CN2382895Y - 内置电磁阀式三级可调阻尼减振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种内置电磁阀式三级可调阻尼减振器,包括贮油缸筒、工作缸筒、底阀总成、活塞总成、密封总成和活塞杆,活塞总成由活塞和电磁阀组成,电磁阀横置于活塞中部。电磁阀端盖与活塞固定联接,活塞的底部有一流通阀,流通阀与活塞相固定。本可调阻尼减振器能产生所要求的三级阻尼工况,且减振器的性能良好,阻尼特性稳定,且瞬态响应很快,能够在12ms之内实现阻尼工况的改变并且稳定工作在所要切换到的阻尼工况下。

Description

内置电磁阀式三级可调阻尼减振器

本实用新型涉及一种内置电磁阀式三级可调阻尼减振器，属汽车制造技术领域。

国外关于汽车主动悬架系统的研究已有三十多年的历史，关于汽车半主动悬架系统的研究也有二十多年的历史。八十年代之后，美国、日本、德国和英国等发达国家对此非常重视，随着计算机芯片技术的高速发展以及现代汽车高速行驶的需要，许多成果已被应用到汽车上。目前，世界各大汽车公司及科研单位都投入相当的人力和物力来研究高性能价格比的产品，以便获得在汽车上广泛的应用。由于和主动悬架相比，半主动悬架具有相近的性能和价位低的优点，故更加引起各方面的重视。

附图1是Nakashima等人发明的一种开—关式电磁铁驱动的滑阀式可调阻尼减振器[United States Patent，Shock Absorber Control System and Method of Controlling theSame，No.4506909]。该发明所涉及的减振器阻尼力调节系统使汽车转弯时处于平稳状态。该减振器上活动筒3内的线圈2与激励电路相连，线圈内安装的环形铁芯1与联结杆4的一端固接。当线圈2解除激励时，流通控制阀8处在附图1所示的活塞6中的最低位置，在此处流通阀8不能关闭活塞孔9，因而油液可较平稳地经过活塞孔或流通孔，由于此时的节流面积较大，因此，减振器产生较弱的阻尼力。当线圈2被激励电路激励时，环形铁芯1和联结杆4在线圈2产生的电磁力作用下上移，以至流通阀8将活塞孔9关闭，因而油液只能通过流通孔7而在活塞上、下腔之间流通，由于此时的节流面积较小，因此，减振器产生较强的阻尼力。

这种结构及其工作原理都比较简单。但它存在较多的缺点：

1、活塞杆5里套的联结杆4与活塞杆之间频繁移动，会造成接触表面的磨损，从而导致泄漏直至减振器失效。

2、由于线圈2和环形铁芯1的存在，必将损失一部分活塞的有效行程。

3、由于活塞杆5里套有联结杆4，故活塞杆5直径必须增大，使减振液的体积减小，从而降低了减振器的减振能力。

4、活塞上的斜向孔一般较难精确加工。

5、电磁阀环形铁芯1和联结杆4垂直布置，但减振器垂直方向运动复杂，故较难精确控制环形铁芯1和联结杆4的运动。

国内在主动和半主动悬架这个领域起步较晚，特别是应用研究是一个涉及面很广的综合性课题，由于受许多条件的限制，这方面的研究进展缓慢。在这种状况下，对半主动悬架的应用与实验研究就具有非常重要和紧迫的意义。

本实用新型的目的是设计一种内置电磁阀式三级可调阻尼减振器，使其所消耗的能量远低于主动悬架，却有与其相近的性能，且可靠性大大提高。拟采用电磁阀来调整节流面积的大小，从而达到实时调整阻尼力的目的。

本实用新型设计的内置电磁阀式三级可调阻尼减振器，包括贮油缸筒、工作缸筒、底阀总成、活塞总成、密封总成和活塞杆。活塞总成由活塞和电磁阀组成，电磁阀横置于活塞中部，电磁阀包括电磁阀芯杆、电磁线圈、电磁阀端盖，电磁阀端盖与活塞固定联接。活塞的底部有一流通阀，流通阀与活塞相固定，流通阀包括流通阀座、流通阀片和流通阀弹簧，流通阀片置于阀座上，弹簧置于流通阀片上，活塞底部二侧开有常通孔，该常通孔通过节流孔与流通阀座上的中心孔相通，流通阀座底部开有节流孔。

经过对本实用新型设计的内置电磁阀式三级可调阻尼减振器进行台架试验，试验结果表明：

1、该可调阻尼减振器能产生所要求的三级阻尼工况，且减振器的性能良好，阻尼特性稳定。

2、该可调阻尼减振器的瞬态响应很快，能够在12ms之内实现阻尼工况的改变并且稳定工作在所要切换到的阻尼工况下。

因此，本可调阻尼减振器具有很重大的实用价值和广阔的市场前景。

附图说明：

图1是已有技术结构示意图。

图2是本实用新型设计的内置电磁阀式三级可调阻尼减振器结构示意图。

图3是减振器中活塞总成结构示意图。

图4是图3的左视图。

图5是图3的B-B剖视图。

下面结合附图，详细介绍本实用新型的内容。

图1中，1是环形铁芯，2是线圈，3是活动筒，4是联结杆，5是活塞杆，6是活塞，7是流通孔，8是流通阀，9是活塞孔。图2中，10是活塞杆，11是密封总成，12是活塞总成，13是贮油缸筒，14是工作缸筒，15是底阀总成。图3中，41是活塞杆，42是导线，43是活塞，44是导磁园环，45是电磁线圈，46是电磁线圈骨架，47是导磁垫片，48是电磁阀端盖，49是电磁阀芯杆，50是流通阀弹簧，51是活塞环，52是流通阀座，53是流通阀片，54是O形密封圈，55是电磁阀弹簧，56是电磁阀套筒。

如图2和图3所示，本实用新型设计的内置电磁阀式三级可调阻尼减振器，包括贮油缸筒13、工作缸筒14、底阀总成15、活塞总成12、密封总成11和活塞杆10。活塞总成12由活塞43和电磁阀组成，电磁阀横置于活塞中部。电磁阀包括电磁阀芯杆49、电磁线圈45、电磁阀端盖48。电磁阀端盖48与活塞43固定联接。活塞的底部有一流通阀，流通阀与活塞相固定。流通阀包括流通阀座52、流通阀片53和流通阀弹簧50，流通阀片53置于阀座52上，弹簧50置于流通阀片上，活塞底部二侧开有常通孔D，该常通孔通过节流孔C与流通阀座上的中心孔J相通，流通阀座底部开有节流孔E。

本实用新型设计的可调阻尼减振器最突出的特点是在活塞43中装有一个对称的双向作用的小电磁阀，通过这个电磁阀来控制节流面积的大小，从而实现不同的阻尼状态。活塞杆41内有一长孔，导线42由此孔通过，减振器工作时导线42与活塞杆41相对静止，故可以很好地解决此处密封问题；由于减振器用电磁阀来实现节流口的切换与保持，虽然活塞中装了电磁阀，但这个电磁阀占用空间很小，对活塞行程的影响也较小，也较好地克服了可调阻尼减振器研究中使活塞行程减小的难题：该可调阻尼减振器的外观与被动减振器很相似，可以直接替换装在汽车上的被动减振器而不会与相关的零、部件的运动发生干涉，因而不需对汽车相关的零、部件进行重新设计。

因研究需要，活塞43和活塞杆41、流通阀座52与活塞43之间均采用螺纹联接，以使拆卸和调试方便。如果批量生产时，则可采用焊接或翻边等连接及定位方式。流通阀弹簧50在批量生产时亦可采用弹性阀片代替，这样可进一步减小活塞43本身的长度，从而增加活塞的有效行程。

该可调阻尼减振器的工作原理按复原和压缩行程分别叙述如下：1复原行程

在复原行程中，减振器活塞43向上移动。减振器的一部分油液从上腔通过活塞43上四个常通孔D经流通阀座52上四个节流孔C和流通阀座52的中心孔J流入下腔。其中活塞43上四个常通孔D的总面积及流通阀座52的中心孔J面积均较大，可认为此通道的主要节流阻力来自于流通阀座52上的四个节流孔C。

当电磁阀芯杆49处于图中最右端位置时，即紧挨着右边的导磁垫片47(此时右边电磁线圈45通电，左边电磁线圈断电)，节流孔A被堵住，油液无法从节流孔A通过。从图3中左端B-B剖视图和最右端图形可看出，此时活塞常通孔I内会有液体流通。因此，一部分油液从上腔经活塞上四个常通孔I、节流孔G和流通阀座52的中心孔J流入下腔。这种状况下，由于节流孔G面积较小，故总的节流面积较小，属于“硬”阻尼工况。

当电磁阀的阀芯49处于图中最左端位置时，即紧挨左边的导磁垫片(此时左边电磁线圈通电，右边电磁线圈断电)，节流孔G被堵住，油液无法从节流孔G通过，但一部分油液可从上腔经活塞上四个常通孔I、节流孔A和流通阀座52的中心孔J流入下腔。这种状况下，由于节流孔A面积较大，故总的节流面积较大，属于“软”阻尼工况。

当电磁阀芯杆49处于图示的中间位置左、右两个电磁线圈均不通电时，由于电磁阀芯杆49与电磁阀套筒56之间有间隙，故此时从上腔流向下腔的流体除了从上腔通过活塞上四个常通孔D、流通阀座52上四个节流孔C和流通阀座52的中心孔J流入下腔外，还可从上腔通过活塞上四个常通孔I、电磁阀芯杆49与电磁阀套筒56之间的间隙、节流孔G或A和流通阀座52的中心孔J而流入下腔。通过适当设计电磁阀芯杆49与电磁阀套筒56之间的间隙，就可使此时的节流工况介于“硬”阻尼工况和“软”阻尼工况之间，实现所要求“正常”阻尼工况。

由于活塞杆的影响，自上腔流来的油液还不足以充满下腔所增加的容积，下腔内会产生一定的真空度，这时储油缸中的油液便推开补偿阀附图3中没画出，可参考附图2而流入下腔进行补充。2压缩行程

压缩行程时，减振器活塞43向下移动。油液可从下腔经与上述复原行程通道相反的方向流入上腔。流通阀座52上有一流通阀片53，复原行程时，此流通阀片在流通阀弹簧50的作用下闭合，液体不能从流通阀座52上节流孔E通过：而在压缩行程时，由于上腔压力小于下腔压力，且流通阀弹簧50刚度很小，故流通阀很易打开，从而使一部分液体可从下腔经流通阀座52上节流孔E和活塞上四个常通孔D而流入上腔，这样就可在压缩行程亦得到三条不同的阻尼力曲线。

由于上腔被活塞杆占去一部分容积，上腔内增加的容积小于下腔减小的容积，故还有一部分油液推开压缩阀而流回贮油缸附图3中没画出，可参考附图2。

阻尼的调节过程为：

1、当需要减振器工作在“硬”阻尼工况时，左边电磁线圈断电而右边的电磁线圈通以瞬时大电流，在电磁阀芯杆49、电磁阀套筒56、导磁垫片57、导磁圆环44和电磁阀端盖48之间形成一电磁回路，从而使电磁阀芯杆49受到一向右的电磁吸力，此电磁吸力将克服弹簧力和流体运动阻力而使芯杆49向右运动到达右端极限位置。当芯杆49到达右极限位置后，磁路中气隙大大减小，只需在右边电磁线圈通以小电流就可使芯杆49保持在该极限位置，从而使减振器稳定地工作在“硬”阻尼工况。

2、当需要减振器工作在“正常”阻尼工况时，两边电磁线圈均断电，左右两个对称的弹簧所产生的弹簧力使电磁阀芯杆49在中位保持平衡，从而实现“正常”阻尼工况。

3、当需要减振器工作在“软”阻尼工况时，右边电磁线圈断电而左边电磁线圈通以瞬时大电流，电磁阀芯杆49在电磁力、弹簧力和流体运动阻力的共同作用下运动到左极限位置。芯杆49到达左极限位置后，给左边电磁线圈通以小电流就可使芯杆49保持在该极限位置以使减振器稳定地工作在“软”阻尼工况。

Claims (1)

1、一种内置电磁阀式三级可调阻尼减振器，包括贮油缸筒、工作缸筒、底阀总成、活塞总成、密封总成和活塞杆，其特征在于，所述的活塞总成由活塞和电磁阀组成，电磁阀横置于活塞中部，电磁阀包括电磁阀芯杆、电磁线圈、电磁阀端盖，所述的电磁阀端盖与活塞固定联接，所述的活塞的底部有一流通阀，流通阀与活塞相固定，流通阀包括流通阀座、流通阀片和流通阀弹簧，流通阀片置于阀座上，弹簧置于流通阀片上，活塞底部二侧开有常通孔，该常通孔通过节流孔与流通阀座上的中心孔相通，流通阀座底部开有节流孔。

Images