设置在壳体的腔内。活塞安置在其上的活塞杆的一端也设置在腔中。孔延展通过所述活塞,这样活塞可以在液压流体通过所述孔时在壳体的腔内滑动。
当压缩力施加到阻尼器时,诸如当具有减震器的汽车撞击凸起物,力则试图将活塞杆驱动到壳体的腔中。通过使用此力来压缩通过所述孔的液压流体而部分吸收此力。当回弹力例如通过应用弹簧施加到阻尼器,阻尼器通过要求液压流体回流通过活塞中的孔而调整反弹力以让活塞杆回到其原始位置。
尽管传统阻尼器使悬挂系统具有一定程度上的阻尼,但是传统阻尼器具有显著的缺点。例如,传统阻尼器的阻尼特性与流经延展通过活塞的孔的液压流体的持续限制相关。因为此变量沿着活塞杆的冲程不发生变化,阻尼属性独立于施加的力或者活塞杆的位置而基本恒定。结果,实现最小的阻尼性能。即,现有技术中所需的是在活塞运动的整个范围内自动调节阻尼特性的用于悬挂系统的阻尼器以基于变化操作和路况而有效缓冲。
尽管已经试图制造可调节阻尼器,这样的阻尼器有效性很小,制造困难且昂贵,在基于使用和条件的需要允许的可选调节很小。
附图说明
下面将参照附图对本发明的不同实施例进行说明。可以理解这些视图指示显示了本发明的典型实施例,而不是为了限制本发明的范围。
图1是阻尼器的一个实施例的横截面侧视图;
图2是图1所描述的阻尼器的活塞杆的远端的分解透视图;
图3是图2中所显示的组件在组装的状态中的放大横截面侧视图;
图4是图1中所示的阻尼器的横截面侧视图,控制阀处于打开状态;
图5是图4中所显示的阻尼器的横截面侧视图,活塞杆完全推进到壳体中;
图6是图5中所显示的阻尼器的横截面侧视图,活塞杆完全推进到壳体中;
图7是图6中所显示的阻尼器的横截面侧视图,活塞杆缩回出壳体;
图8是偏压图1所示的阻尼器的远端上的浮动活塞的弹簧的横截面侧视图;
图9是设置在图1所示的阻尼器的远端上的充气囊的横截面侧视图;
图10是设置在图1所示的阻尼器的端部的可变形隔膜的横截面侧视图;
图11是设置在图1所示的阻尼器的远端上的液压流体和可压缩气体之间的边界线;
图12是具有可调节活塞的可选实施例的横截面侧视图;
图13是图12中所示的阻尼器在调节活塞移动到第二位置时的横截面侧视图;
图14是远程压力调节阻尼系统的示意图;
图15是具有固定控制阀组件的阻尼器的可选实施例的横截面侧视图;
图16是图15所示的阻尼器的在活塞杆移动到壳体中时的横截面侧视图;
图17是图16中所示的阻尼器在活塞杆完全推进到壳体中时的横截面侧视图;
图18是图17中所显示的阻尼器在活塞缩回出壳体时的横截面侧视图;
图19是双管阻尼器的横截面侧视图;
图20是图19中所示的双管阻尼器在活塞杆完全推进到内管时的横截面侧视图;
图21是减震器的透视图;
图22是图21中所示的减震器的前部主视图;
图23是图21中所示的减震器的侧视图;
图24是图21中所示的减震器的横截面侧视图;
图25是沿着线25-25所取的图24中所示的减震器的横截面侧视图;
图26是图24中所示的减震器的杆(stem)的第二端的放大横截面侧视图;
图27是图24中所示的减震器的气体容量调节器组件的放大横截面侧视图;
图28是具有减震座阀组件的阻尼器的可选实施例的横截面侧视图;
图29是图28中所示的减震座阀组件的放大横截面侧视图;
图30是图28中所示的阻尼器在活塞杆推进到壳体中时的横截面侧视图;
图31是图30中所示的阻尼器在活塞杆从壳体收缩时的横截面侧视图;
图32是在图28中所示的阻尼器在浮动活塞被可变形隔膜所替换时的可选实施例的横截面侧视图;
图33是图28中所示的阻尼器在浮动活塞被可选减震座阀组件所替换时的可选实施例的横截面侧视图;
图34是具有并入本发明的阻尼器的盒的前轮叉的高度方向横截面侧视图;
图35是图34中所示的前轮叉在活塞杆推进到上部管中时的高度方向横截面侧视图;
图36是图34中所示前轮叉在盒被移除时的高度方向横截面侧视图;
图37是图34中所示的前轮叉在活塞杆推进到上部管中时的高度方向横截面侧视图;
图38是图36中所示的前轮叉在活塞杆推进到上部管中时的高度方向横截面侧视图;
图39是在上部管中具有固定减震座阀的前轮叉的高度方向横截面侧视图;以及
图40是图39中所示的前轮叉在活塞杆从上部管收缩时的高度方向横截面侧视图。
具体实施方式
本发明涉及可以独立或者作为减震器、前轮叉或者其它悬挂系统的一部分使用的液压阻尼器。这样的阻尼器可以与需要控制悬挂运动和/或者振动的所有类型的车辆或者机械装置相关联使用。可以使用阻尼器的车辆的示例包括自行车、电动车、汽车、地面运动车辆、雪上汽车、飞机等。
图1中描述了并入本发明特征的阻尼器10的一个实施例。阻尼器10包括具有限制腔16的内表面的14的壳体12。壳体12包括圆柱形侧壁18,所述侧面在近端20和相对远端22之间延展。端壁24形成在侧壁18的远端22上。具有在其中延展的孔32的支架30形成在端壁24上,以可选地将阻尼器10连接到一个结构上。在可选的实施例中,支架30可以被任何的传统连接结构所替换。
盖26被可移除地螺纹连接或者其他方式连接到侧壁18的近端20上。盖26具有中心延展通过的通道28以与腔16相连通。活塞杆34可滑动地设置在通道28内以延展到和延展出腔16。活塞杆34具有在近端37(图2)和相对远端38之间延展的外表面36。环形密封件40在盖26和活塞杆34之间延展,从而有效密封连接,以使得活塞杆34相对壳体12自由滑动。
活塞杆34包括基部杆42和螺栓44。如图2中所示,基部杆42包括在近端46和相对远端48之间延展的的外表面45。远端48在远极面50终止。基本L形通道52(参照图3)从远极面50延展到远端48上的外表面45。
螺栓44包括具有近端58和相对远端60的轴56。轴56的近端58在近极面64终止。如图2、3中所示,轴56的远端60在远极面66终止。头部70在远端60从轴56包围地并径向向外凸起。头部70也具有近极面72和相对远极面74。头部70的远极面74与轴56的远极面66靠近地分开。通道78从远极面66至近极面64延展通过轴56。多个径向分开端口79从通道78至头部70的远极面74延展。具有通过其延展的开口82的喷嘴80可移除地在轴56的远极面66螺纹连接到通道78中。如下面将更加详细描述的那样,喷嘴80可以用具有不同尺寸开口的其它喷嘴替换。可选地,喷嘴80可以用插头替换以使得贯通端口79是唯一能够在轴56的远端60获取到通道78。
一个或者多个可变形金属弹簧薄垫片84被安装到头部70的远极面74上以围绕轴56并覆盖开口至端口79。薄垫片84通过C夹86固定在位,所述C夹86与薄垫片84的远端的轴56上的槽匹配。在可选的实施例中,C夹86可以用垫圈替换。喷嘴80然后可以在端部形成有向外凸起的凸缘。喷嘴80被螺纹连接到通道78,凸缘相对薄垫片84偏压垫圈以将薄垫片84固定在位。
在组装的过程中,螺栓44的远端58被螺纹连接到基部杆42的远端48,这样通道52和78流体相连通。通道52和78的组合此处被称为回弹通道88。在可选的实施例中,可以理解基部杆42和螺栓44可以一体形成为单个部件。此外,螺栓44可以用螺纹连接到基部杆42的远端上的螺帽来替换。
如图2中所示,主活塞102、控制阀组件100和制动板174被安装到活塞杆34的远端38上。控制阀组件100包括阀引导件104和控制阀106。主活塞102具有基本圆盘结构,所述结构具有近极面108、相对远极面110和在其间延展的周边侧面112。槽113形成在周边侧面112上以容纳环形密封件114(图3)。在所描述的实施例中,密封件114包括可变形O形环96,所述O形环96向外偏压环形带98。所述带98典型地包括特氟纶。也可以使用其它传统的密封结构。可以注意到在好几个其它的显示活塞的视图中,环形密封件没有显示在周边槽中。这样做有助于使视图更清晰。但是可以理解在使用中密封件设置在各周边槽中。
多个彼此分开、细长的压力端口118从近极面108至远极面110延展通过主活塞102。压力端口118以基本恒定的半径从主活塞102的中心延展。各相邻压力端口118之间的近极面108上设置有细长浅凹穴120。各凹穴沿着与主活塞102的中心对齐的径向轴延展。从主活塞102的远极面110延展到各凹穴120的是对应的回弹端口122。回弹端口122设置在压力端口118的径向向内部分。中心开口116也延展通过主活塞102。
在图3所示的组装状态中,活塞杆34通过主活塞102的中心开口116,这样主活塞102围绕并径向从靠近头部70的活塞杆34向外凸起。密封件114以密封接合的方式相对侧壁18的内表面14被偏压以使得主活塞102能够当活塞杆34在腔部16内移动时自由滑动。
在本发明的一个实施例中,提供了能够使得流体从近极面108流经回弹端口122到达远极面110的装置,同时防止流体从远极面110流动到近极面108。通过示例并且非限定地,多个叠置薄垫片124围绕活塞杆34并偏压主活塞102的远极面110。叠置薄垫片124覆盖远端开口至回弹端口122,但是没有覆盖开口至压缩端口118。垫圈126设置在头部70和叠置薄垫片124之间以对叠置薄垫片124的外径提供相远端屈曲的空间。这样流体可以在远端的方向上由屈曲的薄垫片124传输通过回弹端口122,但是由于薄垫片124的缘故而防止在通过回弹端口122的近侧方向上传输。这样薄垫片作为在活塞杆34的压缩运动过程中的一种类型的单向止回阀和在活塞杆34的回弹运动过程中的压敏阀。即,在回弹冲程的过程中相对薄垫片124的流体压力越大,薄垫片124越屈曲,回弹端口122越打开。
在用于使得流体流回弹端口122的装置的可选实施例中,可以理解薄垫片124可以被任何可选的单向止回阀设计所替换。例如,可变形薄垫片124可以用通过弹簧在回弹端口122之上偏压远极面110的固态垫圈或者折页片替换。一个这样的示例将参照图29在下面进行说明。可以注意到此处公开的多种不同的元件和可选的设计并入了作为单向止回阀的可变形薄垫片。可以理解每个这样的薄垫片用于具有能够使得流体流经所选择的方向中对应的装置,并且这样的薄垫片可以用如上所讨论的可选单向止回阀设计所替换。
如图2中所示,阀引导件104包括具有近极面132和相对远极面134的环形基部130。环形茎部136从远极面132凸起。茎部136的外径小于基部130的外径。中心开口138延展通过茎部136和基部130。在图3所示的组装状态中,活塞杆34通过中心开口138,这样阀引导件104的远极面134依靠在主活塞102的近极面108上。阀引导件104只是部分覆盖凹穴120,这样回弹端口122至凹穴120仍然保持流体连通。可以注意到阀引导件104通过形成在活塞杆34上的肩部181和主活塞102之间箝位而被锁定在位。在可选的实施例中,可以理解阀引导件104可以被直接固定到或者与主活塞102一体形成。
如图2、3中所示,控制阀106具有环形周边侧面144,其在环形远极面146和环形近极面148之间延展。远极面146具有表面区域小于近极面148的表面面积。在一个实施例中,远极面146的表面面积对近极面148的表面面积的纵横比在大约.3至.6之间,.3至大约.4更为优选。总体而言,控制阀106包括具有内表面152的环形轴环150。环形凸缘154径向从位于近端的轴环150的内表面152向内凸起。凸缘154具有终结在内表面157的近极面155。中心开口156延展通过轴环150和凸缘154。
在组装的状态中,活塞杆34可滑动地容纳在中心开口156中,这样控制阀106可滑动地与阀引导件104匹配。特别地,在图3中所描述的位置中,控制阀106的轴环150包围阀引导件104的基部130。环形槽158形成在轴环150的内表面152上并容纳环形第一密封件160。第一密封件158偏压阀引导件104的基部130以在轴环150和基部130之间形成可滑动密封接合。
控制阀106的凸缘154包围阀引导件104的茎部136。环形槽162形成在凸缘154的内表面上并容纳环形第二密封件164。第二密封件164偏压阀引导件104的茎部136以在凸缘154和136之间形成可滑动密封接合。必须注意在显示控制阀组件100的其它的几个视图中,第一密封件160和第二密封件164没有显示在它们对应的槽中。这样做有助于使视图更清晰。但是,可以理解在使用中密封件160和164设置在各控制阀组件100中的对应的槽中。
环形槽166也形成在第一密封件158和第二密封件164之间的控制阀106的内表面上。槽部分限制形成在控制阀106和阀引导件104之间的阀腔170,并且其通过第一密封件158和第二密封件164来密封。安置在阀腔170内的是诸如空气的压缩气体。在一个实施例中,在控制阀106被容纳在阀引导件104之上,空气在第一压力即空气压力上被捕获在阀腔170内。在可选的实施例中,可以理解诸如弹簧或者可压缩材料的弹性压缩部件也可以设置在阀腔170内以在阀引导件104和控制阀106之间偏压。
如图2中所示,环形制动板174具有远极侧176和相对近极侧178。中心开口180和多个径向分开的端口182延展通过相对侧面176和178之间的制动板174。如图3中所示,基部杆42的远端48通过中心开口180,这样制动板174被捕获在基部杆42的肩部181和阀引导件104之间。
制动板174用作控制阀组件100的制动件。特别地,控制阀组件100在开口位置和闭合位置之间的不同状态中操作。在图3所示的闭合位置中,控制阀106的远极面146偏压主活塞102的近极面108以覆盖近侧开口至压缩端口118。但是,主活塞102的凹穴120的一部分没有被控制阀106或者阀引导件104所覆盖,这样开口流体连通被提供到回弹端口122至凹穴120。如下面详细说明那样,可以注意到当控制阀106位于闭合位置中,阀腔170坍缩以具有第一体积。
如图4中所示,控制阀组件100位于完全打开的位置。在此结构中,控制阀106相对阀引导件104近侧滑动,这样控制阀106的近极面148被偏压到制动板174,由此对控制阀106的进一步近侧运动进行限制。在此打开的位置中,控制阀106从主活塞102分开,这样流体自由通过压缩端口118和形成在控制阀106和主活塞102之间的流体通道167。也可以注意到在打开位置中,控制阀106的凸缘154的远极面155从阀引导件104的基部130的近极面132分开,由此膨胀阀腔170以具有比第一体积更大的第二体积。阀腔170中的压力在坍缩状态中要比膨胀状态要大。这样,阀腔170内的压力具有在对应阀腔170内的相对压力的力的作用下将控制阀106推动到打开位置中的自然趋势。
回到图1,浮动活塞184可滑动地设置在活塞杆34的远端的腔16内。浮动活塞184具有在远极面188和相对近极面190之间延展的周边侧面186。密封件192设置在周边侧面186上。密封件192在密封接合中偏压壳体12的侧壁18的内表面14以使得浮动活塞184可选地在腔16内滑动,但是基本排除流体或者气体从浮动活塞184中通过或者围绕所述浮动活塞184。
浮动活塞184将腔16分为远侧室196和近侧室198。室196和198每个在浮动活塞184在腔16内滑动时改变相对尺寸。设置在远侧室196中的室诸如空气的压缩气体,同时设置在近侧室198中的液压流体。如权利要求书和说明书中所使用的那样,术语“液压流体”用于包括所有可以传输液压类型的流体。尽管液压流体通常被认为是不可压缩的,可以理解液压流体可以乳化或者具有曳出气体,由此使得它们稍微可压缩。
近侧室196中的气体设置在第二压力上,所述第二压力比阀腔170内的气体的第一压力小。相应地,在图1所示的活塞杆34撤出腔16的静止位置中,控制阀106位于闭合位置中。即,远侧室196中的压力被传输通过浮动活塞184和近侧室腔198内的液压流体以坍缩阀腔170并将阀引导件106移动到闭合位置。
总之,控制阀106由于通过阀引导件104的远极侧134上以及控制阀106的近极面148上的液压流体而施加的反作用力而闭合。尽管不需要,经验上确定如果阀引导件104的远极侧134的表面面积室至少50%,优选地至少60%,更为优选地是控制阀106的近极面148的表面面积的70%时,控制阀组件100在施加的压力下更为有效地操作以在打开和闭合位置之间移动。
在操作的过程中,当力施加到活塞杆34的近侧端37,所述力比保持控制阀组件100在闭合位置中的力要大,具有主活塞102和控制阀组件100的活塞杆34开始在腔16内向远端移动。特别地,如图4所示,在活塞杆34在腔16内向远端移动,近侧室198中的液压流体传输通过压缩端口118并推动控制阀106的远极面146,由此导致控制阀106至少部分滑动到打开位置。
控制阀组件100测量在主活塞102的前进的过程中通过压缩端口118的液压流体的流速。控制阀106向远端滑动的程度部分依赖于施加到活塞杆34上力的速度和大小。例如,如果较大的力迅速地施加到活塞杆34,即急速冲击力(sharp hi-speed bump force),控制阀组件100迅速移动到完全打开的位置,这是由于在近侧室198中所产生的并施加到控制阀106的远极面146上的高压所导致的。液压流体这样可以自由传输通过压缩端口118并围绕控制阀106,由此允许活塞杆34迅速和很容易与腔16推进。这样,活塞杆34上的初始力的冲击通过活塞杆34的运动而迅速地吸收。相比之下,如果较小的力逐渐施加到活塞杆34,控制阀106只部分移动到打开位置,这样流动通道167保持部分限制。此流动通道167的限制减小了液压流体流经压缩端口118的流动,这样降低了腔16内的主活塞102的运动。
如图5中所示,由于越多的活塞杆34进入到近侧室198,活塞杆34移动其中对应体积的液压流体。由于液压流体未显著压缩,液压流体导致浮动活塞184向远端滑动并用远侧室196压缩气体。由于气体压力在远侧室196内增加,近侧室198内的流体压力增加,流体压力开始使阀腔170坍缩,由此将控制阀106移动到闭合位置。当控制阀106移动到闭合位置,流动通道167的收缩使得液压流体更加难以通过。相应地,活塞杆34推进到腔16内越远,施加到活塞杆34的阻力越大。
如图6中所示,活塞杆34在控制阀组件100回到闭合位置时进一步移动到腔16中。这在充分长度的活塞杆34进入到近侧室198室发生,这样液压流体压力趋于将控制阀组件100移动到闭合位置中,由此排除流体通过压缩端口118,比施加到活塞杆34的外力大,所述外力趋于导致液压流体将控制阀移动到开口位置。
如下可见,在可选的实施例中,远侧室196的体积以及其内的初始压力可以可选地被调节。初始压力和远侧室196的体积对阻尼具有一定的效果。例如,通过在远侧室196内增加初始压力,增加的力通过液压流体初始施加以在闭合位置保持控制阀组件100。这样,需要更大的力施加到活塞杆34以初始将控制阀组件100移动到打开位置。
此外,当活塞杆34被移动到近侧室198,在远侧室196内具有更高的初始压力导致控制阀组件100闭合的更早。即,远侧室196的气体压力,这样也就是近侧室198内的液压流体压力随着远侧室198的体积的被压缩而指数增加。压力的增加基于远侧室198的压缩比率,即当活塞杆34推进到腔16中时远侧室198的初始体积和远侧室198的最终体积的压缩比率。例如,如果远侧室198的起始体积是100cc,最终体积是25cc,压缩比例是4∶1。结果,最终体积中的气体压力以及由此的液压流体压力是初始体积中的气体压力的4倍。压力连续增加以在远侧室198的体积通过压缩减小时而指数增加。
可以理解,远侧室198的初始体积可以从其中的初始压力而单独调节以分别实现阻尼属性。例如,在第一实施例中,远侧室198的初始体积可以是100cc,而第二实施例中的初始体积是75cc。假设各实施例中的初始气体压力是相同的,相同的初始力被施加到控制阀100,如上所述。但是,对于各实施例中活塞杆34的相同的运动,对第二实施例的压缩比更大,因为初始体积更小。这样,压力的增加的速度和所产生的阻尼力相对第一实施例而言在第二实施例中更大。
有鉴于前,在主活塞102的压缩运动过程中,压力的几乎无限组合可以施加到控制阀组件100,这是由于:腔16内活塞杆34的移动和所产生的压力改变;在主活塞102的各侧上的腔内所产生的变化的冲击载荷和所产生的压力;以及整个活塞杆34的冲程上在阀引导件104的远极面134上以及控制阀106的远极面148上可变化地产生的压力。
这样在主活塞102的压缩运动过程中通过控制阀组件110在主活塞102上对流经压力端口118的液压流体的所得的测量产生的阻尼效果是:由于近侧腔138内的活塞杆34的位置的结果而对位置敏感;依赖于主活塞102的位置、冲击输入的速度/力和远侧室196内的压力的可变化位置和载荷敏感性;以及通过变化远侧室196内的压力和体积而位置和/或者载荷可调。
如图7中所示,当当活塞杆34从腔16中抽出时的回弹过程中,通过液压流体施加的压力保持控制阀组件100闭合,由此防止现在靠近控制阀106的液压流体通过压缩端口118。而是,液压流体流经三个回弹路径之一。在第一路径中,液压流体进入制动板174的近侧的回弹通道88,沿着回弹通道88中心通过活塞杆34,然后通过远侧屈曲薄垫片84流出。在第二回弹路径中,回弹通道88内的液压流体不是流出贯通端口78而是流出贯通喷嘴80。在第三回弹路径中,液压流体围绕控制阀106的外部传输并进入主活塞102的凹穴120。然后液压流体通过远侧屈曲薄垫片124而经过回弹端口122而流出。
通过调整薄垫片84,124的刚度和/或者数目以及喷嘴80中的开口82的尺寸,液压流体可以同时流经一个、两个或者所有三个回弹路径。例如,通过将薄垫片124的刚度比薄垫片84的刚度大,液压流体只在较小的回弹力上流经喷嘴80。在更高的回弹力上,液压流体可以流经第一和第二回弹路径或者通过所有三个回弹路径。
典型地通过反向弹簧所产生的回弹力通常在活塞杆34被完全插入到腔16(图6)中时最大并开始在回弹方向中移动。这样,所有的回弹路径可以初始被用作活塞杆34而开始收缩。但是,在活塞杆34在回弹方向中连续移动,一个或者多个回弹路径可以闭合,由此在活塞杆34靠近完全收缩位置时使得回弹变慢。如下面将对可选实施例所讨论的那样,回弹通道88也可以可选地限制或者闭合以使得基于操作参数的液压流体可以手工操作。
如上所述,可压缩气体被密封在远侧室196内以使得活塞杆34通过气体的压缩而传输到腔16中并通过在其上产生变化的压力而至少部分控制控制阀组件100的操作。但是可以理解,可以有多种可选的方法实现这些相同的功能。
例如,如图8中所示,弹性可压缩部件246设置在室远侧196内。部件246在浮动活塞184和远端壁24之间延展。尽管部件246显示为盘簧,在可选的实施例中部件246可以包括其它形式的机械弹簧或者诸如橡胶或者聚合泡沫的弹性可压缩材料块。在液压在近侧腔198中增加时,浮动活塞184滑动远侧弹性压缩部件246。关于这一点,压缩弹簧246与压缩气体的作用相似。
除了或者独立地对远侧室196填充以一定压力上的气体,可以理解部件246可以被使用。在部件246被独立用于提供压缩阻力的地方,远侧室196不需要在壳体12内密封闭合。例如,通过虚线248所描绘的开口可以形成通过远端壁24。开口248方便浮动活塞184的适当的位移。在其它的实施例中,可以理解部件246不需要设置在腔16内,而是可以设置在腔16外。例如,杆可以从浮动活塞184通过远端壁24而延展,在远端壁24出,其与壳体12外的部件246相连接。
在图9另外所示的可选的实施例中,可变形囊250被设置在腔16的远端内。囊250通过诸如Scharder充气阀的注入阀252而与壳体的外部相连通。注入阀252使得囊250可选地用气体膨胀到所需的压力。可以注意到囊250可以与浮动活塞184一起或者单独使用。即,浮动活塞184可以被消除,这样液压流体直接靠在充气的囊250上以压缩囊250。在此实施例中,囊250限定远侧室196。囊250也可以填充有诸如橡胶或者聚合泡沫塑料的弹性可压缩材料。
如图10中所示,浮动活塞184被可变形隔膜254所替换。隔膜254被安装到壳体12的侧壁18的内表面14上以将腔16分为远侧室196和近侧室198。注入阀256形成在侧壁18上,并使得远侧室196填充达到所需压力的压缩气体。再次地,当活塞杆34推进到腔16中,液压流体挤压隔膜254以使得其向远端屈曲,由此导致远侧室196内的气体。
可以理解在其它实施例中,不需要不同的机械障。例如,如图11中所示,腔16被填充诸如空气的气体260,以及液压流体262。边界线264形成在其间。当活塞杆34进入腔16,液压流体262压缩空气260。但是,在一些使用中,此实施例没有气体和液压流体可以混合或者在腔16内乳化好并且减小了操作属性。
下面说明一定数目的不同的阻尼器的实施例,其中相似的部件用相似的附图标记来识别。在本发明的一个实施例中,提供了用于可选地调整远侧室1 96的尺寸的装置。通过示例,如图12所示的是阻尼器210。阻尼器210基本与阻尼器10相同,除了阻尼器210包括设置在浮动活塞184的远端的腔16内的调节活塞212。调节活塞212包括具有形成在其上的密封件216的周边214。密封件216以密封配合的方式相对壳体12的侧壁18的内表面14偏置以使得调节活塞212可选地在腔16内滑动而不允许流体从中通过或者围绕。
套筒218被中心安装在调节活塞212上。套筒218具有向远端开口的带螺纹孔220。在可选的实施例中,可以理解带螺纹孔220可以直接形成在调节活塞212的远极面上。
把手222被安装到壳体12上。把手222具有第一端,第一端具有形成在其上的放大的头部224。头部224部分暴露到壳体12的外部以使得头部224可选地、手动旋转。带螺纹轴226形成在把手22的相对第二端。带螺纹轴226与活塞212上的孔220螺纹接合。相应地,如图12、13中所示,通过选择把手22的可选旋转头部224,调节活塞212可选地在腔16的远端内前进和收缩。
在此实施例中,远侧室196被限定在调节活塞212和浮动活塞184之间。通过手动朝向浮动活塞184推动调节活塞212,远侧室196变得更小。通过使得远侧室196变的更小,气压可以在其中增加,压力在近侧室198中的增加的速率随着浮动活塞184向远端移动而增加。用于可选地调节远侧室的装置的可选的实施例将在下面说明。
注入阀228也安装到壳体12上以与远侧室196相连通。如前所述,注入阀228可以包括诸如用于车或者自行车轮胎上的传统空气阀。这样注入阀228可以被用于增加或者减小远侧室196内的气压。例如,空气可以从远侧室196添加或者移除以可选地增加或者减小其中的气压。再次地,如前所述,气压影响控制阀100的操作以及活塞杆34的运动。相应地,调节活塞212和注入阀228使得终端用户可以基于当前或者所需的操作参数而可选地调节阻尼器210的阻尼属性。
在本发明的一个实施例中,提供了用于调节阻尼器10的近侧室198内的液压流体的流体压力。通过示例而非限定地,在图14中描述了压力调节阻尼系统232的一个实施例。阻尼系统232包括用于提供压缩空气的装置。这样装置的示例包括气源234,所述气源可以包括压缩器或者保持压缩气体的箱。阻尼系统232还包括压力调节器235和一个或者多个阻尼器10。一个端口238设置与各阻尼器10的远侧室196相流体连通。供给管240提供气源234和压力调节器235之间的气体连通。反过来,诸如管或者任何其它形式的导管的供给线路242提供了压力调节器235和各阻尼器10的远侧室196通过端口238的气体连通。
调节器235可以手动、电子和/或者计算机控制,以当阻尼器10的操作环境变化时,在各阻尼器10的远侧室196内可选地或者自动独立调节压力。通过增加远侧室196中的压力,压力差被传输通过浮动活塞184以增加近侧室198内的液压流体的流体压力。反过来,增加液压流体压力调节控制阀100的操作,这样就调节了阻尼器10的阻尼属性。可以理解调节器235可以具有不同的结构并由多个独立的部件所构成。
作为使用的一个示例,一个或者多个阻尼器10可以并入到汽车或者任何其它类型的车辆中的缓冲器中。在路和操作条件变化时,例如,直线相对曲线、路上相对越野、加速相对刹车,液压流体压力的迅速远程调节可以被用于提供最佳的悬挂性能。可以理解最佳的性能将通过同时单独地调节车辆上各阻尼器10中的液压流体压力而获得。
为了方便自动阻尼调节,一个或者多个传感器243,诸如陀螺传感器或者其它运动敏感传感器,可以安装到车辆上并与中央处理单元(CPU)244电连通。CPU 244可以从调节器235分离或者形成其一部分。基于从一个或者多个传感器243的输入,CPU 244可以控制调节器235以相应地调节气压和车辆上一个或者多个阻尼器10中的所产生的液压流体压力。
作为自动调节的可选方法,诸如开关或者控制面板的手工输入机构245可以电连接到CPU 244。提供到手工输入机构245上的输入可以被用于将各阻尼器10中的液压流体设置到预定的阀中。
使用气压只是用于远程调节阻尼器10的近侧室198内的液压流体的流体压力的一种示例。作为可选的实施例,图8的弹簧246可以设置在图12的浮动活塞184和调节活塞212之间。反过来,电机或者其它形式的齿轮机构被连接到图12的把手222。中央处理单元244被电连接到电机,这样基于传感器或者手工输入信号,电机调节对弹簧246的压缩以远程调节阻尼器10内的液压流体压力。
可以理解通过可选地调节施加到浮动活塞184的压力或者此处所讨论的可选的方法之一,多种不同的系统可以被用于远程调节阻尼器10内的液压流体的流体压力。
有鉴于前述,车辆的悬挂可以通过提供具有悬挂系统的车辆而得以控制,所述悬挂系统包括至少一个压力调节阻尼器;以及自动或者可选地在车辆的操作的过程中将气体传输到或者将气体从至少一个阻尼器中抽取以自动或者可选地控制至少一个阻尼器的悬挂性能属性。这样的悬挂控制可以在车辆的运动的过程中执行。
相似地,悬挂控制可以通过在车辆的操作过程中自动或者可选地改变至少一个阻尼器内的液压流体的流体压力以自动或者可选地控制至少一个阻尼器的悬挂性能属性而获得,基于自动传感器信号或者手工输入信号的自动或者可选改变。
如图15中所示的是包含本发明的特征的阻尼器270的另外的可选实施例。阻尼器270包括限定腔16的壳体12。腔16通过浮动活塞184被分隔为远侧室196和近侧室198,其分别包括压缩空气和液压流体。再次地,浮动活塞184可以用前述的任何的可选方式来替换。
活塞杆272可滑动地延展到壳体12的近侧端。活塞杆272包括基部杆278和螺栓280。螺栓280被螺纹连接到基部杆278的远极面上以在其间固定主活塞102。密封件114被安装到主活塞102的周边上并相对侧壁18的内表面14形成可滑动密封偏压配合。
第一薄垫片282固定在螺栓280的放大头部281和活塞274的远极面110之间。第一薄垫片282偏压活塞274的远极面110以覆盖远侧开口至回弹端口122。第二薄垫片284被设置在基部杆278的远端和活塞274的近极面108之间。第二薄垫片284偏压活塞274的近极面108以覆盖压缩端口118的近侧开口。但是,第二薄垫片284只覆盖引导向回弹端口122的凹穴120的一部分。如前相对图3中的薄垫片124所讨论那样,薄垫片282和284用作单向止回阀,所述止回阀控制分别流经回弹端口122和压缩端口118的流动的方向。如前相对薄垫片124所讨论的可选方案也可以应用到薄垫片282、284以及公开在本发明的其它实施例中的可变形薄垫片。
与其中控制阀组件100被安装到可移动活塞杆的阻尼器10相比,在本实施例中控制阀组件100被安装到设置在活塞杆272和浮动活塞184之间的近侧室198内的辅助活塞274上。辅助活塞274具有与主活塞102相似的结构,这样相似的附图标记被用于识别相似的部件。但是,应该注意辅助活塞274和控制阀组件100相对阻尼器100中的对应的结构被旋转180度。这样,近侧和远侧朝向变得反向。
辅助活塞274通过夹292固定在位,所述夹292被容纳在侧壁18的内表面上的槽中以偏压辅助活塞274的相对侧面。在可选的实施例中,夹292可以进一步彼此分离以允许辅助活塞274在纵向上的一定的滑动。在另外的实施例中,辅助活塞274可以与壳体12一体形成以消除对密封件114和夹292的需要。轴288延展通过辅助活塞274并控制阀组件100以将两个部件固定在一起。薄垫片124偏压辅助活塞274的近极面110并通过轴288的头部290和垫圈126而固定在其上。制动板174被安装在轴288的远端上以控制所述控制阀106的远侧运动。辅助活塞274、控制阀100和通过轴288而固定在一起的制动板的组合此处称为减震座阀286。
如图16中所示,当活塞杆272进入到腔16的远侧室198中,液压流体导致第二薄垫片184近侧屈曲,以允许液压流体传输通过主活塞102的压缩端口118。同时,液压流体也将控制阀组件100的控制阀106移动到至少部分敞开的状态中,这样液压流体可以通过辅助活塞274的压缩部分118。然后液压流体将浮动活塞184向远端推动,由此在远侧室196内压缩气体。
如图17中所示,当活塞杆272的压缩运动在腔16内停止,近侧腔198内的流体压力坍缩阀腔170,由此将控制阀106移动到闭合位置中。如图18中所示,在回弹冲程中,液压流体通过流经凹穴120传输通过第二活塞274并通过近侧屈曲薄垫片124通过回弹端口122流出。相似地,液压流体通过传输通过凹穴120而通过主活塞102并通过远侧屈曲薄垫片282而通过回弹端口122流出。
如图19中所示的是阻尼器300的另外的实施例。阻尼器300包括双管壳体302。特别地,壳体302包括远侧盖304和相对的近侧盖306。外管308在盖302和304之间延展并固定到其上。内管310设置在外管308内,所述内管也在相对的盖304和306之间延展。内管310具有限定内室314的内表面312。外室316限定在内管310的外表面和外管308的内表面之间。内室314与外室316通过端口318相连通。
内室314填充液压流体。可充气囊320设置在外室316内。囊320可选地通过外管308凸起的注入阀322而充气。减震座阀286如前所述相对图15-18中的阻尼器270而言设置在内室314的远端内。但是,在此实施例中,轴288被用于将减震座阀286直接固定到远端盖304。可以理解可选的安装方法可以被用于在内管310内固定减震座阀286。如已经讨论的阻尼器270那样,具有主活塞102的活塞杆272可滑动地设置在内室314中。
如图20中所示,阻尼器300与阻尼器270的操作相类似。特别地,当活塞杆进入到内室314内,控制阀106移动到敞开位置,液压流体流经主活塞102和辅助活塞274上的压缩端口118。当流体流经辅助活塞274,液压流体通过端口318进入外室316,在所述端口318其压缩囊320。液压流体继续压缩囊320直到活塞杆272被撤回。在撤回的过程中,液压流体以基本与前述相对阻尼器270相同的方式流回通过主活塞102和辅助活塞274。在可选的实施例中,可以理解囊320可以被围绕内管310的浮动活塞所替换并在外室316内滑动。在另外的可选实施方式中,阻尼器320可以被翻转,囊320可以被移除。在此实施例中,诸如空气的气体被捕获在外室316内。液压流体直接接触气体,诸如前述对图11的说明那样以可选地压缩气体。
如图21中所示的是包含本发明的特征的缓冲器350的一个实施例。如图22和23所示,缓冲器350包括背负式(piggy back)壳体352,其包括主管354、辅助管356以及在其间延展的茎部358。如图24所示,主管354具有限定一级腔432的内表面430,同时辅助管256具有限定二级腔438的内表面437。回到图22和23,茎部358具有基本U形结构,所述U形结构在第一端359和相对第二端361之间延展。开口357在第一端359延展通过茎部358以可选地连接到所述结构。
主管354具有在远端362和相对近侧端364之间延展的外表面360。主管354的远端362被螺纹连接到茎部358的第一端359中。近侧端盖366被螺纹连接到主管360的近侧端364中。环形远侧弹簧保持轴环368被可调节地螺纹连接到主管360的远端362上。
活塞杆370具有远侧端372(图24)以及相对近侧端374。具有从其中延展的开口378的支架376被螺纹连接到活塞杆370的近侧端374上。环形近侧弹簧保持轴环380被安置到支架376上。盘簧382在远侧弹簧保持轴环368和近侧弹簧保持轴环380之间延展。弹簧382上的张力通过沿着主管354的长度而调节远侧弹簧保持轴环368而可选地可调节。
翻底衬垫(bottom-out cushion)382包围近侧端盖366和近侧弹簧保持轴环380之间的弹簧杆370。衬垫382由诸如橡胶或者聚合泡沫材料的弹性可变形材料制造。
如图24所示,活塞杆370包括管形基部杆384和螺栓44,如前阻尼器10所讨论的那样。基部杆384具有限定通道392的内表面390,所述通道392在远侧端386和相对近侧端388之间纵向延展。螺栓44被螺纹连接到基部杆384的远端386上。端口394延展通过基部杆384以提供主管354的一级腔432和通道178之间流体连通。销396可滑动地设置在基部杆384的通道392内。销396具有锥形前端398,所述前端设置在远端上。前端398被构造为在螺栓44的通道78的近侧开口内互补配合。结果,销396可以被用于通过在基部杆384内推进或者撤回销396而可选地限制或者闭合一级腔432和通道78之间的流体连通。
支架376具有远端面410,所述远端面具有凹入其上的孔412。通道400横过所述支架376延展以与孔412相交。支架376被螺纹连接到基部杆384上,这样销396向下延展通过孔412并部分进入通道400。调节器414可调节地设置在通道400内。调节器414包括轴416,所述轴416具有以螺纹连接的方式位于支架376的通道400内的远侧部分418、基本截锥过渡部分420和形成在其间的基本圆柱形中心部分422。调节器414也包括可选的可移除把手424。把手424的交替旋转在通道400内推进和撤回调节器414。当调节器414在通道400内推进时,截锥过渡部分420偏压销396的远端,导致销396朝向螺栓44推进,由此限制或者闭合至通道78的近侧开口。反过来,当调节器414被撤回,销396被降低,由此打开至通道78的流体通路。可选调节系统也可以被用于移动销396。
主活塞102、控制阀组件100和制动板174被安装到活塞杆370的远端上。这些部件基本与前述对阻尼器10的讨论相同并且操作方式相同。唯一的区别是图24中所示的实施例的控制阀组件100具有稍微不同的结构的阀腔170。这是由于形成在阀引导件104和控制阀106上的不同的槽的缘故。
螺纹孔446形成在茎部358的第一端359上。主管360的远端362被螺纹连接在孔446内。螺纹套筒450在茎部358的第二端361上从端表面451凸起。辅助管356的远侧端连接到螺纹套筒450。可选的连接方法也可以被用于将主管360和辅助管356固定至背负式壳体352,包括使用单一件锻造或者铸造的组件,所述组件包括所有前述的部件。
茎部358被构造用于提供主管360的一级腔432和辅助管356的二级腔438之间的流体连通。特别地,过渡通道448与茎部358的第一端359的孔446相连通。如图25中所示,第一阀腔452和第二阀腔454每个从第二端361朝向第一端359被钻入到茎部358中。第一通路456从第一阀腔452延展到过渡通道448,同时第二通路458从第二阀腔454延展到过渡通道448。孔460与第一阀腔452相交并在茎部358的第二端361延展到端表面451。孔462横向地与第二阀腔454和中心孔453相交以提供其间的流体连通。插头463被固定到孔462的开口中以防止流体从其上逸出。
第一阀466可调节地设置在第一阀腔452内。第一阀466包括具有形成在端部上的插槽470的头部468以可选地容纳用于旋转第一阀466的工具。第一阀466也具有带有螺纹的中心主体472,所述螺纹与第一阀腔452的内壁相接合。一个或者多个密封件474包围主体472并提供与第一阀腔452的内壁之间的密封接合。具有锥形前端476的轴474从主体472凸起。锥形前端476被构造以可选地与开口接合到第一通路456。相应地,通过可选地旋转第一阀466,轴474推进或者撤回以可选地限制或者打开开口至第一通路456。
第二阀480可调节地设置在第二阀腔454内。与第一阀466相似,第二阀480包括头部468、带螺纹主体466和密封件474。活塞482可移动地设置在开口至第二通路458上的第二阀腔454内。弹簧484在主体456和活塞482之间延展以相对开口将活塞偏压到第二通路458。杆486从活塞482延展,并中心地通过弹簧484,并自由地进入到形成在主体466的端部中。当活塞482被推回,杆486在主体466内自由撤回。
通过在第二阀腔454内推进第二阀480,弹簧484被压缩,由此相对活塞482提供更大的偏压力。第二通路458这样至在充分大的力施加到活塞482以克服所施加的弹簧力时打开。相应地,通过可选地调节第一阀466和第二阀480,对操作调节可以调节阻尼属性。
回到图24,浮动活塞490可以在第二腔438内可移动设置。浮动活塞490将通过主管354、辅助管356和茎部358所限定的闭合区域分为近侧室492和远侧室493。再次地,近侧室492被填充液压流体,同时远侧室493被填充压缩空气。如前所述的其它可选实施例可以被用于替换或者与浮动阀490以及可压缩空气来一起使用。
回到图26,具有放大头部509的管形螺栓508螺纹连接到茎部358的第二端361上的中心开口453。管形螺栓508具有限定通道512的内表面510。中心开口453和通道512提供在第二阀腔454和第二腔438之间的流体连通。可选的连接方法可以替代螺栓508来使用。
具有与阻尼器10所讨论的活塞102相似的的结构的固定活塞包围螺栓508并偏压套筒450的内表面。固定活塞494具有近极面496和相对远极面498。在表面496和498之间延展的是多个彼此径向分离的阻尼端口500。多个径向分离的凹穴502凹陷在近极面496上。压缩端口504从远极面498延展到各凹穴502。
第一薄垫片514包围螺栓508并偏压近极面496。第一薄垫片514覆盖阻尼端口500的近侧开口,但是只覆盖凹穴502的一部分。垫圈516包围螺栓508并设置在茎部358的薄垫片514和端表面451之间。垫圈516在端表面451和第一薄垫片514之间提供间隙,这样第一薄垫片414可以在操作的过程中近侧屈曲。
第二薄垫片518包括螺栓508并偏压固定活塞494的远极面498。第二薄垫片518覆盖压缩端口504的远侧开口,但是只覆盖阻尼端口500的远侧开口的一部分。垫圈520被设置在螺栓透509和第二薄垫片518之间以使得第二薄垫片518在操作的过程中远侧屈曲。如前所提及,孔460在第一阀腔和茎部358的端表面451之间延展。这样,流经孔460的液压流体必须在其进入到二级腔438时通过固定通道494。
如图24中所示,体积调节器组件520被螺纹连接到辅助管356的远侧端中。如图27中所示,体积调节器组件520包括具有内表面528和外表面526的环形套筒522。套筒522被螺纹连接到辅助管356的远端。管形茎部530可调节地螺纹连接到套筒522。茎部530具有近侧端532和远侧端534。安装在茎部530的近侧端532上以围绕并径向从其向外凸起的是活塞536。活塞536通过安装到靠近活塞356的茎部530上的夹538固定到茎部530。活塞536向外凸起以用可滑动接合的方式相对辅助管356的内表面向外突起。通过可选地相对套筒522旋转茎部530,茎部530以及由此活塞536相对套筒522推进或者撤回。这样通过推进茎部530和活塞536,远侧室493变得更小。反过来,远侧室493内的气体压缩的比率即压缩比增加。
腔540被凹陷在茎部530的远极面541上。通道542从腔部540延展到茎部530的近侧端表面544。注入阀546安置在与通道542相连通的腔540内,受压气体通过注入阀可以供给到远侧室493。阀546的一个示例是Schrader充气阀。这样注入阀546可以被用于可选地在远侧室493内调节气体压力,由此调节相关的阻尼属性。
可以理解缓冲器350使用与其它实施例相类似的原理进行操作。
如图28中所示的是阻尼器550的另外的可选的实施例。阻尼器550具有背负式壳体552,其包括一级壳体554、二级壳体556、在其间延展的管形茎部558。密封管或者其它导管可以代替茎部558以在一级壳体554和二级壳体556之间建立流体连通。一级壳体554与前述相对阻尼器10所讨论的壳体12相类似,除了连接茎部558之外。此外,如对阻尼器10所讨论的那样,具有主活塞102、控制阀组件100和安装在其间的制动板174的活塞杆34与一级壳体554相连接。这样阻尼器550和10之间相似的部件使用相似的附图标记来识别。
二级壳体556包括管状、圆柱形侧壁560,其在近侧端562和相对的远侧端564之间延展。近侧端终结在近侧端壁563。体积调节器组件520如前相对图25所示那样螺纹设置在二级壳体556的远侧端564内。可以使用连接体积调节器组件520的可选方法。侧壁560具有限定在体积调节器组件520的近侧端壁563和活塞536之间延展的二级腔568的内表面566。管状茎部558限定在一级腔16和二级腔568之间延展的通道576。一级腔16、二级腔568和茎部558的通道576组合以形成整体腔578。
保持壁570在第二壳体556的远端562从侧壁560向内凸起。浮动活塞574可滑动地设置在保持壁570的远部的二级腔568内。浮动活塞574将整个腔部578分为近侧室580和远侧室582。近侧室580填充有液压流体,同时远侧室582填充有远侧室582填充压缩气体。
减震座阀586设置在保持壁570和二级壳体556的近侧端壁563之间。如图29所描述的是减震座阀586的放大的横截面视图。如其中所描述,减震座阀586是具有压缩端口118和通过其延展的回弹端口122的辅助活塞584。管形轴583延展通过辅助活塞584并超出近极面。垫圈585包围轴583以覆盖开口至回弹端口122同时使开口至压缩端口118敞开。保持凸缘587被螺纹连接到轴583的近侧端上。弹簧588在保持凸缘587和垫圈585之间延展以相对开口将垫圈585偏压至回弹端口583。垫圈585和弹簧588用作单向止回阀以调节流经回弹端口122的流体并且是如上所讨论的其它实施例的可变形薄垫片的可选实施例。
控制阀100相对辅助活塞584的远极面设置并包围管形轴583。控制阀100控制流经压缩端口118的流体,方法基本与其它实施例中所讨论的操作相同。即,基于流经压缩端口118的流体力和液压的压力,控制阀100在图30中所示的打开位置和图31所示的闭合位置之间一定程度上移动。但是和现有的实施例相似,控制阀100可以通过施加弹簧力可选地调节。
特别是,轴环589被插入到二级壳体556中。轴环589包围管形轴583,这样环形弹簧腔591形成在其间。设置在弹簧腔591内的是相对控制阀106设置的环形第一偏压板592以及相对部分轴环589设置的环形第二偏压板593。弹簧594在偏压板592和593之间延展以相对控制阀106偏压第一偏压板592。柱595从第二偏压板593延展到端盖596。端盖596被构造使得端盖596的旋转导致柱595推进到弹簧腔591中,由此进一步压缩弹簧594。当弹簧594被压缩,更大的力施加到控制阀106上,由此改变操作。
为了使得液压流体到达控制阀100的远极侧,流体通路597延展通过轴583并与弹簧腔591和腔581相连通。端口598形成在第一偏压板592上以使得液压流体直接接触控制阀组件100。液压流体这样基于液压流体的压力协助减震座阀586的控制阀组件100的打开和闭合。为了可选地控制液压流体流入和流出弹簧腔519和腔581,销599被螺纹设置到流体通路597内以可选地限制流体通路597。
图30显示了活塞杆34推进到腔16内的液压流体的流动路径。图31显示了活塞杆34撤出腔16时液压流体的流动路径。
如图32中所示的是基本与阻尼器550相同的阻尼器600。阻尼器600区别于阻尼器550在于浮动活塞574被可变形隔膜602所替换。
如图33所描述的是与阻尼器550相似的阻尼器610的另外的可选的实施例。阻尼器610区别于阻尼器550在于包含控制阀100的减震座阀586用不包括控制阀100的传统减震座阀612所替代。
如图34和35中所描述的是发明的阻尼器可以并入到自行车、电动车等的前轮叉中的一个实施例。特别地,图34描述了具有可滑动地容纳在下管634中可滑动的上管632的前轮叉630。弹簧633设置在下管634中以弹性偏压上管632。弹簧633提供对阻尼器的回弹力并可以安置在不同的位置。可以使用产生回弹力的可选方法,例如压缩气体、微细胞泡沫等。限定腔638的管形盒636设置在上管632内。管形活塞杆640具有安置在下管634的基部底板上的近侧端642和可滑动地向上延展通过上管632和盒636的相对远侧端644。主活塞102、控制阀100盒制动板174如前图1-7中所讨论的那样安装在活塞杆640的远侧端644的腔638内。
如相对阻尼器10所公开的那样,回弹通道88也形成在活塞杆640上以在主活塞102的相对端之间延展。但是与阻尼器10的回弹通道88相比,在图34所描述的实施例中具有锥形前端的调节销641设置在活塞杆640内。即,通过选择下管634外部的旋转调节销641,销641可以被调节以可选地限制液压流体通过回弹通道88的流动。部分地,液压流体流经回弹通道的流动越慢,活塞杆640的回弹也越慢。
中空套筒646螺纹连接到盒636的远侧端中。反过来,具有在腔638内从其靠近凸起的茎部650的端部插头648螺纹连接到套筒646中。第一活塞652包围并可滑动地设置在茎部650上。第一活塞652与茎部650和盒636形成密封接合。这样,第一活塞652形成将腔638分为相对近侧腔654和相对远侧腔656的阻隔物。近侧腔654填充液压流体,同时远侧腔656填充诸如空气的压缩气体。
第二活塞660相对端部插头648安装以也包围茎部650。第二活塞660也与茎部650和盒636密封接合。通过旋转端部插头648,第二活塞660推进到远端腔656,有效地减小远侧腔656的尺寸。这也增加了近侧腔654和远侧腔656内的压力和远侧腔656内的压缩比。
注入阀662被安装到端部插头648上。通道664从注入阀662通过端部插头648延展到远侧腔656。这样,注入阀662可以被用于可选地调整远侧腔656内的气体的压力和体积。
最后,尽管没有要求,减震座阀活塞668刚性地设置在第一活塞652和活塞杆640之间的近侧腔654中。减震座阀活塞668相对盒636密封,除了具有实心,基本与主活塞102的结构相同。特别地,减震座阀活塞668具有压缩端口118和通过其延展的回弹端口122。可变形薄垫片670和672被安装到减震座阀活塞668的相对侧面上,如前其它实施例所讨论的那样,以分别通过压缩端口118和回弹端口122控制液压流体的流动。这样减震座阀活塞668进一步控制液压流体的流动和部分控制阻尼属性的压力的传输。
图35显示了具有推进到腔638中的活塞杆640的前轮叉630。
如上相对前轮叉630所述的盒636的使用制造和组装比较容易。盒636的使用也使得本发明的阻尼器被改进到现有的轮叉中。但是图36描述了前轮叉676。前轮叉676与前轮叉630相同,除了盒636被移除外。图37显示了具有活塞杆640推进到腔638中的前轮叉676,同时图38显示了具有活塞杆640从腔638抽出的前轮叉676。
可以理解所有此处公开的不同的阻尼结构可以并入到前轮叉中。如进一步示例中所描述的那样,图39和40描述了控制阀100已经从主活塞102移动到减震座阀活塞668的前轮叉680。此系统与图15-18所讨论的阻尼器相类似。
本发明的上述讨论的阻尼器提供了基于操作条件对减震属性的自动调整,由此最佳化阻尼。不同的实施例提供了不同的可选手工阻尼调节和/或者远程阻尼调节。这样的调节性使得阻尼器在不同的调节下和多种不同的车辆或者其它系统中有效使用。阻尼器的设计也方便了制造和组装。
本发明可以在不背离本发明的精神的情况下以不同的形式来实施。例如,此处公开具有用于控制阻尼属性的不同的特征的多个示例。但是,可以理解不同的特征可以混合并匹配以形成不同的其它独特组装。相应地,所描述的实施例只是出于说明的目的而不是为了限制本发明。因此,本发明的范围由权利要求书及其等同物来具体限定。
Claims (49)
1.一种悬挂系统,包括
至少一个阻尼器,所述至少一个阻尼器包括:
限定主腔的壳体;
设置在主腔中的障碍物,其将主腔分为相对的第一腔和相对的第二腔,所述障碍物防止流体或气体在第一腔与第二腔之间传输,但允许第一腔与第二腔之间的压力差传输
活塞杆,所述活塞杆具有可滑动地设置在壳体的第一腔中的第一端和设置在第一腔外部的相对的第二端;
主活塞,所述主活塞安置在壳体的第一腔内的活塞杆的第一端上,以可滑动地以大体密封接合的形式接合壳体,主活塞具有第一侧和相对的第二侧,压缩端口在第一侧和相对的第二侧之间延展;
设置在第一腔中的液压流体,所述液压流体具有流体压力;和
设置在第一腔中的控制阀组件,所述控制阀组件限定密封阀室,控制阀组件在其中阀室被压缩到第一体积的第一位置和其中阀室被膨胀到第二体积的第二位置之间可移动,所述第二体积比第一体积大;以及
用于远程调节所述至少一个阻尼器的第一腔中的液压流体的流体压力的装置。
2.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,控制阀组件被设置,从而在控制阀组件位于第一位置时控制阀组件大体上阻塞主活塞上的压缩端口,并且在控制阀组件位于第二位置时压缩端口大体上未被阻塞。
3.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,所述控制阀组件排列在主活塞上的压缩端口中,从而当主活塞前进至第一腔时,所述控制阀组件至少部分地移动至第二位置,导致液压流体通过压缩端口。
4.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,所述控制阀的密封阀室包含第一压力的气体。
5.根据权利要求4所述的悬挂系统,其特征在于,可压缩气体设置在第二腔内,所述第二腔内的气体处于第二压力,所述第二压力大于控制阀组件的阀室内的第一压力。
6.根据权利要求5所述的悬挂系统,其特征在于,用于远程调节所述至少一个阻尼器的第一腔中的液压流体的流体压力的装置包括:
用于提供压缩气体的装置;
导管,其从所述用于提供压缩气体的装置流体连通地延伸到至少一个阻尼器的第二腔;
调节器,其被配置为自动地或者可选地调节第二腔内的压缩气体的压力。
7.根据权利要求6所述的悬挂系统,其特征在于,所述用于提供压缩气体的装置包括压缩机或者压缩气体筒。
8.根据权利要求6所述的悬挂系统,其特征在于,还包括与所述调节器电通讯的至少一个传感器或者变量开关。
9.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,还包括设置在第二腔内并偏压障碍物的弹簧。
10.根据权利要求9所述的悬挂系统,其特征在于,用于远程调节所述至少一个阻尼器的第一腔中的液压流体的流体压力的装置包括:
用于压缩第二腔内的弹簧的装置;和
与用于压缩弹簧的所述装置电通讯的中央处理单元。
11.根据权利要求10所述的悬挂系统,其特征在于,还包括与所述中央处理单元电通讯的至少一个传感器或者变量开关。
12.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,所述障碍物包括浮动活塞。
13.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,所述阻碍物包括设置在壳体的主腔内的可充气囊,所述囊限定第二腔。
14.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,所述障碍物包括安装到壳体上主腔内的可变形隔膜。
15.根据权利要求14所述的悬挂系统,其特征在于,所述壳体包括:
限定内腔的内侧壁;以及
包围内侧壁的外侧壁,外腔形成在内侧壁和外侧壁之间与内腔流体连通,内腔和外腔组合形成主腔。
16.根据权利要求15所述的悬挂系统,其特征在于,主活塞和控制阀设置在内腔内。
17.根据权利要求15所述的悬挂系统,其特征在于,所述障碍物包括设置在壳体的外腔内的可充气囊。
18.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,所述壳体包括:
限定一级腔的一级壳体;
与一级腔分开的二级壳体,二级壳体限定二级腔,组合的一级壳体和二级壳体构成主腔;以及
管形茎杆,所述管形茎杆将一级腔和二级腔流体连通。
19.根据权利要求18所述的悬挂系统,其特征在于,主活塞和控制阀组件设置在一级腔内。
20.根据权利要求18所述的悬挂系统,其特征在于,所述主活塞设置在一级腔内,所述控制阀组件设置在二级腔内。
21.根据权利要求18所述的悬挂系统,其特征在于,所述障碍物被设置在壳体的二级腔内。
22.根据权利要求18所述的悬挂系统,其特征在于,还包括安装在二级壳体上的气阀。
23.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,还包括用于可选地调整第二腔的尺寸的装置。
24.根据权利要求23所述的悬挂系统,其特征在于,用于可选地调整第二腔的尺寸的装置包括限定第二腔的一部分的可调整活塞,可调整活塞可选地移动到第二腔中以有效地减小第二腔的尺寸。
25.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,控制阀组件包括可滑动地设置在阀引导件上的控制阀,密封阀室形成在控制阀和阀引导件之间。
26.根据权利要求25所述的悬挂系统,其特征在于,控制阀具有第一表面和相对的第二表面,每个具有表面积,第一表面的表面相对第二表面的表面积的纵横比位于大约0.2至大约0.6范围中。
27.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,控制阀组件的至少一部分被紧固到主活塞或者与辅助活塞一体形成。
28.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,还包括:
回弹端口,所述回弹端口在主活塞的第一侧和相对的第二侧之间延展;以及
用于使得流体从主活塞的第一侧到第二侧流经所述回弹端口同时防止流体从主活塞的第二侧流动到第一侧的装置。
29.根据权利要求28所述的悬挂系统,其特征在于,用于使得流体流过回弹端口的装置包括安装到主活塞的第二侧上的可变形薄垫片以覆盖其上的回弹端口。
30.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,还包括设置在活塞杆与障碍物之间的第一腔内的辅助活塞,所述辅助活塞具有第一侧和相对的第二侧,压缩端口在第一侧和第二侧之间延展。
31.根据权利要求30所述的悬挂系统,其特征在于,所述辅助活塞被刚性连接到壳体。
32.根据权利要求30所述的悬挂系统,其特征在于,所述控制阀组件安装到辅助活塞上或者相邻于辅助活塞,从而在控制阀位于第一位置时控制阀组件大体上阻塞辅助活塞上的压缩端口,并且在控制阀位于第二位置时压缩端口大体上未被阻塞。
33.根据权利要求30所述的悬挂系统,其特征在于,还包括:
回弹端口,所述回弹端口在辅助活塞的第一侧和相对的第二侧之间延展;以及
用于使得流体从辅助活塞的第二侧至第一侧流经所述回弹端口同时防止流体从辅助活塞的第一侧流动到第二侧的装置。
34.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,还包括回弹通道,所述回弹通道在形成在主活塞一个侧面上的活塞杆上的第一开口与形成在主活塞的相对侧面上的活塞杆上的第二开口之间延展通过活塞杆。
35.根据权利要求34所述的悬挂系统,其特征在于,还包括可移动地设置在回弹通道的至少一部分内的流动调节销。
36.根据权利要求32所述的悬挂系统,其特征在于,还包括用于使得流体从第一开口至第二开口流经回弹通道同时防止流体从第二开口流到第一开口的装置。
37.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,活塞杆包括杆体,所述杆体具有与其连接的螺栓,所述螺栓通过主活塞延展。
38.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,所述主活塞和阀引导组件每个都环绕活塞杆。
39.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,还包括安装在所述活塞杆上的制动板,当所述控制阀组件位于第二位置时所述控制阀组件偏压制动板。
40.根据权利要求39所述的悬挂系统,其特征在于,所述制动板包括第一侧面和相对的第二侧面,开口在第一侧和相对的第二侧之间延展。
41.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,所述至少一个阻尼器包括减震器的一部分。
42.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,所述至少一个阻尼器包括前叉的一部分。
43.根据权利要求1所述的悬挂系统,其特征在于,还包括
多个阻尼器;和
用于基于自动传感器信号或者手动输入信号来自动调节所述至少一个阻尼器的第一腔内的液压流体的流体压力的装置,所述装置包括:
用于将压缩气体传送至所述多个阻尼器中每一个的第二腔的装置;
中央处理单元,其配置用于独立地控制至所述多个阻尼器中每一个的第二腔中的气体压力。
44.一种控制车辆悬挂的方法,包括:
提供具有悬挂系统的车辆,所述悬挂系统包括至少一个压力调节的阻尼器;和
在车辆运转过程中自动或者可选地将气体传送至所述至少一个阻尼器中或者从中抽出气体,从而自动或者可选地控制所述至少一个阻尼器的悬挂性能特性。
45.根据权利要求44所述的方法,其特征在于,所述悬挂系统包括压力调节的第一阻尼器和压力调节的第二阻尼器,所述方法还包括在车辆运转过程中分别控制气体至第一阻尼器和第二阻尼器的传送或从第一阻尼器和第二阻尼器的抽出。
46.根据权利要求44所述的方法,其特征在于,其中气体至所述至少一个阻尼器的传送或从所述至少一个阻尼器的气体抽出是在车辆的运动过程中进行的。
47.一种控制车辆悬挂的方法,包括:
提供具有悬挂系统的车辆,所述悬挂系统包括至少一个阻尼器,所述阻尼器包括:限定腔的壳体;设置在腔中的液压流体,所述液压流体具有流体压力;设置在腔中的控制阀组件,所述控制阀组件限定密封阀室,控制阀组件在其中阀室被压缩到第一体积的第一位置和其中阀室被膨胀到第二体积的第二位置之间可移动,所述第二体积比第一体积大;由于液压流体施加的流体压力,所述控制阀坍缩至第一位置,和
在车辆运转过程中自动或者可选地将气体传送至所述至少一个阻尼器中或者从至少一个阻尼器中抽出气体,从而自动或者可选地控制所述至少一个阻尼器的悬挂性能特性,流体压力的自动或者可选的改变基于自动传感器信号或者手动输入信号。
48.根据权利要求47所述的方法,其特征在于,所述悬挂系统包括第一阻尼器和第二阻尼器,所述方法还包括在车辆运转过程中分别控制第一阻尼器和第二阻尼器中的液压流体的流体压力改变。
49.根据权利要求47所述的方法,其特征在于,所述至少一个阻尼器中的液压流体的流体压力自动或可选的改变是在车辆的运动过程中进行的。
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