CN208057799U - 一种阻尼无级可调减振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阻尼无级可调减振器，包括步进电机、减振器盖、活塞杆、控制杆、活塞阀总成、弹簧调节块、工作缸筒、储油缸筒和底阀总成，工作缸筒穿设于储油缸筒的内部，工作缸筒的端部与底阀总成相连；减振器盖与储油缸筒的端部相连，控制杆的端部与步进电机相连，控制杆穿过活塞杆的内部与弹簧调节块螺纹连接，活塞杆的端部与步进电机相连，活塞杆的另一端穿过减振器盖与弹簧调节块相连，活塞阀总成套设于活塞杆上并与弹簧调节块相连；步进电机工作过程中带动控制杆旋转，弹簧调节块在控制杆转动过程中推动活塞阀总成沿工作缸筒的内壁上下移动。

Description

一种阻尼无级可调减振器

技术领域

本实用新型属于液压减振器技术领域，具体涉及一种阻尼无级可调减振器。

背景技术

现代汽车正朝着安全、舒适、节能、环保、智能化的方向发展，人们对汽车的舒适性和整体品质的追求日益提升。汽车悬架系统的设计必须满足行驶平顺性和操纵稳定性的要求，然而车在行驶过程中，其平顺性和操纵稳定性对悬架参数的要求是不同的，从平顺性角度来考虑，需要悬架具有较软的特性，而从操纵稳定角度考虑，需要较硬的悬架。悬架的软和硬的特性主要受到减振器的影响。常见的车辆悬架用的减振器中设置有伸张阀、压缩阀、补偿阀和流通阀。减振器阻尼的大小取决于各阀件阀片组弹性的大小，一旦将各阀片组调整安装好后，该减振器各阀件的阻尼特性以及整体减振性能就随之确定，因此悬架系统适应路面状况变化的能力也已确定。当路面状况变化超出悬架系统适应范围时，其阻尼力会偏大或偏小而达不到最佳的减振效果，更不能依据工况变化而自动调整，因而不能同时兼顾车辆的舒适性与操纵稳定性。

现有的阻尼可调减振器形式有很多种，如外置电磁阀式减振器、磁流变减振器、电流变减振器及可变阻尼孔式减振器等，其改变减振器中的阻尼特性的方法主要可归纳为几点，一是增加额外的流体介质通道，二是通过改变流体介质的物理特性来实现，三是通过改变节流孔的面积来实现。然而，以上减振器内部结构结构复杂，制造难度大，成本较高。所以国内还没有广泛地应用于实车上的可变(或可调)阻尼减振器，因此，研制出性价比相对较高、适用于普通汽车的半主动悬架的可变阻尼减振器，对推进我国半主动悬架技术的进步和实车应用方面具有十分重要的意义。

现有的常三级阻尼可调减振器中，活塞杆为空心管，在空心管内安装一个控制杆，活塞头部加工径向阻尼孔，当控制杆转动时，可以改变径向阻尼孔的大小。可由驾驶员手动调节控制杆来选择阻尼级，也可以由微型直流电机根据传感器信号自动调节控制杆来选择阻尼级。缺点在于成本较高，误码率较高且反应速度慢等。部分产品将电机置于活塞杆中，使得活塞杆的机械强度大幅降低，同时制造和装配十分困难，良品率偏低。步进电机的体积受到活塞杆体积的限制，通过对现有的步进电机的调研发现，相同输出扭矩的电机，其体积越小，价格越昂贵，电机的寿命越短。

现有部分减振器的结构主要由步进电机、活塞杆、转动阀杆、活塞以及各缸体等构成，其主要特点为在传统双筒减振器油液流通的基础上，在活塞杆上加入了连通工作缸上下腔的可调节流孔，实现阻尼可调。具体工作时，通过转动阀杆控制阻尼孔的开度，从而变换减振器内节流孔的流通面积，进而控制减振器阻尼力为所需的大小。

不足之处在于：1、由于该减振器的节流孔采用的全部都是圆形的通孔，在调节其油液流量时，油液流量变化的变换规律不易控制，并且会产生骤开或骤停的现象，使得油液流量变化不连续，进而影响汽车平顺性和操纵稳定性。2、其在活塞杆和活塞中部增加油液流道，必然增大了加工制造的困难，同时降低了活塞的机械强度，减振器的寿命必然受到影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种结构简单，能保证减振器可靠性的同时减少制造成本，具有较强活塞机械强度，能实现自动调节阻尼，拥有较强稳定性与操纵性的可调减振器。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种阻尼无级可调减振器，包括步进电机、减振器盖、活塞杆、控制杆、活塞阀总成、弹簧调节块、工作缸筒、储油缸筒和底阀总成，工作缸筒穿设于储油缸筒的内部，工作缸筒的端部与底阀总成相连；减振器盖与储油缸筒的端部相连，控制杆的端部与步进电机相连，控制杆穿过活塞杆的内部与弹簧调节块螺纹连接，活塞杆的端部与步进电机相连，活塞杆的另一端穿过减振器盖与弹簧调节块相连，活塞阀总成套设于活塞杆上并与弹簧调节块相连；步进电机工作过程中带动控制杆旋转，弹簧调节块在控制杆转动过程中推动活塞阀总成沿工作缸筒的内壁上下移动。

优选地，所述活塞阀总成包括活塞阀阀体、流通阀、复原阀、活塞阀座、复原阀弹簧、流通阀通孔和复原阀通孔，流通阀通孔和复原阀通孔平行设于活塞阀阀体内部，流通阀和复原阀位于流通阀通孔的两端，复原阀弹簧位于复原阀与弹簧调节块之间；活塞阀阀体将储油缸筒内部分为复原腔和压缩腔，阀体向复原腔移动过程中，复原阀打开，复原腔中的液压油通过复原阀通孔进入压缩腔，活塞阀阀体向压缩腔运动过程中，复原阀关闭，流通阀打开，压缩腔中的液压油通过流通阀通孔进入复原腔。

优选地，所述底阀总成包括底阀阀体、补偿阀弹簧、补偿阀、压缩阀座和压缩阀，底阀阀体上设有补偿阀通孔和压缩阀通孔，补偿阀位于补偿阀通孔的上部，补偿阀通过补偿阀弹簧与底阀阀体相连，压缩阀位于压缩阀通孔的底部。

优选地，所述储油缸筒内部设有密封件和导向装置，密封件的上部与减振器盖相连，密封件的下部与导向装置贴合，导向装置的另一面与工作缸筒相连。

优选地，所述活塞杆上还设有防尘罩，防尘罩上安装有端部连接环。

优选地，所述控制杆的端部还设有控制杆螺帽，控制杆螺帽与弹簧调节块贴合。

优选地，所述步进电机上还连接有微处理器，微处理器控制步进电机的正反转。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所提供的一种阻尼无级可调减振器，可以通过对普通双筒液压减振器的简单改造获得，无需增加额外的油液流道和电磁阀等易损元件，可靠性高。它通过对复原阀弹簧开阀压力的主动控制实现对减振器阻尼的主动控制，结构简单紧凑、易控制、成本低，而且阻尼力调节快速，有利于汽车悬挂的半主动控制。

2、本实用新型适用于汽车垂向半主动控制，以改善乘坐舒适性；也适用于高速列车横向半主动控制，以改善机车车辆的横向稳定性和舒适性。

3、对于使用时间较长的减振器，其复原阀弹簧易发生疲劳损耗，本实用新型可对其进行损耗补偿，延长减振器寿命。

附图说明

图1是本实用新型一种阻尼无级可调减振器的结构示意图；

图2是本实用新型图1中A-A方向的剖面示意图；

图3是本实用新型阻尼调节原理示意图。

附图标记说明：1、端部连接环；2、步进电机；3、减振器盖；4、密封件；5、导向装置；6、活塞杆；7、控制杆；8、活塞阀总成；10、弹簧调节块；11、控制杆螺帽；12、工作缸筒；13、复原腔；14、储油缸筒；15、压缩腔；16、底阀总成；81、流通阀；82、复原阀；83、活塞阀座；84、复原阀弹簧；85、流通阀通孔；86、复原阀通孔；161、补偿阀弹簧；162、补偿阀；163、压缩阀座；164、压缩阀；165、补偿阀通孔；166、压缩阀通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明：

如图1到图3所示，本实用新型提供的一种阻尼无级可调减振器，包括步进电机2、减振器盖3、活塞杆6、控制杆7、活塞阀总成8、弹簧调节块10、工作缸筒12、储油缸筒14和底阀总成16，工作缸筒12穿设于储油缸筒14的内部，工作缸筒12的端部与底阀总成16相连；减振器盖3与储油缸筒14的端部相连，控制杆7的端部与步进电机2相连，控制杆7穿过活塞杆6的内部与弹簧调节块10螺纹连接，活塞杆6的端部与步进电机2相连，活塞杆6的另一端穿过减振器盖3与弹簧调节块10相连，活塞阀总成8套设于活塞杆6上并与弹簧调节块10相连；步进电机2工作过程中带动控制杆7旋转，弹簧调节块10在控制杆7转动过程中推动活塞阀总成8沿工作缸筒12的内壁上下移动。

活塞阀总成8包括活塞阀阀体、流通阀81、复原阀82、活塞阀座83、复原阀弹簧84、流通阀通孔85和复原阀通孔86，流通阀通孔85和复原阀通孔86平行设于活塞阀阀体内部，流通阀81和复原阀82位于流通阀通孔85的两端，复原阀弹簧84位于复原阀82与弹簧调节块10之间；活塞阀阀体将储油缸筒14内部分为复原腔13和压缩腔15，阀体向复原腔13移动过程中，复原阀82打开，复原腔13中的液压油通过复原阀通孔86进入压缩腔15，活塞阀阀体向压缩腔15运动过程中，复原阀82关闭，流通阀81打开，压缩腔15中的液压油通过流通阀通孔15进入复原腔13。

控制杆7的端部还设有控制杆螺帽11，控制杆螺帽11与弹簧调节块10贴合。通过在控制杆7上安装控制杆螺帽11，控制杆7在步进电机2的驱动旋转过程中，弹簧调节块10不会与控制杆7发生脱落，从而保证了活塞阀总成8在工作缸筒12内壁能够正常稳定的上下移动。

步进电机2上还连接有微处理器17，微处理器17控制步进电机2的正反转。微处理器17根据路面等具体的不同环境，进行控制步进电机2的正转与反转，从而根据实际的具体环境上下移动活塞阀总成8，以达到最佳的使用效果，也大大增加了本实用新型的实用性。通过微处理器17控制步进电机2输出轴的转速和转向，从而能使本实用新型实现无级调速。

在本实施例中，微处理器17为现有成熟技术设备，微处理器17与步进电机2电连接，微处理器17的主要功能为调节步进电机2输出端的转速与转动方向，从而实现无级调速。

活塞杆6上还设有防尘罩18，防尘罩18上安装有端部连接环1。防尘罩18可以避免在外部环境中的杂物进入本实用新型的内部结构，从而影响正常工作，大大增加了本实用新型的实用性。通过防尘罩18上的端部连接环1，可以将本实用新型与其余相关部件做更好的连接。

底阀总成16包括底阀阀体、补偿阀弹簧161、补偿阀162、压缩阀座163和压缩阀164，底阀阀体上设有补偿阀通孔165和压缩阀通孔166，补偿阀162位于补偿阀通孔165的上部，补偿阀162通过补偿阀弹簧161与底阀阀体相连，压缩阀164位于压缩阀通孔166的底部。

储油缸筒14内部设有密封件4和导向装置5，密封件4的上部与减振器盖3相连，密封件4的下部与导向装置5贴合，导向装置5的另一面与工作缸筒12相连。

为了便于理解本实用新型的工作原理，将本实用新型在实际工作中的两个工况叙述一遍：

一、复原行程：

活塞杆6相对于工作缸筒12向上运动，使得复原腔体积13减小，复原腔13的油液压力升高。当活塞杆6与工作缸筒12相对速度较小，油液压力不足以克服复原阀弹簧84预紧力推开复原阀82时，油液通过复原阀82的复原阀通孔86流回压缩腔15；当油液压力增大到足够克服复原阀弹簧84的预紧力时，复原阀82关闭。当活塞杆6不断向上移出工作缸筒12，由于复原腔13的截面积比压缩腔15小，由复原腔13流入压缩腔15的油液不足以填满压缩腔15所空出的容积，导致压缩腔15压力比储油缸筒14内油液压力小，储油缸筒14中的油液将推开补偿阀162补充到压缩腔15中，以确保在压缩行程初期不出现空程。复原阻尼力主要由复原阀82产生。

二、压缩行程：

活塞杆6相对于工作缸筒12向下运动，使得压缩腔15体积减小，压缩腔15的油液压力升高，由于流通阀8-1是单向阀，其开启不需要太大的压力，此时流通阀8-1打开，部分油液经流通阀8-1进入复原腔13。由于复原腔13的截面积比压缩腔15小，活塞杆6的下移导致压缩腔15油液压力逐渐增大，使部分油液推开压缩阀16-4流回储油缸筒14。压缩阻尼力主要由压缩阀16-4产生。

本实用新型主要通过控制流通阀81和复原阀82对油液的阻尼力实现对减振器的主动控制。实际工作时，微处理器17将采集的路面信号分析后，根据路面的不同情况，对步进电机2发出不同的指令信号：当需要较小阻尼力时，步进电机2控制控制杆7向左转动，弹簧调节块10经螺纹传动向下移动，复原阀弹簧84压缩量减小，复原阀82和流通阀81的开阀压力减小，减振器复原行程油液流经复原阀82受到的阻尼力和压缩行程油液流经流通阀81受到的阻尼力相应减小；当需要较大阻尼力时，步进电机2控制控制杆7向右转动，弹簧调节块10经螺纹传动向上移动，复原阀弹簧84压缩量增大，复原阀82和流通阀81的开阀压力增大，减振器复原行程油液流经复原阀82受到的阻尼力和压缩行程油液流经流通阀81受到的阻尼力相应增大。控制杆7左旋或右旋的旋转量与路面状况对应，由微处理器17的程序预先设定，控制杆7的连续转动使减振器的阻尼在短时间内可由最小到最大进行无级调节。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种阻尼无级可调减振器，其特征在于：包括步进电机(2)、减振器盖(3)、活塞杆(6)、控制杆(7)、活塞阀总成(8)、弹簧调节块(10)、工作缸筒(12)、储油缸筒(14)和底阀总成(16)，工作缸筒(12)穿设于储油缸筒(14)的内部，工作缸筒(12)的端部与底阀总成(16)相连；减振器盖(3)与储油缸筒(14)的端部相连，控制杆(7)的端部与步进电机(2)相连，控制杆(7)穿过活塞杆(6)的内部与弹簧调节块(10)螺纹连接，活塞杆(6)的端部与步进电机(2)相连，活塞杆(6)的另一端穿过减振器盖(3)与弹簧调节块(10)相连，活塞阀总成(8)套设于活塞杆(6)上并与弹簧调节块(10)相连；步进电机(2)工作过程中带动控制杆(7)旋转，弹簧调节块(10)在控制杆(7)转动过程中推动活塞阀总成(8)沿工作缸筒(12)的内壁上下移动。

2.根据权利要求1所述的一种阻尼无级可调减振器，其特征在于：所述活塞阀总成(8)包括活塞阀阀体、流通阀(81)、复原阀(82)、活塞阀座(83)、复原阀弹簧(84)、流通阀通孔(85)和复原阀通孔(86)，流通阀通孔(85)和复原阀通孔(86)平行设于活塞阀阀体内部，流通阀(81)和复原阀(82)位于流通阀通孔(85)的两端，复原阀弹簧(84)位于复原阀(82)与弹簧调节块(10)之间；活塞阀阀体将储油缸筒(14)内部分为复原腔(13)和压缩腔(15)，阀体向复原腔(13)移动过程中，复原阀(82)打开，复原腔(13)中的液压油通过复原阀通孔(86)进入压缩腔(15)，活塞阀阀体向压缩腔(15)运动过程中，复原阀(82)关闭，流通阀(81)打开，压缩腔(15)中的液压油通过流通阀通孔(85)进入复原腔(13)。

3.根据权利要求2所述的一种阻尼无级可调减振器，其特征在于：所述底阀总成(16)包括底阀阀体、补偿阀弹簧(161)、补偿阀(162)、压缩阀座(163)和压缩阀(164)，底阀阀体上设有补偿阀通孔(165)和压缩阀通孔(166)，补偿阀(162)位于补偿阀通孔(165)的上部，补偿阀(162)通过补偿阀弹簧(161)与底阀阀体相连，压缩阀(164)位于压缩阀通孔(166)的底部。

4.根据权利要求1所述的一种阻尼无级可调减振器，其特征在于：所述储油缸筒(14)内部设有密封件(4)和导向装置(5)，密封件(4)的上部与减振器盖(3)相连，密封件(4)的下部与导向装置(5)贴合，导向装置(5)的另一面与工作缸筒(12)相连。

5.根据权利要求1所述的一种阻尼无级可调减振器，其特征在于：所述活塞杆(6)上还设有防尘罩(18)，防尘罩(18)上安装有端部连接环(1)。

6.根据权利要求1所述的一种阻尼无级可调减振器，其特征在于：所述控制杆(7)的端部还设有控制杆螺帽(11)，控制杆螺帽(11)与弹簧调节块(10)贴合。

7.根据权利要求1所述的一种阻尼无级可调减振器，其特征在于：所述步进电机(2) 上还连接有微处理器(17)，微处理器(17)控制步进电机(2)的正反转。