CN1875203A - 用于阀盘的额外支撑区域 - Google Patents

Abstract

一种用于控制流体通过由阀体或活塞限定的通道流动的阀，包括与阀体或活塞邻接的阀盘。阀体或活塞限定用于支撑阀盘的第一槽脊、从第一槽脊径向向内设置的用于支撑阀盘的第二槽脊和位于第一和第二槽脊之间的阀盘的支撑表面。该阀盘邻接第一和第二槽脊，并且在阀盘和支撑表面之间限定有间隙。

Description

用于阀盘的额外支撑区域

技术领域

本发明总地来说涉及具有与底阀组件或活塞阀组件一起使用的独特止回阀组件的减振器。更具体地说，本发明涉及具有止回阀组件的减振器，止回阀组件包括阀体上的附加区域，以支撑和保护阀盘免受由于高流体压力造成的损坏。

背景技术

减振器与汽车的悬架系统和其它悬架系统结合使用，以吸收悬架系统运动过程中发生的不需要的振动。为了吸收这些不需要的振动，汽车的减振器通常连接在车辆的簧上质量(车身)和簧下质量(悬架/底盘)之间。

用于汽车的减振器的最普通类型可以是单筒设计或双筒设计的减振器类型。在单筒设计中，活塞位于压力缸内，并通过活塞杆连接到车辆的簧上质量。压力缸连接到车辆的簧下质量。活塞将压力缸分成上工作腔和下工作腔。活塞包括压缩阀和回弹阀，压缩阀在压缩行程过程中限制减振液从下工作腔流动，回弹阀在回弹或伸张行程过程中限制减振液从上工作腔向下工作腔流动。因为压缩阀和回弹阀具有限制减振液流动的能力，所以减振器能产生抵消振动的阻尼力，否则，振动将从簧下质量传输到簧上质量。

在双筒减振器中，储油腔被限定在压力缸和围绕压力缸设置的储油缸之间。底阀组件位于下工作腔和储油腔之间，以控制减振液的流动。活塞的压缩阀被移动到底阀组件，并用压缩止回阀组件代替。除了压缩阀，底阀组件还包括回弹止回阀组件。底阀组件的压缩阀在压缩行程过程中产生阻尼力，活塞的回弹阀在回弹或伸张行程过程中产生阻尼力。压缩和回弹止回阀组件允许流体沿一个方向流动，但是阻止流体沿另一个方向流动；然而，它们都被设计成不产生阻尼力。

在对止回阀组件来说优选为低水平流动节流的应用中，用于提升止回阀盘的工作表面必须被最大化。此外，这种低流动节流水平还需要很轻的盘。当最初评估止回阀组件的设计时，采用具有低刚度的阀弹簧似乎是合理的。这种设计选择由于需要快速的关闭止回阀组件以及当减振器安装在车辆上时需要避免“咯咯”声而被否决。

随着止回阀盘变得更轻更薄，以及流体压力所作用的止回阀盘的区域变得更大，止回阀盘对于促使止回阀组件处于关闭位置的高流体压力变得非常敏感。

止回阀组件的持续发展已经指向降低流动节流的水平而不牺牲止回阀组件对于促使止回阀组件处于关闭位置的高压流体的敏感性。

发明内容

本发明提供关于包括支撑止回阀盘的表面或支撑区域的阀体的技术。表面或支撑区域被设计成将来自高压流体的载荷分散给更大的表面区域，而不是仅两个槽脊(land)，以降低阀盘的不支撑范围。为了最大化对打开止回阀组件起作用的工作表面，在表面或支撑区域和止回阀盘之间提供有间隙。

从下面提供的详细描述中，本发明应用的更多领域将变得明显。应该理解，详细的描述和特定的示例虽然指示本发明的较佳实施例，但是仅以示例性为目的，并且决不意图限制本发明的范围。

附图说明

从详细的描述和附图中，本发明将更加全面地被理解，其中：

图1是包括根据本发明的独特底阀组件的典型汽车的示意性展示；

图2是根据本发明的减振器的侧剖视图；

图3是根据本发明的活塞组件的放大截面图；

图4是图3所示的压缩止回阀组件的分解透视图；

图5是根据本发明的底阀组件的放大截面图；和

图6是图5所示的回弹止回阀组件的分解透视图。

具体实施方式

以下较佳实施例的描述本质上仅是示例性的，并且决不意图限制本发明、其应用或使用。

现在参照附图，其中在整个附图中，相同的附图标记指示相同或对应的部分，图1中示出含有包括根据本发明的独特减振器的悬架系统的车辆，并且车辆总体上由附图标记10指示。车辆10包括后悬架12、前悬架14和车身16。后悬架12具有横向延伸的、适于可操作地支撑车辆10的一对后轮18的后轴组件(未示出)。后轴组件借助一对减振器20和一对螺旋弹簧22可操作地连接到车身16。类似地，前悬架14包括横向延伸的、可操作地支撑车辆10的一对前轮24的前轴组件(未示出)。前轴组件借助第二对减振器26和一对螺旋弹簧28可操作地连接到车身16。减振器20和26用作抑制车辆10的簧下质量(即前悬架12和后悬架14)和簧上质量(即车身16)的相对运动。虽然车辆10被描绘成具有前后轴组件的客车，但是减振器20和26可以用于其它类型的车辆或其它类型的应用，例如包含独立前和/或独立后悬架系统的车辆。进一步，这里使用的“减振器”这个词意味着指示通常意义上的阻尼器，因此包含麦弗逊支柱。

现在参见图2，更详细地示出减振器20。虽然图2仅图示减振器20，但是应该理解减振器26也包括以下描述的用于减振器20的独特阀组件。减振器26仅在它适于连接到车辆10的簧上和簧下质量的方式上不同于减振器20。减振器20包括压力缸30、活塞组件32、活塞杆34、储油缸36和底阀组件38。

压力缸30限定工作腔42。活塞组件32可滑动地设置在压力缸30内，并将工作腔42分成上工作腔44和下工作腔46。密封件48设置在活塞组件32和压力缸30之间，以允许活塞组件32相对于压力缸30滑动，而不产生不适当的摩擦力，并且密封件48从下工作腔46密封上工作腔44。活塞杆34连接到活塞组件32，并穿过上工作腔44和封闭压力缸30上端的上端盖50延伸。密封系统密封上端盖50、储油缸36和活塞杆34之间的界面。活塞杆34的相对于活塞组件32的一端适于固定到车辆10的簧上部分。在活塞组件32在压力缸30内的运动过程中，活塞组件32内的阀控制上工作腔44和下工作腔46之间的流体运动。因为活塞杆34仅通过上工作腔44而不通过下工作腔46延伸，所以活塞组件32相对于压力缸30的运动引起上工作腔44内转移的流体量与下工作腔46内转移的流体量的差异。这种转移的流体量的差异就是公知的“杆体积”，并且杆体积通过底阀组件38流动。

储油缸36围绕压力缸30，以限定位于缸30和36之间的储油腔52。储油缸36的底端由适于连接到车辆10的簧下部分的端盖54封闭。储油缸36的上端连接到上端盖50。底阀组件38设置在下工作腔46和储油腔52之间，以控制腔46和52之间的流体流动。当减振器20在长度上伸张时，由于“杆体积”的概念，在下工作腔46中需要附加的流体量。因此，如下所述，流体将通过底阀组件38从储油腔52向下工作腔46流动。当减振器20在长度上压缩时，由于“杆体积”的概念，过量流体必须从下工作腔46移走。因此，如下所述，流体将通过底阀组件38从下工作腔46向储油腔52流动。

现在参见图3，活塞组件32包括阀体60、压缩止回阀组件62和回弹阀组件64。压缩止回阀组件62靠着活塞杆34上的肩66装配。阀体60靠着压缩止回阀组件62装配，回弹阀组件64靠着阀体60装配。螺母68将这些部件固定在活塞杆34上。

阀体60限定多个压缩通道70和多个回弹通道72。密封件48包括与多个环形槽76紧密配合以允许活塞组件32滑动的多个肋74。

压缩止回阀组件62包括保持架78、阀盘80和弹簧82。保持架78一端邻接肩66，另一端邻接阀体60。阀盘80邻接阀体60，并且保持回弹通道72打开的同时封闭压缩通道70。弹簧82设置在保持架78和阀盘80之间，以将阀盘80偏置到阀体60。在压缩行程过程中，下工作腔46内的流体被加压，使得流体压力作用于阀盘80。当作用于阀盘80的流体压力克服弹簧82的偏置载荷，阀盘80从阀体60分离，以打开压缩通道70，并允许流体从下工作腔向上工作腔流动。典型地，弹簧82仅对阀盘80施加轻的载荷，并且它不对减振器20的阻尼特性做出贡献。在压缩行程过程中的减振器20的阻尼特性由底阀组件38控制，如下所述，底阀组件38调节由于“杆体积”概念造成的从下工作腔46到储油腔52的流体流动。在回弹行程过程中，压缩通道70被阀盘80封闭。

回弹阀组件64包括隔板84、多个阀盘86、保持架88和碟形弹簧90。隔板84螺纹地或可滑动地容纳在活塞杆34上，并设置在阀体60和螺母68之间。隔板84保持阀体60和压缩止回阀组件62，同时在不压缩阀盘80或阀盘86的情况下允许螺母68的固紧。保持架78、阀体60和隔板84提供肩66和螺母68之间的连续固体连接，以易于螺母68到隔板84并因此到活塞杆34的固紧和固定。阀盘86可滑动地容纳在隔板84上，并邻接阀体60，以保持压缩通道70打开的同时封闭回弹通道72。保持架88也可滑动地容纳在隔板84上，并邻接阀盘86。碟形弹簧90装配在隔板84上，并且设置在保持架88和螺纹地容纳在隔板84上的螺母68之间。碟形弹簧90将保持架88偏置在阀盘86上，并将阀盘86偏置在阀体60上。多个阀盘86包括排放盘92、阀盘94、间隔盘96和支点盘98。排放盘92包括至少一个缝100，缝100允许有限的排放流动量绕过回弹阀组件64。支点盘98提供排放盘92、阀盘94和间隔盘96的支点或弯曲点。当流体压力施加到盘92和94上时，它们将在间隔盘96的外围边缘和支点盘98处偏转，以打开回弹阀组件64。垫片102位于螺母68和碟形弹簧90之间，以控制碟形弹簧90的预加载和如下所述的压力释放。因此，回弹阀组件64的释放特征的校正与压缩止回阀组件62的校正分开。

在压缩行程过程中，上工作腔44中的流体被加压，使得流体压力作用于阀盘86。当作用于阀盘86的流体压力克服阀盘86的弯曲载荷时，阀盘86弹性偏转，打开回弹通道72，允许流体从上工作腔44向下工作腔46流动。阀盘86的强度和回弹通道的尺寸将确定减振器20在回弹中的阻尼特性。在阀盘86的偏转之前，流体的可控量通过缝100从上工作腔44向下工作腔46流动，以提供低速可调性。当上工作腔44内的流体压力达到预定水平时，流体压力将克服碟形弹簧90的偏置载荷，引起保持架88和多个阀盘86的轴向运动。保持架88和阀盘86的轴向运动完全打开回弹通道72，因此允许大量减振液通过，产生流体压力的释放，流体压力的释放对于避免对减振器20和/或车辆10的损坏来说是所需的。

现在参见图3和图4，压缩止回阀组件62被设计成提供从下工作腔46到上工作腔44的流体流动的低节流，并被设计成最大化用于提升阀盘80的工作表面。阀体60限定第一槽脊或外槽脊104、第二槽脊或内槽脊106以及设置在外槽脊104和内槽脊106之间的支撑表面108。支撑表面108由邻近内槽脊106的内径110和有圆齿的外表面112限定，以最大化支撑表面108的表面区域，其中有圆齿的外表面112限定多个凹口114，凹口114部分围绕多个回弹通道72中的每个。阀盘80被弹簧82偏置靠在外槽脊104和内槽脊106上。在支撑表面108和阀盘80之间提供有间隙。通过允许下工作腔46中的流体压力作用于阀盘80的位于外槽脊104和内槽脊106之间的表面区域，该间隙在压缩行程过程中最大化工作表面。这为压缩止回阀组件62提供了低水平进口节流。在回弹行程过程中，上工作腔44内的流体压力作用于阀盘80的上表面。由于阀盘80设计得薄，以降低其重量，所以阀盘80将在外槽脊104和内槽脊106之间的区域偏转，以接触支撑表面108，这提供了阀盘80的附加支撑。通过将载荷分配给槽脊104和106以及支撑表面108的整个表面区域，支撑表面108在回弹行程过程中支撑阀盘80，以最小化阀盘80的非支撑范围。

现在参见图5，底阀组件38包括阀体120、进口或回弹止回阀组件122、压缩阀组件124、锁紧螺栓126和锁紧螺母128。阀体120通过压配合或现有技术中其它公知的方法固定在压力缸30和端盖54上。端盖54固定在储油缸36上，并限定允许储油腔52和底阀组件38之间连通的多个流体通道130。阀体120限定多个进口或回弹流体通道132、多个压缩通道134和中心膛138。锁紧螺栓126通过中心膛138延伸，并螺纹接合锁紧螺母128，以将进口阀组件122和压缩阀组件124固定到阀体120上。

回弹止回阀组件122包括阀盘140和阀弹簧142。阀盘140是限定了内膛144的环形部件，以如下所述允许流体流动以达到压缩通道134。阀盘140被阀弹簧142偏置靠在阀体120的上表面，阀弹簧142位于阀盘140和锁紧螺母128之间。阀盘140封闭多个回弹流动通道132。在减振器20的回弹行程过程中，下工作腔46内的流体压力降低，直到储油腔52和进口流体通道132内的流体压力能克服阀弹簧142的偏置力。当阀弹簧142施加的偏置力被作用在阀盘140上的流体压力超过时，阀盘140从阀体120上移开，以允许流体从储油腔52向下工作腔46流动。

压缩阀组件124包括一个或多个中速/高速阀盘150、一个或多个带有孔的节流盘152和一个或多个可变孔排放盘154。盘150、152和154层叠在一起，并与阀体120相邻，同时中速/高速阀盘150邻接阀体120，带有孔的节流盘152邻接中速/高速阀盘150，并且可变孔排放盘154邻接带有孔的节流盘152。盘150、152和154被保持在夹入位于锁紧螺栓126上的肩156和阀体120的下表面之间的位置中间。锁紧螺栓126通过锁紧螺母128固定在阀体120上。

在压缩行程过程中，下工作腔46中的流体压力增加，引起上工作腔44中的流体压力降低，致使下工作腔46和储油腔52之间的压力不平衡。这种压力不平衡将引起流体开始通过由压缩阀组件124限定的低速油流动回路。流体压力在下工作腔46中建立，直到下工作腔46中的流体压力作用于阀盘154并且克服偏转盘154所需的载荷，从而允许下工作腔46和储油腔52之间的流体流动。一旦低速油流动回路被流体流动速率充满，流体压力在下工作腔46中建立，直到作用于中速/高速阀盘150的压力克服偏转盘150所需的载荷，从而允许流体从下工作腔46向储油腔52流动。

现在参见图5和图6，回弹止回阀组件122被设计成提供对于从储油腔52到下工作腔46的流体流动的低节流，并被设计成最大化用于提升阀盘140的工作表面。阀体120限定第一槽脊或外槽脊174、第二槽脊或内槽脊176以及置于外槽脊174和内槽脊176之间的支撑表面178。支撑表面178由邻接内槽脊176的内径180和有圆齿的外表面182限定，以最大化支撑表面178的表面区域，其中有圆齿的外表面182限定多个凹口184，凹口184部分围绕多个回弹通道132中的每个。阀盘140被弹簧142偏置靠在外槽脊174和内槽脊176上。在支撑表面178和阀盘140之间提供有间隙。通过允许储油腔52中的流体压力作用于阀盘140的位于外槽脊174和内槽脊176之间的表面区域，该间隙在回弹行程过程中最大化工作表面。这为回弹止回阀组件122提供了低水平进口节流。在压缩行程过程中，下工作腔46内的流体压力作用于阀盘140的上表面。由于阀盘140设计得薄，以降低其重量，所以阀盘140将在外槽脊174和内槽脊176之间的区域偏转，以接触支撑表面178，这提供了阀盘140的附加支撑。通过将载荷分配给槽脊174和176以及支撑表面178的整个表面区域，支撑表面178在回弹行程过程中支撑阀盘140，以最小化阀盘140的非支撑范围。

本发明的描述本质上仅是示例性的，因此不脱离本发明要点的变动将处于本发明的范围内。这样的变动不认为脱离本发明的精神和范围。

Claims (20)

1、一种阻尼器，包括：

形成工作腔的压力缸；

围绕所述压力缸设置的储油缸，所述储油缸形成在所述压力缸和所述储油缸之间的储油腔；

设置在所述工作腔和所述储油腔之间的底阀组件，所述底阀组件包括：

限定流体通道的阀体，所述阀体限定第一槽脊、从所述第一槽脊径向向内设置的第二槽脊和设置在所述第一和第二槽脊之间的支撑表面；

与所述阀体相邻设置的阀盘，所述阀盘邻接所述第一和第二槽脊，在所述阀盘和所述支撑表面之间形成有间隙。

2、根据权利要求1所述的阻尼器，其中所述第一和第二槽脊在形状上是环形。

3、根据权利要求2所述的阻尼器，进一步包括用于促使所述阀盘朝向所述阀体的偏置件。

4、根据权利要求2所述的阻尼器，其中所述支撑表面限定圆形内边缘。

5、根据权利要求4所述的阻尼器，其中所述支撑表面限定有圆齿的外边缘。

6、根据权利要求2所述的阻尼器，其中所述支撑表面限定有圆齿的外边缘。

7、根据权利要求1所述的阻尼器，进一步包括用于促使所述阀盘朝向所述阀体的偏置件。

8、根据权利要求1所述的阻尼器，其中所述支撑表面限定圆形内边缘。

9、根据权利要求8所述的阻尼器，其中所述支撑表面限定有圆齿的外边缘。

10、根据权利要求1所述的阻尼器，其中所述支撑表面限定有圆齿的外边缘。

11、一种阻尼器，包括：

形成工作腔的压力缸；

设置在所述工作腔内的活塞，所述活塞将所述工作腔分成上工作腔和下工作腔，所述活塞限定第一槽脊、从所述第一槽脊径向向内设置的第二槽脊和设置在所述第一和第二槽脊之间的支撑表面；和

与所述活塞相邻设置的阀盘，所述阀盘邻接所述第一和第二槽脊，在所述阀盘和所述支撑表面之间形成有间隙。

12、根据权利要求11所述的阻尼器，其中所述第一和第二槽脊在形状上是环形。

13、根据权利要求12所述的阻尼器，进一步包括用于促使所述阀盘朝向所述阀体的偏置件。

14、根据权利要求12所述的阻尼器，其中所述支撑表面限定圆形内边缘。

15、根据权利要求14所述的阻尼器，其中所述支撑表面限定有圆齿的外边缘。

16、根据权利要求12所述的阻尼器，其中所述支撑表面限定有圆齿的外边缘。

17、根据权利要求11所述的阻尼器，进一步包括用于促使所述阀盘朝向所述阀体的偏置件。

18、根据权利要求17所述的阻尼器，其中所述支撑表面限定圆形内边缘。

19、根据权利要求18所述的阻尼器，其中所述支撑表面限定有圆齿的外边缘。

20、根据权利要求11所述的阻尼器，其中所述支撑表面限定有圆齿的外边缘。

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