CN205559670U - 一种可变阻尼式减震器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及减震设备领域，尤其涉及一种用于汽车减震的减震器及减震平衡系统。该减震器包括：减震外缸、减震内缸、减震转筒、转筒驱动装置以及活塞系统；减震外缸与减震内缸之间形成外腔，减震内缸内形成内腔；减震转筒套设在减震内缸外，减震内缸的侧壁上设置至少一个内缸孔区，减震转筒的侧壁上设置与内缸孔区相对应的转筒阻尼孔区，通过减震转筒的转动，使内缸孔区关闭或打开，从而能够根据路面及行驶情况来调整减震器的阻尼系数，达到弹簧与阻尼理想的耦合效果，为汽车提供更好的减震。该减震平衡系统包括所述的减震器，以及车轮连接系统与车架高度调节系统，能够根据车架的载重量调节车轮与车架之间的相对距离，使车身始终保持平稳。

Description

一种可变阻尼式减震器

技术领域

本实用新型涉及减震设备领域，尤其涉及一种可变阻尼式减震器。

背景技术

在汽车等各类交通工具上，都配备有减震器，其目的在于抑制吸震弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。在经过不平路面时，虽然吸震弹簧可以过滤路面的震动，但弹簧自身还会有往复运动，而减震器就是用来抑制这种弹簧跳跃的，使车轮很快稳定下来保持与地面有一个稳定持续的附着力。

从工作原理上讲，减震器活塞杆只是拉住被压缩的弹簧，在一定的速度下弹起。当车辆平移至凸起路面时，冲击力作用在较硬的弹簧上，且压缩的弹簧长度不等于地面高度时(弹簧压缩长度+车体上升的高度＝路面凸起高度在这里不包括快速平移抛起的高度)，震动就已经产生，此时减震器还没开始工作。所以，减震器准确的说应是阻尼器，并不具有明显的减震效果只是起稳定作用。

目前车辆大多都采用液力减震器，其工作原理是当车架(或车身)和车桥间震动而出现相对运动时，减震器内的活塞上下移动，减震器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对震动形成阻尼力，使汽车震动能量转化为油液热能，再由减震器吸收散发到大气中。但目前减震器技术存在的问题是阻尼力与弹簧不耦合，阻尼力与弹簧衰减力出入很大，不是出现过阻尼，就是弱阻尼，距离最理想的临界阻尼目标较远。(当阻力使振动物体刚好能不作周期性振动而又能最快地回到平衡位置的情况，为临界阻尼；直 接到达平衡点无振动，且到达时间较长为过阻尼；到达平衡点后还有振动为弱阻尼或无阻尼)。

目前最新出现的磁流变减震技术电磁减震器多数所表现出来的都是使阻尼力与弹簧的关系更加密切配合，使车辆更加平顺有关，但成本造价异常高，普通轿车不会有这样的配置。而且，性能再优越的减震器如果还是在原弹簧的基础上来增加减震效果，即便是弹簧伸张衰减力与阻尼器阻尼力耦合出入达到临界阻尼，也只能是保证了弹簧应有的弹性效果不妨碍弹簧工作，增加车辆的平顺性和稳定性，但不能从根本上降低车辆的震动。

综上，要更进一步避免车辆震动，必须是弹簧压缩长度等于或接近凸起路面的高度，则可保持车体与路面基本平行可解除车辆震动。显然是车辆必须采用超软的弹簧，具有超大压缩行程才会有理想的效果。但是，软的弹簧稳定性非常差，车的左右减震就像天平的左右，遇到强大的弯道离心力、刹车力或急加速力时，车辆重心难以保证。所以为了保证安全性，目前的车企大都采用很硬的弹簧优先保证汽车行驶安全系数，降低了乘坐的舒适性，同时对路面的冲击较大，增加了公路的维修费用，而且会降低通过性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可变阻尼式减震器，能够根据行驶情况改变阻尼系数，从而可以提高行车安全性和舒适性。

本实用新型提供的可变阻尼式减震器，用于汽车减震，包括：减震外缸、减震内缸、转筒组件、转筒驱动装置、活塞系统以及主弹簧；所述减震外缸与所述减震内缸之间形成外腔；所述减震内缸中空，形成内腔；所述活塞系统设置与所述内腔中；所述主弹簧套设于所述减震外缸的外部；

在所述减震内缸的侧壁上由上至下依次设置分流孔区、第一内缸孔区、第二内缸孔区和第三内缸孔区，并在所述内腔中、所述第一内缸孔区 与所述第二内缸孔区之间的位置设置内缸隔板，将所述内腔分为上下两侧；

所述转筒组件包括减震转筒；所述减震转筒套设在所述减震内缸的第一内缸孔区和第二内缸孔区的外部，且所述减震转筒的侧壁设置分别与所述第一内缸孔区和所述第二内缸孔区相对应的第一转筒孔区和第二转筒孔区；所述转筒驱动装置能够驱动所述减震转筒绕所述减震内缸的中心轴转动，关闭或打开所述第一内缸孔区和所述第二内缸孔区；

所述活塞系统包括活塞杆，以及由所述活塞杆由下到上依次穿过的主活塞、浮动活塞和单向过流阀片组件；其中，所述单向过流阀片组件和所述浮动活塞均设置于所述内腔的上侧空间中，所述主活塞设置于内腔的下侧空间中；所述单向过流阀片组件设置在低于所述分流孔区的位置，且与所述减震内缸固定设置，并在所述减震内缸的侧壁上低于所述单向过流阀片组件的位置设置单向过流阀孔；所述单向过流阀片组件与所述浮动活塞之间设置辅助弹簧；

所述主活塞与所述活塞杆固定设置，所述主活塞能够随所述活塞杆同步运动；所述浮动活塞能够沿所述活塞杆上下相对运动。

可选的，所述减震外缸的上端盖及下端盖的中心位置分别设置减震外缸上导筒和减震外缸下导筒，用于限制所述活塞杆的横向位移。

可选的，所述减震外缸的外壁设置减震外缸凸缘，所述活塞杆的底端与车轮连接件连接；所述主弹簧的上下两端分别与所述减震外缸凸缘和所述车轮连接件抵接。

可选的，所述主活塞与所述活塞杆之间采用固定连接或一体结构。

可选的，沿自上至下的方向，所述第二内缸孔区的孔过流量逐渐增大。

可选的，所述转筒驱动装置包括电机、转轴以及转轮，所述转轴的两端分别与所述电机及所述转轮连接；所述减震转筒的外壁设置与所述转轮啮合的齿条。

可选的，所述电机安装于所述减震外缸的外壁上。

可选的，所述减震转筒通过轴承与所述减震内缸的外壁连接。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的减震器，能够根据路面及行驶情况，由车载电脑控制(或由转向机构、刹车机构直接或间接控制)减震转筒的转动，来实现内缸孔区的关闭或打开，从而调整减震器给出弹簧所需要的载荷，使其阻尼系数接近于临界阻尼，达到弹簧与阻尼理想的耦合效果，更好的适应汽车的减震需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的可变阻尼式减震器的结构示意图；

图2为图1所示的减震器的减震内缸的结构示意图；

图3为图1所示的减震器的减震转筒的结构示意图；

图4为图1所示的减震器的活塞系统结构示意图；

附图标记：

100-减震外缸；

101-减震外缸凸缘； 102-减震外缸上导筒；

103-减震外缸下导筒；

200-减震内缸；

201-分流孔区； 202-第一内缸孔区；

203-内缸隔板； 204-第二内缸孔区；

205-第三内缸孔区； 206-单向过流阀孔；

211-第一腔室； 212-第二腔室；

213-第三腔室；

300-转筒组件；

310-减震转筒； 311-第一转筒孔区；

312-第二转筒孔区； 321-上轴承；

322-下轴承；

400-转筒驱动装置；

401-电机； 402-转轴；

403-转轮；

500-活塞系统；

501-活塞杆； 502-单向过流阀片组件；

503-浮动活塞； 504-主活塞；

505-辅助弹簧；

600-主弹簧；

700-车轮连接件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描 述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的可变阻尼式减震器的结构示意图；图2为图1所示的减震器的减震内缸的结构示意图；图3为图1所示的减震器的减震转筒的结构示意图；图4为图1所示的减震器的活塞系统结构示意图。

如图1至图4所示，本实施例中的减震器包括：减震外缸100、减震内缸200、转筒组件300、转筒驱动装置400、活塞系统500和主弹簧600。

减震外缸100与减震内缸200之间形成外腔；减震内缸200中空，形成内腔，活塞系统500设置与所述内腔中。

转筒组件300包括减震转筒310，减震转筒310通过上轴承321和下轴承322与减震内缸200的下部连接，以实现旋转。

沿减震内缸200的轴向，由上至下依次设置分流孔区201、第一内缸孔区202、第二内缸孔区204和第三内缸孔区205，并在内腔中、第一内缸孔区202与第二内缸孔区204之间的位置设置内缸隔板203，将所述内腔分为上内腔和下内腔两部分。在略低于分流孔区201的位置，还设置有单向过流阀孔206。

减震转筒310套设在减震内缸200的第一内缸孔区202及第二内缸孔 区204的外部，且减震转筒310的侧壁设置与第一内缸孔区202和第二内缸孔区204相对应的第一转筒孔区311和第二转筒孔区312。

活塞系统500包括活塞杆501，以及由活塞杆501由下到上依次穿过的主活塞504、浮动活塞503和单向过流阀片组件502。活塞杆501的上端从减震外缸100的上端盖穿出，活塞杆501的下端从减震外缸100的下端盖穿出。

单向过流阀片组件502设置在减震内缸200的分流孔区201与单向过流阀孔206之间的位置，且单向过流阀片组件502与减震内缸200相对固定设置。浮动活塞503设置于上内腔中，由内缸隔板203进行限位。在单向过流阀片组件502与浮动活塞503之间设置具有一定硬度的辅助弹簧505。

其中，单向过流阀片组件502只允许阻尼液从内腔流向外腔；单向过流阀孔206只允许阻尼液从外腔流入内腔。

主活塞504设置在下内腔中，主活塞504与活塞杆501之间采用固定连接或一体结构，使主活塞504能够随活塞杆501同步运动；浮动活塞503能够沿活塞杆501上下相对运动。

减震外缸100的外壁设置减震外缸凸缘101，活塞杆501的底端与车轮连接件700连接；主弹簧600的上下两端分别与减震外缸凸缘101和车轮连接件700抵接。减震外缸100与车身或车架连接。

减震外缸100的上端盖及下端盖的中心位置分别设置减震外缸上导筒102和减震外缸下导筒103，用于限制所述活塞杆501的横向位移。

为了提高减震器的阻尼与弹簧的耦合效果，第二内缸孔区204的孔过流量从上至下逐渐增大；另外，第三内缸孔区205的过流面积及过流量是最大的，它的过流量大于等于主活塞504向上运动时引起的其他一个或多个孔区的过流量的总和，使阻尼液可以及时回流到主活塞504的下方腔室。

转筒驱动装置400包括电机401、转轴402以及转轮403。在减震转筒310的侧壁上设置一段齿条，与转轮403啮合。电机401通过转轴402带动转轮403转动，从而驱动减震转筒310旋转。

主活塞504的初始位置位于第二内缸孔区204与第三内缸孔区205之间的位置，浮动活塞503搭在内缸隔板203上。从而，单向过流阀片组件502与浮动活塞503之间构成第一腔室211，浮动活塞503和主活塞504之间构成第二腔室212，主活塞504与减震内缸200的缸底之间构成第三腔室213。

当车辆直行状态时，主活塞504处在初始位置，第一内缸孔区202和第二内缸孔区204均在开启状态。当车轮与凸起路面接触上行时，车体与车轮做接近运动，主活塞504相对减震内缸200向上运动，由第二内缸孔区204向外腔排放阻尼液。随着主活塞504向上运动，第二内缸孔区204面积逐渐缩小，第二腔室212的压力逐渐升高，阻尼液克服辅助弹簧505的弹力，推开浮动活塞503，由第一内缸孔区202加大向外腔的排放量；同时，外腔的阻尼液通过第三内缸孔区205进入第三腔室214，使主弹簧600压缩。当车轮行至凸起顶端时，主活塞504停止运动，从而主活塞504对第一腔室211的压力消失，辅助弹簧505推动浮动活塞503与内缸隔板203密闭，阻止阻尼液从第一内缸孔区202流出，此时主活塞504终结上行并改为下行。

当车轮驶过凸起顶端下行时，车轮相对车体做远离向下运动，主活塞504相对减震内缸200向下运动，第三腔室213的阻尼液通过第三内缸孔区205排入外腔，再通过第二内缸孔区204进入第二腔室212。由于此时第二内缸孔区204过流较小，使外腔压力升高，从而实现对主弹簧600的抑制弹起作用。随着主活塞504继续下行，第二内缸孔区204的过流量不断增大，主弹簧600的张力不断衰减，此时第二内缸孔区204的过流面积和与主弹簧600压缩伸张量成反比例关系，并且使主弹簧变量与阻尼液在单位 时间内接近常数值，从而给主弹簧一个临界阻尼值。

当车辆行至凹下路面下行时，车轮相对车体做远离运动，主活塞504相对减震内缸200向下运动，第二内缸孔区204的过流孔面积总和接近主活塞504截面面积，第三内缸孔区205的过流面积总和远远大于主活塞504的截面面积，从而保证主活塞504在第三内缸孔区205区间运动，实现最大限度的无阻尼状态，不干涉主弹簧的快速伸张，实现车轮快速行至凹下路面的底部且不失去主弹簧对车体的支撑的目的。

当车辆行驶到弯道时，对于外侧减震器来说，外侧减震器的主弹簧600将承接内侧离心力转移过来的内侧减震器的主弹簧逐渐减少的重量，因此将造呈外侧减震器的主弹簧被大幅压缩，车体大幅下沉，主活塞504相对减震内缸200具有大幅向上的趋势。所有快速运动车辆在弯道中，外侧减震器的主弹簧要承受整车约百分之六十以上的重量。

为了阻止这种趋势，减震转筒310转动关闭，使第一内缸孔区202和第二内缸孔区204封闭，实现第一内缸孔区202和第二内缸孔区204所对应区域内的内腔保压。当这种趋势发生时，离心力叠加的重量作用在主活塞504，使第一内缸孔区202和第二内缸孔区204这段区域内的内缸油液压力传递给浮动活塞503，使辅助弹簧505受力，协同主弹簧600承载车重来保证车身不侧倾。此时当外侧遇有凸起路面上行时，主活塞504相对减震内缸200向上运动，并在阻尼液的作用下使浮动活塞503从动，主活塞504和浮动活塞503之间相对距离不改变并同时上下，阻尼液推动浮动活塞503上移并压缩辅助弹簧505，第一腔室211缩小，阻尼液从分流孔区201排出至外腔。主活塞504的上行使第三腔室213增大，外腔的阻尼液通过第三内缸孔区205进入第三腔室213。

当车轮上行至凸起顶端，主活塞504静止一瞬间，第一腔室211内无压，分流孔区201停止排放阻尼液，单向过流阀片组件502关闭，至此上行结束。

当越过凸起顶端下行时，单向过流阀片组件502关闭且分流孔区201封闭，主弹簧600随车轮下行相对远离车体，向下运动的主活塞504也相对减震内缸200向下运动，阻尼液只能从单向过流阀孔206进入第一腔室211，相对应的辅助弹簧505和主弹簧600均储存了巨大的压缩力，此时单向过流阀孔206给出很小的过流量，辅助弹簧505的伸张力推动浮动活塞503和主活塞504相对减震内缸200有向下运动趋势。由于单向过流阀孔206的过流较小，从而造成第三腔室213连同外腔压力升高。辅助弹簧505和主弹簧600张力大且单向过流阀孔206过流小，相互制约相互作用的结果得到精确的阻尼值，保证主活塞504和活塞杆501所需要运动速度，满足汽车安全平稳众多技术指标。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种可变阻尼式减震器，用于汽车减震，其特征在于，包括：减震外缸、减震内缸、转筒组件、转筒驱动装置、活塞系统以及主弹簧；所述减震外缸与所述减震内缸之间形成外腔；所述减震内缸中空，形成内腔；所述活塞系统设置与所述内腔中；所述主弹簧套设于所述减震外缸的外部；

在所述减震内缸的侧壁上由上至下依次设置分流孔区、第一内缸孔区、第二内缸孔区和第三内缸孔区，并在所述内腔中、所述第一内缸孔区与所述第二内缸孔区之间的位置设置内缸隔板，将所述内腔分为上下两侧；

所述转筒组件包括减震转筒；所述减震转筒套设在所述减震内缸的第一内缸孔区和第二内缸孔区的外部，且所述减震转筒的侧壁设置分别与所述第一内缸孔区和所述第二内缸孔区相对应的第一转筒孔区和第二转筒孔区；所述转筒驱动装置能够驱动所述减震转筒绕所述减震内缸的中心轴转动，关闭或打开所述第一内缸孔区和所述第二内缸孔区；

所述活塞系统包括活塞杆，以及由所述活塞杆由下到上依次穿过的主活塞、浮动活塞和单向过流阀片组件；其中，所述单向过流阀片组件和所述浮动活塞均设置于所述内腔的上侧空间中，所述主活塞设置于所述内腔的下侧空间中；所述单向过流阀片组件设置在低于所述分流孔区的位置，且与所述减震内缸固定设置，并在所述减震内缸的侧壁上低于所述单向过流阀片组件的位置设置单向过流阀孔；所述单向过流阀片组件与所述浮动活塞之间设置辅助弹簧；

所述主活塞与所述活塞杆固定设置，所述主活塞能够随所述活塞杆同步运动；所述浮动活塞能够沿所述活塞杆上下相对运动。

2.根据权利要求1所述的可变阻尼式减震器，其特征在于，所述减震外缸的上端盖及下端盖的中心位置分别设置减震外缸上导筒和减震外缸下导筒，用于限制所述活塞杆的横向位移。

3.根据权利要求1所述的可变阻尼式减震器，其特征在于，所述减震外缸的外壁设置减震外缸凸缘，所述活塞杆的底端与车轮连接件连接；所述主弹簧的上下两端分别与所述减震外缸凸缘和所述车轮连接件抵接。

4.根据权利要求1所述的可变阻尼式减震器，其特征在于，所述主活塞与所述活塞杆之间采用固定连接或一体结构。

5.根据权利要求1所述的可变阻尼式减震器，其特征在于，沿自上至下的方向，所述第二内缸孔区的孔过流量逐渐增大。

6.根据权利要求1所述的可变阻尼式减震器，其特征在于，所述转筒驱动装置包括电机、转轴以及转轮，所述转轴的两端分别与所述电机及所述转轮连接；所述减震转筒的外壁设置与所述转轮啮合的齿条。

7.根据权利要求6所述的可变阻尼式减震器，其特征在于，所述电机安装于所述减震外缸的外壁上。

8.根据权利要求1所述的可变阻尼式减震器，其特征在于，所述减震转筒通过轴承与所述减震内缸的外壁连接。