CN213954227U - 一种半主动减振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半主动减振器，包括油筒总成、连杆活塞组件、底阀组件和数字式比例阀；主阀总成上设置有第一油路和第二油路，第一油路和第二油路的进油端分别与中间腔连通，第一油路和第二油路的出油端分别与储油腔连通；线圈组件不通电时，第一油路处于连通状态，第二油路处于断开状态，中间腔和储油腔之间通过第一油路连通；线圈组件通电时，衔铁推杆组件阻断第一油路，第一油路处于断开状态，中间腔和储油腔之间通过第二油路连通。采用数字式比例阀对减振器油液的节流面积进行调节和控制，实现对减振器阻尼力大小的调节，通过控制输入信号占空比大小，可对比例阀的节流面积进行连续、任意调节，实现对减振器阻尼力大小的连续调节和控制。

Description

一种半主动减振器

技术领域

本实用新型涉及减振器技术领域，特别涉及一种半主动减振器。

背景技术

汽车乘坐舒适性/行驶平顺性和操纵稳定性对悬架减振器特性的要求因路面、载荷、车速和汽车运动状态等具体行驶工况不同而不同，也因驾驶员而异。理想的减振器特性应能够适应上述不同行驶工况和驾驶员的要求而进行调节，但至今最普遍应用的悬架减振器为传统被动式减振器，其阻尼特性不能调节，只能在操控性和舒适性之间折衷；传统式比例阀控制的半主动减振器，其阻尼力大小可根据路面的情况进行自动调节，但这种减振器所采用的比例阀中对比例电磁铁加工精度要求高，并且其所采用的控制器结构复杂，并且其相关技术被国外所垄断，给这种比例阀控制的半主动减振器的国产化带来了很大的困难。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种半主动减振器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种半主动减振器，包括油筒总成、连杆活塞组件、底阀组件和数字式比例阀；

所述油筒总成包括外缸筒、内缸筒和工作缸，所述内缸筒和外缸筒之间形成储油腔，所述内缸筒和工作缸之间形成中间腔，所述工作缸内形成工作腔；

所述数字式比例阀包括开关阀总成和主阀总成；

所述开关阀总成包括导磁轭铁组件、线圈组件、衔铁推杆组件和导阀弹簧，所述衔铁推杆组件和线圈组件设置在导磁轭铁组件内，所述衔铁推杆组件与导磁轭铁组件之间滑动配合，所述线圈组件通电时可推动衔铁推杆组件沿导磁轭铁组件轴向方向运动，所述导阀弹簧为衔铁推杆组件提供使其回复到初始位置的回复力；

所述主阀总成上设置有第一油路和第二油路，所述第一油路和第二油路的进油端分别与中间腔连通，所述第一油路和第二油路的出油端分别与储油腔连通；

所述线圈组件不通电时，所述第一油路处于连通状态，第二油路处于断开状态，所述中间腔和储油腔之间通过第一油路连通；所述线圈组件通电时，衔铁推杆组件阻断第一油路，所述第一油路处于断开状态，所述中间腔和储油腔之间通过第二油路连通。

上述技术方案中，进一步地，所述主阀总成包括主阀套、主阀芯和主阀座，所述主阀套上分别设置有上腔和下腔，所述主阀芯设置在主阀套的下腔内，与主阀套下腔之间滑动配合，所述主阀座设置在下腔的端部，所述主阀芯与主阀套之间设置有复位弹簧，所述复位弹簧对主阀芯施加作用力，使主阀芯的一端端面与主阀座的一端端面之间紧密配合，所述主阀座与主阀芯在主阀套内配合设置，将下腔分隔为独立的进油腔和出油腔，所述出油腔位置设置有出油口；

所述主阀套上设置有与上腔连通的第一流通通道和连通上腔与下腔的第一连通孔，所述主阀芯上设置有连通进油腔和出油腔的第一出油孔，所述主阀座上设置有第一进油孔和第二通道，所述第一进油孔与第一流通通道连通，所述主阀芯设置在第二通道一端，控制第二油路的通断；

所述第一进油孔、第一流通通道、上腔、第一连通孔、进油腔、第一出油孔和出油腔之间依次连接形成第一油路；所述第二通道和出油腔连接形成第二油路；

所述主阀总成设置在开关阀的导磁轭铁组件下端，使上腔形成密封的腔体，所述衔铁推杆组件一端伸入到上腔内，衔铁推杆组件沿轴向方向运动时可控制第一油路的通断。

上述技术方案中，进一步地，所述衔铁推杆组件位于第一连通孔上方，线圈组件通电时，推动衔铁推杆组件朝第一连通孔方向运动，对第一连通孔形成封堵，阻断第一油路。

上述技术方案中，进一步地，所述出油口为一个或多个设置在主阀套下端的U形缺口。

上述技术方案中，进一步地，所述主阀座一端端面上设置有第一进油通道，所述第一进油通道一端与第一进油孔连接，另一端与第二通道连通。

上述技术方案中，进一步地，所述第一进油通道为水平设置在主阀座一端端面上的开口槽结构。

上述技术方案中，进一步地，所述导磁轭铁组件外套设有转接套，所述导磁轭铁组件与转接套之间螺纹连接，所述外缸筒上设置有与储油腔连通的连接套，所述数字式比例阀通过转接套安装在连接套内。

上述技术方案中，进一步地，所述内缸筒上设置有与中间腔连通的转接管，所述主阀座设置在转接管一端，所述主阀座端面与转接管端面之间密封配合，所述第一油路与第二油路分别通过转接管与中间腔连通。

本实用新型所具有的有益效果：

1)本实用新型中通过数字式比例阀对减振器油液的节流面积进行调节和控制，实现对减振器阻尼力大小的调节；所采用的数字式比例阀通过控制输入信号，可对阀中的油路进行高频切换控制，通过控制输入信号的占空比大小，可实现对比例阀节流面积的连续调节，从而实现对减振器阻尼力大小的连续调节和控制。

2)本实用新型中的数字式比例阀通过对开关阀总成和主阀总成结构进行设计，比例阀的整体结构简单、合理，并通过对主阀总成上油路结构的优化设置，减小了对开关阀总成中油路控制部件的加工精度要求，比例阀的控制、运行稳定可靠，并可有效降低比例阀的成本，从而降低减振器的制造成本。

附图说明

图1为本实用新型半主动减振器结构示意图。

图2为图1中B处局部示意图。

图3为本实用新型中数字式比例阀结构示意图。

图4为本实用新型中开关阀总成结构示意图。

图5为本实用新型中主阀总成结构示意图。

图6为本实用新型中主阀套结构示意图。

图7为图5中主阀套结构A-A向截面示意图。

图8为本实用新型中主阀座结构截面示意图。

图9为图5中主阀座结构A-A向截面示意图。

图中：001、数字式比例阀，002、油筒总成，003、连杆活塞组件；

100、开关阀总成，101、导磁轭铁组件，102、线圈组件，103、衔铁推杆组件，104、导阀弹簧，105、止座，106、螺母，111、安装套；

200、主阀总成，201、主阀套，202、主阀芯，203、主阀座，204、复位弹簧，205、上腔，206、进油腔，207、出油腔，208、第一流通通道，209、第一连通孔，210、第一出油孔，211、第一进油孔，212、第二通道，213、连接管，214、出油口，215、第一进油通道，216、定位孔，217、连接孔，231、定位部，232、连接部，233、定位端面；

Ⅰ、第一油路，Ⅱ、第二油路；

301、外缸筒，302、内缸筒，303、工作缸，304、储油腔，305、中间腔，306、工作腔，307、转接套，308、连接套，309、转接管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

参照图1，本实施例中的半主动减振器，包括油筒总成002、连杆活塞组件003、底阀组件和数字式比例阀001；其中，油筒总成包括外缸筒301、内缸筒302和工作缸303，所述内缸筒302和外缸筒301之间形成储油腔304，所述内缸筒302和工作缸303之间形成中间腔305，所述工作缸303内形成工作腔306。连杆活塞组件003设置在工作缸303内，底阀组件设置在内缸筒302一端。

如图2、3和4所示，本实施例中的数字式比例阀包括开关阀总成100和主阀总成200。

其中，开关阀总成100作为数字式比例阀的先导级，包括导磁轭铁组件101、线圈组件102、衔铁推杆组件103和导阀弹簧104，衔铁推杆组件103和线圈组件102设置在导磁轭铁组件101内，衔铁推杆组件103与导磁轭铁组件101之间滑动配合，线圈组件102通过螺母106固定安装在导磁轭铁组件101内，线圈组件102套设在衔铁推杆组件103外，线圈组件通电时可推动衔铁推杆组件沿导磁轭铁组件轴向方向运动；在衔铁推杆组件103和导磁轭铁组件101之间设置有止座105，导阀弹簧104设置在止座105和衔铁推杆组件103之间，为衔铁推杆组件提供使其回复到初始位置的回复力，即当线圈组件断电时，线圈组件对衔铁推杆组件的电磁作用力消失，导阀弹簧推动衔铁推杆组件朝反方向运动回到初始位置。

在主阀总成200上设置有第一油路Ⅰ和第二油路Ⅱ，所述第一油路Ⅰ和第二油路Ⅱ的进油端分别与中间腔305连通，所述第一油路Ⅰ和第二油路Ⅱ的出油端分别与储油腔304连通。线圈组件不通电时，所述第一油路处于连通状态，第二油路处于断开状态，所述中间腔和储油腔之间通过第一油路连通；所述线圈组件通电时，衔铁推杆组件阻断第一油路，所述第一油路处于断开状态，中间腔和储油腔之间通过第二油路连通。

如图5，本实施例中的主阀总成包括主阀套201、主阀芯202和主阀座203，主阀套201上分别设置有上腔205和下腔，主阀芯202设置在主阀套201的下腔内，与主阀套下腔之间滑动配合，主阀座203设置在下腔的端部，主阀芯202与主阀套201之间设置有复位弹簧204，复位弹簧204对主阀芯施加作用力，使主阀芯的一端端面与主阀座的一端端面之间紧密配合，所述主阀座203与主阀芯202在主阀套201内配合设置，将下腔分隔为独立的进油腔206和出油腔207，所述出油腔207位置设置有出油口214，油液从出油口流出，使出油腔207与外部连通。

在主阀套201上设置有与上腔连通的第一流通通道208和连通上腔与下腔的第一连通孔209，所述主阀芯202上设置有连通进油腔和出油腔的第一出油孔210，所述主阀座203上设置有第一进油孔211和第二通道212，所述第一进油孔211与第一流通通道208连通，所述主阀芯202对第二通道212形成封堵，控制第二油路的通断。

其中在主阀总成上第一进油孔211、第一流通通道208、上腔205、第一连通孔209、进油腔206、第一出油孔210和出油腔207之间依次连接形成第一油路Ⅰ；第二通道212和出油腔连接形成第二油路Ⅱ。

开关阀总成100的导磁轭铁组件101下端设置有安装套111，所述主阀总成配合设置在安装套111内，主阀总成与安装套之间过盈配合，将主阀总成固定安装到开关阀总成上，此时，主阀套端面与导磁轭铁组件端面之间密封配合，使主阀套的上腔形成密封的腔体，开关阀总成的衔铁推杆组件103一端伸入到上腔205内，衔铁推杆组件沿轴向方向运动时可控制第一油路的通断，从而实现通过线圈组件的通断电控制，实现对第一油路的通断控制，使数字式比例阀内的油液流通在第一油路和第二油路之间切换，实现对数字式比例阀节流面积大小的控制和连续调节。

如图5、6和7，本实施例中第一流通通道208在主阀套上沿其轴向设置，所述第一进油孔210在主阀座上沿其轴向设置，所述第一进油孔210与第一流通通道208之间在连接处设置有连接管213，所述连接管213两端分别配合插设在第一进油孔210和第一流通通道208内，实现第一进油孔与第一流通通道之间密封连接的同时，可对主阀座和主阀套之间进行有效的定位。位于主阀套201上设置有两个第一流通通道208，所述主阀座203上对应配合设置有两个第一进油孔211，增加第一油路的节流面积大小。

在主阀套201下端设置有一个或多个出油口214，出油口214为沿主阀套周向设置的U形缺口结构。

如图8，在主阀座203一端端面上设置有第一进油通道215，所述第一进油通道215一端与第一进油孔211连接，另一端与第二通道212连通。第一进油通道215为水平设置在主阀座一端端面上的开口槽结构。

如图8和9所示，主阀座203包括定位部231和连接部232，所述定位部231与连接部232之间形成定位端面233，所述连接部232配合插设在主阀套201内，所述主阀套201端面与定位端面233之间密封配合，所述第一进油孔211竖直设置在定位部231上。

在主阀套201上设置有定位孔216，所述主阀座203的连接部232上沿其径向对应设置有连接孔217，所述主阀座203和主阀套201之间通过在定位孔和连接孔中设置定位销进行连接，将主阀座固定安装到主阀套内，实现主阀座与主阀套之间的固定连接，结构简单，装配方便。

如图2所示，在导磁轭铁组件101外套设有转接套307，所述导磁轭铁组件101与转接套307之间螺纹连接，所述外缸筒301上设置有与储油腔连通的连接套308，所述数字式比例阀通过转接套安装在连接套308内，将数字式比例阀固定安装在减振器的油筒总成上。在内缸筒302上设置有与中间腔连通的转接管309，主阀座203设置在转接管309一端，主阀座203端面与转接管309端面之间密封配合，第一油路Ⅰ与第二油路Ⅱ分别通过转接管与中间腔305连通。

该减振器的工作过程如下：

减振器拉伸时，连杆活塞组件向上运动，工作腔上腔容积变小，工作腔上腔的油液通过复原阀系流入到工作腔下腔；工作腔上腔内由于连杆的存在，工作腔上腔流入的油液不足以充满工作腔下腔所增加的容积，在压差作用下，储油腔的油液通过底阀组件的常通孔推开底阀阀片流入到工作腔下腔；此时，工作腔上腔的压力仍大于储油腔，因此中间腔的油液则通过数字式比例阀流入到储油腔。

减振器压缩时，连杆活塞组件向下移动，工作腔下腔容积减小，工作腔下腔的油液流入到工作腔上腔，同样由于工作腔上腔内连杆的存在，工作腔上腔所增加的容积小于工作腔下腔减小的容积，一部分油液推开底阀组件的底阀阀片流入到储油腔，此时，工作腔上腔压力仍大于储油腔，使中间腔油液通过数字式比例阀流向储油腔。

数字式比例阀在线圈组件断电状态下，所述衔铁推杆组件位于第一连通孔上方，第一油路处于连通状态；线圈组件通电时，推动衔铁推杆组件朝第一连通孔方向运动，对第一连通孔形成封堵，阻断第一油路。其控制和工作过程如下：

当线圈组件断电时，在导阀弹簧的作用下，控制衔铁推杆组件与第一连通孔之间分离，此时第一油路处于连通状态，而第二油路在复位弹簧和主阀芯的作用下处于断开状态，此时油液在第一油路内流通，此时第一油路的流通面积即为阀的节流面积。

在线圈组件通电时，通过控制器控制输入信号，当输入的PWM信号为高电平时，线圈组件产生电磁力，推动衔铁推杆组件朝主阀总成方向运动，衔铁推杆组件对第一连通孔形成封堵，第一油路断开；此时，第二通道内的油压升高，在压力的作用下油液推开主阀芯，第二油路开启，油液经第二油路进行流通，此时第二油路的流通面积即为比例阀的流通节流面积。当输入的PWM信号为低电平时，线圈组件不带电，电磁力消失，衔铁推杆组件在导阀弹簧的作用下远离主阀总成，此时第一油路重新连通，第二通道内的油压减小，在复位弹簧的作用下，主阀芯将第二油路断开。

通过输入PWM信号对线圈组件进行通断电控制，及对PWM信号高低电平的高频切换，使数字式比例阀不断在第一油路和第二油路之间切换，通过改变PWM信号的占空比大小，从而可改变数字式比例阀的节流面积，并实现对节流阀面积大小的连续调节，从而实现对减振器阻尼力大小的连接调节和控制。

本实用新型的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本实用新型基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种半主动减振器，其特征在于，包括油筒总成、连杆活塞组件、底阀组件和数字式比例阀；

所述油筒总成包括外缸筒、内缸筒和工作缸，所述内缸筒和外缸筒之间形成储油腔，所述内缸筒和工作缸之间形成中间腔，所述工作缸内形成工作腔；

所述数字式比例阀包括开关阀总成和主阀总成；

所述开关阀总成包括导磁轭铁组件、线圈组件、衔铁推杆组件和导阀弹簧，所述衔铁推杆组件和线圈组件设置在导磁轭铁组件内，所述衔铁推杆组件与导磁轭铁组件之间滑动配合，所述线圈组件通电时可推动衔铁推杆组件沿导磁轭铁组件轴向方向运动，所述导阀弹簧为衔铁推杆组件提供使其回复到初始位置的回复力；

所述主阀总成上设置有第一油路和第二油路，所述第一油路和第二油路的进油端分别与中间腔连通，所述第一油路和第二油路的出油端分别与储油腔连通；

所述线圈组件不通电时，所述第一油路处于连通状态，第二油路处于断开状态，所述中间腔和储油腔之间通过第一油路连通；所述线圈组件通电时，衔铁推杆组件阻断第一油路，所述第一油路处于断开状态，所述中间腔和储油腔之间通过第二油路连通。

2.根据权利要求1所述的半主动减振器，其特征在于，所述主阀总成包括主阀套、主阀芯和主阀座，所述主阀套上分别设置有上腔和下腔，所述主阀芯设置在主阀套的下腔内，与主阀套下腔之间滑动配合，所述主阀座设置在下腔的端部，所述主阀芯与主阀套之间设置有复位弹簧，所述复位弹簧对主阀芯施加作用力，使主阀芯的一端端面与主阀座的一端端面之间紧密配合，所述主阀座与主阀芯在主阀套内配合设置，将下腔分隔为独立的进油腔和出油腔，所述出油腔位置设置有出油口；

所述主阀套上设置有与上腔连通的第一流通通道和连通上腔与下腔的第一连通孔，所述主阀芯上设置有连通进油腔和出油腔的第一出油孔，所述主阀座上设置有第一进油孔和第二通道，所述第一进油孔与第一流通通道连通，所述主阀芯设置在第二通道一端，控制第二油路的通断；

所述第一进油孔、第一流通通道、上腔、第一连通孔、进油腔、第一出油孔和出油腔之间依次连接形成第一油路；所述第二通道和出油腔连接形成第二油路；

所述主阀总成设置在开关阀的导磁轭铁组件下端，使上腔形成密封的腔体，所述衔铁推杆组件一端伸入到上腔内，衔铁推杆组件沿轴向方向运动时可控制第一油路的通断。

3.根据权利要求2所述的半主动减振器，其特征在于，所述衔铁推杆组件位于第一连通孔上方，线圈组件通电时，推动衔铁推杆组件朝第一连通孔方向运动，对第一连通孔形成封堵，阻断第一油路。

4.根据权利要求2所述的半主动减振器，其特征在于，所述出油口为一个或多个设置在主阀套下端的U形缺口。

5.根据权利要求2所述的半主动减振器，其特征在于，所述主阀座一端端面上设置有第一进油通道，所述第一进油通道一端与第一进油孔连接，另一端与第二通道连通。

6.根据权利要求5所述的半主动减振器，其特征在于，所述第一进油通道为水平设置在主阀座一端端面上的开口槽结构。

7.根据权利要求2所述的半主动减振器，其特征在于，所述导磁轭铁组件外套设有转接套，所述导磁轭铁组件与转接套之间螺纹连接，所述外缸筒上设置有与储油腔连通的连接套，所述数字式比例阀通过转接套安装在连接套内。

8.根据权利要求7所述的半主动减振器，其特征在于，所述内缸筒上设置有与中间腔连通的转接管，所述主阀座设置在转接管一端，所述主阀座端面与转接管端面之间密封配合，所述第一油路与第二油路分别通过转接管与中间腔连通。

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