CN1932326B - 阻尼器 - Google Patents

Abstract

减震器活塞具有上半部分、下半部分和设置在上半部分和下半部分之间的调节盘。调节盘上开口的设计，使得在减震器的压缩和扩展运动期间，可选择单独地调节高低速阻尼特性。

Description

阻尼器

本申请要求了于2005年6月21日提交的、申请号为60/692434的美国临时申请的权益。上述申请的公开内容被包括在此作为参考。 

技术领域

本申请/专利通常涉及应用于悬架系统如机动车辆悬架系统的液压阻尼器或者减震器。本申请/专利尤其涉及多构件活塞，其中活塞的构件能够被单独地选择以调节排放限制和/或高速限制。 

背景技术

本部分的表述仅提供涉及现有公开内容且可能不构成现有技术的背景信息。 

减震器用于连接汽车悬架系统，以吸收在驾驶期间产生的有害震动。减震器通常连接在汽车的带弹簧部分(车体)与非弹簧部分(车轮)之间。活塞位于由减震器压力缸限定的工作腔内，其中活塞通过活塞杆连接到汽车的带弹簧部分。压力缸通过现有技术中的一种已知方法中连接到车辆的非弹簧部分。由于活塞能够通过阀来限制阻尼流体在活塞相对侧面之间流动，因而当减震器被压缩或扩展时，减震器能够产生阻尼力，以减缓在汽车的非弹簧部分与带弹簧部分之间传输的有害震动。 

减震器已经发展到可根据压力缸内活塞的速度或加速度来提供不同的阻尼特性。由于压降与流速之间的指数关系，在相对低的活塞速度下，尤其在接近于零的速度下，难以获得阻尼力。低速阻尼力对车辆操作很重要，因为大部分车辆操作活动是在低车体速度下进行控制的。当活塞速度增加时，对通过活塞产生的宽压力范围上的阻尼力进行控制也很重要。 

用于在活塞低速运动期间调节减震器的各种现有技术系统，已集成为一 种液压流体的排放流动。在具有这种集成排放流动的活塞阀中，可能有各种替换方式包含于所述排放流动中。通过利用位于邻近密封区域的柔性盘上的节流口各凹口，或者利用直接位于密封区域自身中的节流口各凹口，可形成固定的低速排放节流口。另一种替换是包括直排放孔，该直排放孔末端为马蹄形或圆形的阀面，使用低速阀盘来关闭该阀面。已发现横向钻孔的设计在液压流体噪音方面具有稍好的性能，但横向钻孔的设置，自身不适于大批量生产的经济。另外，因为各排放孔的数量和直径为调节参数，要使用横向钻孔，就不得不需要为不同的应用而设计不同的活塞。这个事实还增加了与减震器大量生产相关的复杂性。 

发明内容

减震器活塞具有上半部分组件和下半部分组件。盘件位于上下半部分组件之间。该盘件被制作成形用来限制贯穿上下半部分组件的各流动通道。该盘件的形状控制对于排放流动和/或高速流动的调节。这考虑到具有多种应用的普通上下半部分组件，而所述盘件是用于专门应用所特有的唯一构件。 

通过在此提供的描述，更多的应用领域将变得显而易见。应理解的是，这里的描述和具体实施例的目的仅用于说明，而非用于限制本发明的范围。 

附图说明

在此所描述的附图仅用于说明的目的，而非用于以任何方式限制本发明的范围。 

图1是具有减震器的汽车的图例，该减震器包括根据本发明的活塞设计。 

图2是图1中减震器的局部截面侧视图，该减震器包括根据本发明的活塞设计。 

图3是图2所示减震器中活塞组件的放大的局部截面侧视图。 

图4是图3所示活塞的部分去除透视图； 

图5是图3所示活塞的分解透视图；和， 

图6是图3-5所示调节盘的平面视图。 

具体实施方式

以下描述实际上仅为示例性的，而非用于限制本发明的公开、应用或使用。图1中显示了包括一具有若干减震器的悬架系统的车辆，每个减震器包括根据本发明的活塞组件，并且该车辆通常以参考标号10表示。车辆10包括后悬架12、前悬架14和车体16。后悬架12具有适用于有效支撑一对后轮18的横向延伸的后轴组件(未示出)。所述后轴通过一对减震器20和一对弹簧22连接到车体16上。类似的，前悬架14包括横向延伸的前轴组件(未示出)用以有效支持一对前轮24。所述前轴组件通过一对减震器26和一对弹簧28连接到车体16上。减震器20、26用于减缓车辆10的非弹簧部分(即前后悬架12、14)相对于带弹簧部分(即车体16)的相对运动。虽然车辆10被描述为具有前后轴组件的客车，但减震器20、26也可以用于其它类型的车辆或者其它类型的应用，包括但不限于具有非独立前悬架和/或非独立后悬架的车辆、具有独立前悬架和/或独立后悬架的车辆，或其它现有技术中已知的悬架系统。进一步地，在此使用的术语“减震器”是指通常的阻尼器，从而将包括麦弗逊支柱和其它现有技术中已知的各阻尼器设计。 

现在参见图2来更详细地描述减震器20。虽然图2仅描述了减震器20，但应理解的是，减震器26也包括根据本发明的多构件活塞。减震器26与减震器20的不同，仅在于其适配以连接到车辆10的带弹簧部分和非弹簧部分的方式。减震器20包括压力缸30、活塞组件32和活塞杆34。虽然具有活塞组件32的减震器20被图示为单管减震器，但活塞组件32也可用于双管或多管减震器。 

压力缸30限定了工作腔42。活塞组件32被可滑动地设置在压力缸30内并且将工作腔42分为上工作腔44和下工作腔46。密封件48设置在活塞组件32与压力缸30之间，以允许活塞组件32相对于压力缸30滑动而不会 产生过度的摩擦力，同时密封隔离上工作腔44与下工作腔46。活塞杆34连接到活塞组件32上，并且贯穿上工作腔44以及封闭压力缸30上端的上端帽或杆导向件50。密封系统52密封了杆导向件50、压力缸30和活塞杆34之间的内表面。活塞杆34与活塞组件32相对的末端被适配以紧固车辆10的带弹簧部分。压力缸30与杆导向件50相对的末端被适配以连接到车辆10的非弹簧部分。在活塞组件32在压力缸内部作扩展运动期间，活塞组件32的阀扩展调节控制流体在上工作腔44与下工作腔46之间的运动。在活塞组件32在压力缸内部作压缩运动期间，活塞组件32的阀压缩调节控制流体在下工作腔46与上工作腔44之间的运动。 

参见图2-6，对活塞组件32进行了更详细的说明。活塞组件32包括压缩阀组件60、多构件活塞体62和扩展阀组件64。活塞杆34限定了减小直径的部分66，其上设置多构件活塞体62和扩展阀组件64。螺母68将活塞组件32紧固在活塞杆34的部分66上，其中压缩阀组件60延伸到活塞杆34上，多构件活塞体62邻接位于活塞杆34上的台肩并邻接压缩阀组件60，扩展阀组件64邻接多构件活塞体62，螺母68邻接扩展阀组件64和多构件活塞体62。 

压缩阀组件60包括排放流动止回阀70和阻尼阀72。排放流动止回阀70包括排放盘74和排放弹簧76。排放盘74覆盖多个延伸进入多构件活塞体62的排放通道78。排放弹簧76在排放盘74与形成在活塞杆34中的凹槽80之间延伸。排放弹簧76使得排放盘74靠向多构件活塞体62以防止流体从上工作腔44流入下工作腔46，而由于下面详述的排放弹簧76的压缩，允许流体从下工作腔46流入上工作腔44。 

阻尼阀72包括阻尼盘82、环形护盖84、一个或多个偏置元件86、一个或多个垫板88和挡板90。阻尼盘82覆盖了多个延伸进入多构件活塞体62中的压缩通道92。环形护盖84邻接阻尼盘82的侧面而与多构件活塞体62相对。一个或多个偏置元件86与环形护盖84接合，并使得环形护盖84与阻尼盘82接合，以使得阻尼盘82靠向多构件活塞体62。一个或多个垫 板88被置于一个或多个偏置元件86与挡板90之间，通过焊接、止动环、或其他现有技术中的已知装置，将挡板90紧固在活塞杆34上。在一个压缩冲程中，挡板90的位置决定了由一个或多个偏置元件86所施加偏置载荷以及减震器20的阻尼特性。由于一个或多个偏置元件86的偏置而导致的阻尼盘82的移位，使得阻尼盘82阻止流体从上工作腔44流入下工作腔46但允许流体从下工作腔46流入上工作腔44。 

扩展阀组件64包括排放流动止回阀100和阻尼阀102。排放流动止回阀100包括排放盘104和排放弹簧106。排放盘104覆盖了多个延伸进入多构件活塞体62的扩展排放通道108。排放弹簧106在排放盘104与形成在螺母68中的凹槽110之间延伸。排放弹簧106使得排放盘104靠向多构件活塞体62以防止流体从下工作腔46流入上工作腔44，但由于下面详述的排放弹簧106的压缩，允许流体从上工作腔44流入到下工作腔46。 

阻尼阀102包括阻尼盘112、环形护盖114、一个或多个偏置元件116、一个或多个垫板118和挡板120。阻尼盘112覆盖了多个延伸进入多构件活塞体62的延伸排放通道122。环形护盖114邻接阻尼盘112的侧面而与多构件活塞体62相对。一个或多个偏置元件116与环形护盖114接合，并使得环形护盖114与阻尼盘112接合，以使得阻尼盘112靠向多构件活塞体62。一个或多个垫板118位于一个或多个偏置元件116与挡板120之间。通过焊接、止动环、或其他现有技术中的已知装置，将挡板120紧固在螺母68上。在一个扩展冲程中，挡板120的位置决定了由一个或多个偏置元件116所施加的偏置载荷以及减震器20的阻尼特性。由于一个或多个偏置元件116的偏置而导致的阻尼盘112的移位，使得阻尼盘112阻止流体从下工作腔46流入上工作腔44但允许流体从上工作腔44流入下工作腔46。 

多构件活塞体62包括反弹侧护盖130、压缩侧护盖132和调节盘134。反弹侧护盖130限定了多个扩展通道入口122a、多个压缩通道出口92b和多个压缩排放通道78。压缩侧护盖132限定了多个压缩通道入口92a、多个扩展通道出口122b和多个扩展排放通道108。调节盘134被设置在反弹侧护 盖130与压缩侧护盖132之间，并且调节盘134的形状还决定了减震器20的阻尼特性。 

现在参考图6，调节盘134限定了多个压缩排放通道开口78c、多个扩展排放通道开口108c、多个压缩开口92c和多个扩展开口122c。当正确组装时，压缩排放通道开口78c与多个压缩排放通道78对准，多个扩展排放通道开口108c与多个扩展排放通道108对准，多个压缩开口92c与多个压缩通道92对准，且多个扩展开口122c与多个扩展通道122对准。为了保持上述开口与其相应通道对准，应包括各种定向装置。可使用一种特定装配工具(非示出)来直接确定所述各部件的方向，并随后进行封边处理，例如装配密封件48。在活塞组件32的处理和装配期间，密封件48将作为保持装置，使各组件保持具有正确定向的装配状态。一个或多个突齿140可以形成在调节盘134中。突齿140可设计为用来接合反弹侧护盖130内的一个或多个孔(未示出)和压缩侧护盖132中的一个或多个孔(未示出)，以提供正确的定向。在突齿140及其相应的孔之间，可采用轻过盈装配，以使得可能进一步处理活塞组件32。此外，或作为过盈装配的一种替换，可使用密封件48以保持各组件的定向。 

在减震器20的一个压缩冲程期间，下工作腔46的流体压力增加而上工作腔44中的流体压力减小。这种流体压力差异，会朝向使排放盘74和阻尼盘82从多构件活塞体62上移开的方向对排放盘74和阻尼盘82产生作用。这种流体压力差异还对排放盘104和阻尼盘112产生作用，使得排放盘104和阻尼盘112与多构件活塞体62接合。在具有相对低的流体压力差的情况下，由于排放弹簧76的压缩使得排放盘74将从多构件活塞体62上移开。排放弹簧76被设计为用来仅向排放盘74施加轻微压力，从而容易地让流体排放流动而通过排放盘74。流体将从下工作腔46经由多个压缩通道入口92a、多个压缩排放通道开口78c、多个压缩排放通道78流过排放盘74并进入上工作腔44。当所述流体压力差增加时，由于一个或多个偏置元件86的偏置，阻尼盘82将最终从多构件活塞体62上移开，流体也将从下工作腔 46经由多个压缩入口92a、多个压缩开口92c、多个压缩通道出口92b流过阻尼盘82并进入上工作腔44。 

在压缩冲程中，减震器20的阻尼特性由排放弹簧76、一个或多个偏置元件86、调节盘134的厚度、压缩排放通道开口78c的尺寸和压缩开口92c的尺寸决定。排放弹簧76、调节盘134的厚度和压缩排放通道开口78c的尺寸将在压缩冲程中决定减震器20的低速度或排放流动阻尼特性。一个或多个偏置元件86和压缩开口92c的尺寸将在压缩冲程中决定减震器20的高速度或高流动阻尼特性。 

在减震器20的一个扩展冲程或反弹冲程期间，上工作腔44的流体压力增加而下工作腔46中的流体压力减小。这种流体压力差异，会朝向使排放盘104和阻尼盘112从多构件活塞体62上移开的方向对排放盘104和阻尼盘112产生作用。这种流体压力差异还对排放盘74和阻尼盘82产生作用，使得排放盘74和阻尼盘82与多构件活塞体62接合。在具有相对低的流体压力差别的情况下，由于排放弹簧106的压缩使得排放盘104将从多构件活塞体62上移开。排放弹簧106被设计为用来仅向排放盘104施加轻微压力，从而容易地让流体排放流动而通过排放盘104。流体将从上工作腔44经由多个扩展通道入口122a、多个扩展排放通道开口108c、多个扩展排放通道108、流过排放盘104并进入下工作腔46。当所述流体压力差别增加时，由于一个或多个偏置元件116的偏置，阻尼盘112将最终从多构件活塞体62上移开，流体也将从上工作腔44经由多个扩展入口122a、多个扩展开口122c、多个扩展通道出口122b流过阻尼盘112并进入下工作腔46。 

在反弹或扩展冲程中，减震器20的阻尼特性由排放弹簧106、一个或多个偏置元件116、调节盘134的厚度、扩展排放通道开口108c的尺寸和扩展开口122c的尺寸决定。排放弹簧106、调节盘134的厚度和扩展排放通道开口108c的尺寸将在反弹冲程中决定减震器20的低速度或排放流动阻尼特性。一个或多个偏置元件116和扩展开口122c的尺寸将在反弹冲程中决定减震器20的高速度或高流动阻尼特性。 

当调节减震器20时，提供一个通常的排放流动通道200可能是有利的，该通道在减震器20的压缩和扩展冲程中一直打开。图6以虚线示出了排放流动通道200，该通道在减震器20的压缩和反弹冲程中允许流体在上下工作腔44和46之间流动。 

另一个选择将是包括如图6虚线示出的连接排放流动通道202。在没有连接排放流动通道202的情况下，则如上面论述的那样得到具有两个止回阀的通常的关闭的排放设计。 

在包括连接排放流动通道202的情况下，排放流动的设计提供了附加的特征。在很低的扩展或反弹速度下，通过扩展排放通道108的流动产生低的压降。所述工作腔中的排放压力低于排放盘104移位的所需压力。因而，扩展或反弹冲程中的流动路径将进入扩展排放通道108c，经过连接排放流动通道202、压缩排放流动通道78c、压缩开口92c，并且通过压缩入口92a来提供排放流动。可以通过扩展排放通道108c、连接排放流动通道202和压缩排放流动通道78c的尺寸来控制排放流动的量。当扩展或反弹速度增加时，将达到排放盘104移位的所需压力，并且排放流动将如上述的那样继续。 

这样，通过改变调节盘134的设计，多构件活塞体62允许对压缩排放流动、压缩阻尼、反弹排放流动和反弹阻尼来进行单独调节。由于通过调节盘134的设计来选择具体的调节需求，这允许将相同的反弹侧护盖130和压缩侧护盖132用于不同的应用中。另外，更多的调节需求可以通过使用不同的偏置元件86和/或112来选择，但仍然可使用普通的侧护盖130和132。 

Claims (19)

1.阻尼器，包括：

形成工作腔的压力缸；

设置在所述压力缸中的活塞组件，所述活塞组件将所述工作腔分成上工作腔和下工作腔，所述活塞组件包括：

第一护盖；

延伸贯穿所述第一护盖的多个第一流体通道；

第二护盖；

延伸贯穿所述第二护盖的多个第二流体通道，所述多个第二流体通道的每个与所述多个第一流体通道中的相应一个对准；

设置在所述第一护盖和所述第二护盖之间的调节盘，所述调节盘控制所述对准的流体通道之间的流体流动以限定所述阻尼器的阻尼特性。

2.根据权利要求1所述的阻尼器，其中所述对准的流体通道在所述上下工作腔之间延伸，所述对准的流体通道延伸贯穿所述第一护盖、所述第二护盖和所述调节盘。

3.根据权利要求1所述的阻尼器，其中所述对准的流体通道包括：

在所述上下工作腔之间延伸第一组通道，所述第一组通道贯穿所述第一护盖、所述第二护盖和所述调节盘；和

与所述第一护盖相邻而置的第一阀组件，所述第一阀组件关闭至少一个所述第一组通道。

4.如权利要求3所述的阻尼器，其中所述第一阀组件包括：

与所述第一护盖相邻的第一阀板；和

促使所述第一阀板朝向所述第一护盖的第一偏置元件。

5.如权利要求4所述的阻尼器，其中所述第一阀组件包括：

与所述第一护盖相邻的第二阀板；和

促使所述第二阀板朝向所述第一护盖的第二偏置元件。

6.根据权利要求3所述的阻尼器，其中所述对准的流体通道包括：

在所述上下工作腔之间延伸的第二组通道，所述第二组通道贯穿所述第一护盖、所述第二护盖和所述调节盘；和

与所述第二护盖相邻而置的第二阀组件，所述第二阀组件关闭至少一个所述第二组通道。

7.如权利要求6所述的阻尼器，其中所述第二阀组件包括：

与所述第二护盖相邻的第一阀板；和

促使所述第一阀板朝向所述第二护盖的第一偏置元件。

8.如权利要求7所述的阻尼器，其中所述第二阀组件包括：

与所述第二护盖相邻的第二阀板；和

促使所述第二阀板朝向所述第二护盖的第二偏置元件。

9.根据权利要求1所述的阻尼器，进一步包括用于相对于所述第一和第二护盖来对所述调节盘进行定向的装置。

10.根据权利要求9所述的阻尼器，其中所述对准的流动通道在所述上下工作腔之间延伸，所述对准的流动通道贯穿所述第一护盖、所述第二护盖和所述调节盘。

11.根据权利要求9所述的阻尼器，其中所述对准的流体通道包括：

在所述上下工作腔之间延伸的第一组通道，所述第一组通道贯穿所述第一护盖、所述第二护盖和所述调节盘；和

与所述第一护盖相邻而置的第一阀组件，所述第一阀组件关闭至少一个所述第一组通道。

12.根据权利要求11所述的阻尼器，其中所述对准的流体通道包括：

在上下工作腔之间延伸的第二组通道，所述第二组通道贯穿所述第一护盖、所述第二护盖和所述调节盘；和

与所述第二护盖相邻而置的第二阀组件，所述第二阀组件关闭至少一个所述第二组通道。

13.根据权利要求1所述的阻尼器，进一步包括用于将所述活塞组件保持在组装状态的装置。

14.根据权利要求13所述的阻尼器，其中所述对准的流体通道在所述上下工作腔之间延伸，所述对准的流体通道贯穿所述第一护盖、所述第二护盖和所述调节盘。

15.根据权利要求13所述的阻尼器，其中所述对准的流体通道包括：

在所述上下工作腔之间延伸的第一组通道，所述第一组通道贯穿所述第一护盖、所述第二护盖和所述调节盘；和

与所述第一护盖相邻而置的第一阀组件，所述第一阀组件关闭至少一个所述第一组通道。

16.根据权利要求15所述的阻尼器，其中所述对准的流体通道包括：

在所述上下工作腔之间延伸的第二组通道，所述第二组通道贯穿所述第一护盖、所述第二护盖和所述调节盘；和

与所述第二护盖相邻而置的第二阀组件，所述第二阀组件关闭至少一个所述第二组通道。

17.根据权利要求1所述的阻尼器，进一步包括在所述上工作腔与下工作腔之间延伸的排放通道，所述调节盘限定所述排放通道的尺寸。

18.根据权利要求9所述的阻尼器，进一步包括在所述上工作腔与下工作腔之间延伸的排放通道，所述调节盘限定所述排放通道的尺寸。

19.根据权利要求13所述的阻尼器，进一步包括在所述上工作腔与下工作腔之间延伸的排放通道，所述调节盘限定所述排放通道的尺寸。