CN210769979U - 一种基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器 - Google Patents

Abstract

一种基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器，属于液压减震技术领域。包括活塞筒（4），活塞杆（1）一端连接固定活塞（9）一端自活塞筒（4）端口引出，其特征在于：在所述的活塞杆（1）的外部套设有活动活塞（8），活动活塞（8）随活塞杆（1）的运动与固定活塞（9）贴合或分离；在活塞筒（4）底部竖直设置有导向轴（3），活塞杆（1）及其端部的固定活塞（9）同时套装在导向轴（3）外部，在导向轴（3）上开设有节流槽（6）。在本阻尼可调的液压减震活塞及液压减震器中，通过设置活动活塞，在活塞复原时增加了节流通道的长度，实现了活塞阻尼力值的调节，同时设置节流槽，使活塞在大幅度移动时实现了节流，减缓了减震效果。

Description

一种基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器

技术领域

一种基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器，属于液压减震技术领域。

背景技术

液压减震是汽车领域一种常见的减震方式。在汽车液压减震器的输出端和本体分别安装在车身和车轮上，在汽车减震器中设置有减震器活塞，当汽车在行驶过程中出现上下震动时，活塞在活塞缸中往复运动，当活塞往复运动时，位于活塞两侧的液压油均会以与活塞相反的方向通过活塞上的过流孔往复流经活塞，从而起到减震作用。现有技术中，液压减震器普遍存在如下缺陷：

（1）汽车减震器中的减震器活塞是在活塞杆的带动下实现抽拉的，然而由于活塞杆本身占用了活塞腔内一定的容积，因此活塞在实际运动且往复运动距离相同的情况下，活塞杆压缩时和复原时，液压油往返于活塞的流量存在差异，活塞杆压缩时经过活塞的油量要大于活塞杆复原时经过活塞的油量，从而造成了活塞杆在往复运动时其阻尼力不同，对于乘客而言，其具体感受为车身上下颠簸时减震效果存在差异，影响了乘坐舒适性甚至在颠簸较为严重时会造成汽车车身的损伤。因此在活塞设计时，需要调节其复原时的阻尼力的力值，以弥补活塞往复运动时因往复流通的油量不同而带来的缺陷。传统的半主动减震器调节方式一般采用调节液压油黏度或调节活塞阻尼孔截面积的方式实现活塞阻尼力值的调节，但是传统的调节方式下活塞复原时阻尼力值无法精确设置，只能设置一个阻尼力值区间，不能达到最佳效果。

（2）在现有技术中，汽车减震器中活塞的移动速度与汽车的震动程度成正比，即汽车的震动幅度越大，活塞往复运动的速度越快，液压油流经的活塞的速度也越快。然而汽车在行驶过程中会出现震动突变的情况，如车轮触碰到较大的障碍物或车轮突然陷入坑中，在发生上述情况时，车身与车轮之间的间距短时间内迅速变大或变小，在现有技术中，通过电控系统可以实现压力短时间变化非常大时对液压油的流量进行控制的效果，但是电控系统价格较为昂贵且控制过程较为复杂，调节效果不够理想，不能按照理论最佳来设置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过设置活动活塞，活动活塞与固定活塞贴合后增加了节流通道的长度，实现了活塞阻尼力值调节的基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞，包括充满液压油的活塞筒，活塞筒内设置有固定活塞，活塞杆一端连接固定活塞，另一端自活塞筒端口引出，活塞杆带动固定活塞在活塞筒内往复运动，其特征在于：在所述的活塞杆的外部套设有活动活塞，活动活塞位于固定活塞的一侧，活动活塞和固定活塞分别与活塞筒的内壁滑动连接；

在活塞筒底部竖直设置有导向轴，活塞杆及其端部的固定活塞同时套装在导向轴外部，在导向轴上开设有节流槽，固定活塞或/和活塞杆的内壁与导向轴外壁贴合，固定活塞与导向轴之间形成液压油流通的第一节流通道，导向轴或活动活塞与活塞杆之间形成液压油流通的第二节流通道；

活动活塞随活塞杆的运动与固定活塞贴合后，第一节流通道和第二节流通道叠加，液压油经第一节流通道和第二节流通道流通；

活动活塞随活塞杆的运动与固定活塞分离后，第一节流通道和第二节流通道分离，液压油经第一节流通道流通。

优选的，所述第一节流通道的流通面积随固定活塞在活塞筒中自节流槽中部向两侧移动幅度的增大而减小；

所述第二节流通道的流通面积随活塞杆在活塞筒中自节流槽中部向两侧移动幅度的增大而减小。

优选的，所述的导向轴为实心轴，所述的节流槽沿导向轴轴向开设在其外壁上。

优选的，所述的节流槽包括均流段和节流段，均流段为深度均匀的凹槽，节流段自均流段的两端向两外侧延伸开设，节流段为内深外浅的坡形凹槽，所述均流段的轴向长度长于固定活塞的厚度。

优选的，在所述的活塞杆上固定有对活动活塞进行限位的挡台，挡台位于活动活塞的外侧。

优选的，在固定活塞与所述挡台之间由外向内分别设置有复原过流孔和压缩过流孔，复原过流孔和压缩过流孔均为穿透活塞杆的通孔，活动活塞在活塞杆上往复运动时分别对复原过流孔和压缩过流孔进行遮挡。

优选的，所述的节流槽为多段式，每段等深或由外向内每段深度依次减小。

优选的，在活塞杆上开设有穿透其侧壁的活塞杆过流孔，在活动活塞开设有活塞连通过流孔，活塞连通过流孔穿透活动活塞的内壁与外表面，活动活塞随活塞杆的运动与固定活塞贴合后活塞杆过流孔与活塞连通过流孔连通。

一种液压减震器，其特征在于：在所述的活塞筒的外侧密封套装有减震器外筒，减震器外筒与活塞筒之间间隔形成减震器的外油腔，活塞筒底部与减震器外筒连通。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

在本基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器中，固定活塞与导向轴分别形成液压油流通的节流通道，并通过设置活动活塞，当活塞复原时活动活塞与固定活塞贴合后两端节流通道叠加，增加了节流通道的长度，因此增加了活塞复原时的阻尼力值，弥补活塞往复运动时因往复流通的油量不同而带来的复原阻尼难以满足需求的缺陷。

在本基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器中，通过设置节流槽，使固定活塞在大幅度移动时实现了节流，实现了最佳的阻尼力值。

选择不同厚度的固定活塞，并对复原过流孔和压缩过流孔的间距实现了对阻尼力值的精确调节。

通过设置导向轴，在活塞运动的过程中起到导向作用。

附图说明

图1为基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器实施例1结构示意图。

图2为图1中A处放大图。

图3~4为基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器工作过程示意图。

图5为阻尼可调的液压减震器结构示意图。

图6为基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器实施例2结构示意图。

图7为基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器实施例3结构示意图。

图8为基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器实施例4结构示意图。

图9为基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器实施例5结构示意图。

图10~11为基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器实施例5工作过程示意图。

图12为基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器实施例6结构示意图。

图13~14为基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞及液压减震器实施例6工作过程示意图。

其中：1、活塞杆 2、活塞杆内腔 3、导向轴 4、活塞筒 5、挡台 6、节流槽 7、活塞过流孔 8、活动活塞 9、固定活塞 10、复原过流孔 11、压缩过流孔 12、减震器外筒 13、活塞杆过流孔 14、活塞连通过流孔 15、活塞过流凹槽 16、活塞杆过流槽。

具体实施方式

图1~5是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~14对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞，包括活塞筒4，活塞筒4为两端封闭的圆筒，在活塞筒4的内腔为活塞腔，活塞腔中填满有液压油。在活塞腔中设置有活塞杆1，在活塞杆1的底部固定有固定活塞9，在活塞杆1的外圈还套设有活动活塞8，活动活塞8与活塞杆1活动连接并位于固定活塞9外侧，活动活塞8和固定活塞9均位于活塞腔内并分别与活塞腔内部紧密接触。活塞杆1另一端自活塞筒4任意一端引出，固定活塞9在活塞杆1的带动下在活塞腔中往复运动。在活塞杆1上还设置有挡台5，挡台5位于活动活塞8的外侧，当活动活塞8与活塞杆1发生轴向的相对运动时，挡台5对活动活塞8进行限位。

在活塞筒4的底部轴心处竖直设置有导向轴3，活塞杆1为中空设置，其内腔为活塞杆内腔2，导向轴3自下而上装入活塞杆内腔2内，活塞杆1以导向轴3为轴往复运动时，固定活塞9同时套装在导向轴3的外部且固定活塞9的内壁与导向轴3的外壁紧密贴合。

在本实施例中，导向轴3为实心轴，在导向轴3的表面开设有一组节流槽6，节流槽6沿导向轴3的轴向均匀开设在导向轴3的外壁上，所有的节流槽6轴向等长且中线位于同一个圆周上。节流槽6包括中心处的均流段以及位于均流段两侧的节流段，将均流段处定义为固定活塞9的初始位置，均流段的轴向长度长于固定活塞9的厚度，均流段为深度均匀的凹槽。节流段分别自均流段的外端面向相应端的外侧延伸设置，且深度依次减小形成坡形凹槽。

结合图2，在活塞杆1上开设有两个过流孔：复原过流孔10和压缩过流孔11，复原过流孔10和压缩过流孔11，均为穿透活塞杆1侧壁的通孔，其中压缩过流孔11开设在固定活塞9与活塞杆1的固定处，复原过流孔10开设在挡台5的下部内侧，即复原过流孔10和压缩过流孔11分别位于活动活塞8活动范围的两端。在活动活塞8上开径向轴向开设有若干活塞过流孔7。并将活动活塞8位于复原过流孔10和压缩过流孔11之间时的位置记为活动活塞8的初始位置。

具体工作过程及工作原理如下：

活塞杆1以及活塞筒4分别固定在汽车的车身以及车轮总成处，当车身与车轮总成处出现轻微震动时，活动活塞8位于复原过流孔10和压缩过流孔11之间，此时活塞杆1与活塞筒4之间发生相对移动，此时活塞腔内的液压油会经过节流槽6往复流通于固定活塞9或/和活动活塞8的两侧，液压油在流经节流槽6时流通面积受到节流槽6的限制，减缓了固定活塞9的移动速度，因此实现了减震效果，具体而言：

如图3所示，当活塞压缩时，固定活塞9在活塞杆1的推动下深入活塞腔，此时活动活塞8与活塞杆1发生相对运动而远离固定活塞9，由于设置有挡台5，当活动活塞8移动至挡台5处时将复原过流孔10进行遮挡，同时活动活塞8随活塞杆1与固定活塞9一起移动。

此时固定活塞9首先与节流槽6的均流段配合形成液压油的节流通道，节流通道的长度为固定活塞9与活塞筒4接触面的厚度，固定活塞9在节流槽6中的均流段的长度范围内移动，固定活塞9在移动的过程中，活塞腔底部的液压油会经过节流槽6、压缩过流孔11以及活塞过流孔7流通，液压油在流经节流槽6以及压缩过流孔11的过程中其流通面积收到节流槽6的限制，固定活塞9的移动速度降低，因此实现了减震效果。

当汽车车身与车轮总成之间发生较大震动造成活塞压缩时时，固定活塞9会在活塞杆1的带动下在活塞腔内发生大幅度移动，逐渐移动到节流槽6中的节流段，由于节流段的深度依次减小，因此随着固定活塞9在活塞腔内向尽头处移动，与固定活塞9配合的节流槽6的深度越来越浅，即液压油的流动面积越来越小，因此起到了减缓减震程度的效果。

由于活塞过流孔7的流通面积远大于压缩过流孔11与节流槽6的流通面积之和，因此液压油会经过活塞过流孔7时活动活塞8不会对液压油产生二次节流的效果。

如图4所示，当活塞杆1复原时，位于活塞腔上部的液压油会经过活动活塞8和固定活塞9流至活塞腔的底部，当固定活塞9在活塞杆1的带动下移动至活动活塞8处时会与活动活塞8贴合，当活动活塞8与固定活塞9完全贴合后固定活塞9将活动活塞8上开设的活塞过流孔7进行遮挡，并且活动活塞8将压缩过流孔11进行遮挡，同时将复原过流孔10露出，液压油只能经过复原过流孔10进入活塞杆1，即此时液压油的流通通道的长度为固定活塞9的厚度与复原过流孔10和压缩过流孔11之间距离之和，实现了节流通道长度的增加。

此时如果活塞杆1复原的幅度足够大，则固定活塞9同样会由节流槽6的均流段逐渐移动至节流段，其节流的实现原理与上述相同，在此不再赘述。

由上述可知，在活塞杆1深入活塞腔的过程中，仅通过固定活塞9与节流槽6配合形成的节流通道实现减震，节流通道的长度为固定活塞9的厚度。而在活塞杆1复原的过程中，流通通道的长度变为固定活塞9的厚度与复原过流孔10和压缩过流孔11之间距离之和，因此节流长度相比较活塞压缩时变长，在相同的液压油油量下，活塞杆1复原时所提供的阻尼力值更大，因此通过调节改变节流通道长度的方式弥补了活塞杆1在相同移动距离下，因复原时液压油的流量要小于压缩时液压油流量而带来的缺陷，从而实现了对活塞抽拉时阻尼力值的调节。并且可以选择不同厚度的固定活塞9以及复原过流孔10和压缩过流孔11的间距实现对阻尼力值的精确调节。

如图5所示，在活塞筒4的外侧套装减震器外筒12，形成阻尼可调的液压减震器，此时活塞筒4作为减震器的内筒，减震器外筒12上端口处与活塞筒4密封设置，减震器外筒12与活塞筒4之间间隔形成液压减震器的外油腔，活塞筒4中的活塞腔成为液压减震器的内油腔，在活塞筒4的底部设置常规的通孔或阀系实现内油腔和外油腔之间的连通。

在进行车身减震时，可以利用液压减震活塞单独实现也可以利用液压减震器实现。根据现有技术，还需要在活塞筒4的底部或侧部设置气室（图中未画出）。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：如图6所示，在本实施例中，节流槽6不采用均流段与节流段配合的方式，而采用等深的凹槽。所有节流槽6的长度相异，因此固定活塞9的移动范围较大时，与之配合形成流道的节流槽6的数量逐渐减小，因此也起到了较小液压油流通面积的效果，进一步减缓了减震程度。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于：如图7所示，在本实施例中，节流槽6不采用均流段与节流段配合的方式，而采用等深的凹槽。所有节流槽6的长度相同。节流槽6沿导向轴3的轴向分为多段，且每一段由外向内深度依次减小且导通的数量依次减小，因此固定活塞9在移动过程中，从导通数量上对液压油实现了节流，因此也起到了较小液压油流通面积的效果，进一步减缓了减震程度。

实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于：如图8所示，在本实施例中，在本实施例中，节流槽6沿导向轴3的轴向分为多段，且每一段由外向内深度依次减小且导通的数量依次减小，因此固定活塞9在移动过程中，同时从导通数量和凹槽深度上对液压油实现了节流，因此也起到了较小液压油流通面积的效果，进一步减缓了减震程度。

实施例5：

本实施例与实施例1的区别在于：如图9所示，在本实施例中，取消开设在活塞杆1上的复原过流孔10和压缩过流孔11，并同时在活塞杆1上开设活塞杆过流孔13，活塞杆过流孔13同样为穿透活塞杆1侧壁的通孔，活塞杆过流孔13位于实施例1中压缩过流孔11的上部。在活动活塞8开设有活塞连通过流孔14，活塞连通过流孔14一端开设在活动活塞8的内壁上，另一端自活动活塞8的外侧面引出，或自活动活塞8内部与活塞过流孔7连通。

如图10所示，在本实施例中当活塞压缩时，活塞腔底部的液压油会经过节流槽6、活塞杆过流孔13以及活塞过流孔7流通，节流通道的长度同样为固定活塞9的厚度。而在活塞杆1复原时，如图11所示，活动活塞8与固定活塞9贴合的同时活塞连通过流孔14与活塞杆过流孔13连通，流通通道的长度变为固定活塞9的厚度与活塞杆过流孔13、固定活塞9之间距离之和，同样起到了加长流通通道长度的目的。

实施例6：

本实施例与实施例1的区别在于：如图12所示，在本实施例中，取消开设在活塞杆1上的复原过流孔10和压缩过流孔11，并同时在活塞杆1的外壁上沿其轴向开设有活塞杆过流槽16，活塞杆过流槽16自活塞杆1与固定活塞9的结合处向上开设，且活塞杆过流槽16的高度高于活动活塞8的厚度。

在固定活塞9上开开设有活塞过流凹槽15，活塞过流凹槽15同样位于活塞杆1与固定活塞9的结合处并与活塞杆过流槽16对接。活塞过流凹槽15为连通固定活塞9的内壁与上表面的环形凹槽。

如图13所示，在本实施例中当活塞压缩时，活塞腔底部的液压油会经过节流槽6、活塞过流凹槽15以及活塞过流孔7流通，节流通道的长度取决于固定活塞9的厚度。而在活塞杆1复原时，如图14所示，活动活塞8与固定活塞9贴合的同时活动活塞8将活塞过流凹槽15位于固定活塞9上表面的开口遮挡，液压油经过节流槽6、活塞过流凹槽15以及活塞杆过流槽16流通，同样起到了加长流通通道长度的目的。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞，包括充满液压油的活塞筒（4），活塞筒（4）内设置有固定活塞（9），活塞杆（1）一端连接固定活塞（9），另一端自活塞筒（4）端口引出，活塞杆（1）带动固定活塞（9）在活塞筒（4）内往复运动，其特征在于：在所述的活塞杆（1）的外部套设有活动活塞（8），活动活塞（8）位于固定活塞（9）的一侧，活动活塞（8）和固定活塞（9）分别与活塞筒（4）的内壁滑动连接；

在活塞筒（4）底部竖直设置有导向轴（3），活塞杆（1）及其端部的固定活塞（9）同时套装在导向轴（3）外部，在导向轴（3）上开设有节流槽（6），固定活塞（9）或/和活塞杆（1）的内壁与导向轴（3）外壁贴合，固定活塞（9）与导向轴（3）之间形成液压油流通的第一节流通道，导向轴（3）或活动活塞（8）与活塞杆（1）之间形成液压油流通的第二节流通道；

活动活塞（8）随活塞杆（1）的运动与固定活塞（9）贴合后，第一节流通道和第二节流通道叠加，液压油经第一节流通道和第二节流通道流通；

活动活塞（8）随活塞杆（1）的运动与固定活塞（9）分离后，第一节流通道和第二节流通道分离，液压油经第一节流通道流通。

2.根据权利要求1所述的基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞，其特征在于：所述第一节流通道的流通面积随固定活塞（9）在活塞筒（4）中自节流槽（6）中部向两侧移动幅度的增大而减小；

所述第二节流通道的流通面积随活塞杆（1）在活塞筒（4）中自节流槽（6）中部向两侧移动幅度的增大而减小。

3.根据权利要求1所述的基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞，其特征在于：所述的导向轴（3）为实心轴，所述的节流槽（6）沿导向轴（3）轴向开设在其外壁上。

4.根据权利要求3所述的基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞，其特征在于：所述的节流槽（6）包括均流段和节流段，均流段为深度均匀的凹槽，节流段自均流段的两端向两外侧延伸开设，节流段为内深外浅的坡形凹槽，所述均流段的轴向长度长于固定活塞（9）的厚度。

5.根据权利要求1所述的基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞，其特征在于：在所述的活塞杆（1）上固定有对活动活塞（8）进行限位的挡台（5），挡台（5）位于活动活塞（8）的外侧。

6.根据权利要求5所述的基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞，其特征在于：在固定活塞（9）与所述挡台（5）之间由外向内分别设置有复原过流孔（10）和压缩过流孔（11），复原过流孔（10）和压缩过流孔（11）均为穿透活塞杆（1）的通孔，活动活塞（8）在活塞杆（1）上往复运动时分别对复原过流孔（10）和压缩过流孔（11）进行遮挡。

7.根据权利要求1所述的基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞，其特征在于：所述的节流槽（6）为多段式，每段等深或由外向内每段深度依次减小。

8.根据权利要求5所述的基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞，其特征在于：在活塞杆（1）上开设有穿透其侧壁的活塞杆过流孔（13），在活动活塞（8）开设有活塞连通过流孔（14），活塞连通过流孔（14）穿透活动活塞（8）的内壁与外表面，活动活塞（8）随活塞杆（1）的运动与固定活塞（9）贴合后活塞杆过流孔（13）与活塞连通过流孔（14）连通。

9.一种利用权利要求1~8任意一项所述的基于导向轴的阻尼可调液压减震活塞制成的液压减震器，其特征在于：在所述的活塞筒（4）的外侧密封套装有减震器外筒（12），减震器外筒（12）与活塞筒（4）之间间隔形成减震器的外油腔，活塞筒（4）底部与减震器外筒（12）连通。

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