CN2542886Y - 变阻尼减振器 - Google Patents

Abstract

一种变阻尼减振器，涉及对现用交通运输工具中减振器的改进。包括工作缸、储油缸，工作缸底端与储油缸相通，位于工作缸内的活塞上下两个端面分别装有流通阀和伸张阀，工作缸内上、下腔至少有一腔内装有变阻弹簧，其一端与复位弹簧共同压在阀盖上，另一端承座于工作缸缸顶或缸底，从而使油阻与活塞位置有关。本实用新型由于对阀盖开启压力进行变压改进，使缓冲、减振效果增大，路面不平对车体振动被有效抑制。

Description

变阻尼减振器

技术领域：

本实用新型属于机械领域中的弹性传力装置，特别是交通运输工具及具有防振要求的机械装置中的减振器。

背景技术：

现代汽车悬架系统中普遍采用液力减振器与弹性元件并联，利用液体流动的阻力来消耗汽车振动的能量。常用的双向作用筒式减振器由储油缸、工作缸、活塞及四个阀等组成，活塞杆顶端与车架固连。在悬架压缩行程中，减振器阻尼力较小，以充分利用弹性元件的弹性来缓和冲击；在悬架伸张行程中，减振器阻尼较大，以迅速衰减弹性元件的振动。但由于它们的阻尼系数及产生阻尼力的阀的开启压力是固定的，阻尼力受活塞运行速度的变化影响很大，实际上存在以下明显问题：

当车辆相对路面凸起情况，即先发生压缩行程后发生伸张行程。在压缩行程中，由于流通阀与压缩阀弹簧较软，油液阻尼力较小，使悬架弹性元件发挥了缓冲作用；在伸张行程中，由于伸张阀弹簧预紧力较大，油液通道截面比压缩行程小，故产生的阻尼力远远超过压缩行程内的阻尼力，减振器发挥了减振作用。安徽科技出版社2001年1月出版的《汽车构造 》对此有较详细的论述。但这种缓冲、减振作用是单向的。因为实际上还存在路面下凹情况，即先发生伸张行程后发生压缩行程，这时减振效果反而恶化。

发明内容：

本实用新型的目的是对现用减振器进行改进，使车辆行驶平稳性明显提高，具体地说，其应该能够达到以下性能：

当活塞离开平衡位置作第一行程时，无论向上或向下，减振器对悬架弹簧阻尼力较小，也即车轮无论遇上路面凹或凸的突变时，减振器都能发挥缓冲作用；

当活塞从两端向平衡位置运行作第二行程时，无论向下或向上，减振器对悬架弹簧阻尼力由大变小，也即车轮自凹向上或自凸向下时，减振器都能发挥减振作用。

本实用新型设计依据是，现有产品活塞上的伸张阀和流通阀的开启压力仅与阀盖弹簧硬度有关，该弹簧套在活塞杆上或阀杆上，当弹簧选定后，开启压力也即确定不变，与活塞运行位置无关。而要达到第二行程良好的减振作用，伸张阀和流通阀的开启压力应该与活塞运行位置有关，因为不同位置对应于悬架弹性元件不同程度的伸张或压缩状态。

本实用新型的设计方案为：

一种变阻尼减振器，包括工作缸、储油缸，装有压缩阀和补偿阀的工作缸缸底经通道与储油缸相通，装在工作缸内的活塞下、上两个端面分别装有伸张阀阀盖和流通阀阀盖，其中至少有一个阀盖上装有复位弹簧，该复位弹簧一端压在阀盖上，另一端座于活塞杆的台阶，其特征在于工作缸上腔或下腔中至少有一腔内还装有变阻弹簧，其一端座于流通阀阀盖和/或伸张阀阀盖，另一端座于工作缸缸顶和/或缸底。变阻弹簧为螺旋弹簧，装于活塞杆之外。工作缸内活塞上下腔还各装有上限位弹簧和下限位弹簧，其中下限位弹簧顶部安装位于圈座上的密封图，该密封圈截面的顶部呈峰状，该圈峰与活塞下端面圆周间隔排列的流通阀孔正对。

本实用新型将现有减振器中活塞上的流通阀和/或伸张阀阀盖的复位弹簧由新的复位弹簧和变阻弹簧替代，而新的复位弹簧硬度比现有复位弹簧小，阀的开启压力低，使第一行程缓冲作用更加明显。而变阻弹簧两端分别装在活塞上的阀盖及缸顶或缸底之间，使阀盖所受压力与运动速度无关，而与活塞的位置有关。活塞越偏离平衡位置，其第二行程返回时阀盖所受压力就越大，油液流通阻力也越大，对悬架弹簧所产生的振动能量消耗就越大，使得振动快速衰减，从而起到到第二行程的减振作用，而无论该行程活塞是相对上行还是下行。位于下限位弹簧上的有圈峰的密封软圈，起辅助增阻作用，当活塞下行压住该密封圈时，由于圈峰与活塞的流通阀孔正对，圈峰被压变形并堵住阀孔一部分，加之限位弹簧开始起作用，阻力明显增大，使第一行程活塞下行至限位行程时，阻力由小变大。而活塞自两端向平衡位置运行时，受压的变阻弹簧逐渐伸张，压力逐渐变小，使第二行程的阻力由大变小；当活塞运行到平衡位置时，变阻弹簧接近或恢复到自由状态，阀盖上的开启压力又只由复位弹簧提供，为下一个第一行程提供低阻状态。本实用新型由于对阀盖开启压力进行变压改进，从而使缓冲、减振效果增大，不平路面对车体振动被有效抑制。

附图说明：

图1为本实用新型双向作用筒式实施例结构；

图2为单变阻弹簧实施例；

图3为充气式减振器实施例；

图4为双杆活塞减振器实施例。

具体实施方式：

参考图1。在储油缸4内装入工作缸5，两者顶端由上缸盖3连接，两者底端由下缸盖12连接。工作缸顶1与缸盖3之间装有密封件2。活塞杆6顶端从缸顶伸出可与车架固连，底端由锁紧螺母18将活塞8锁紧定位。活塞8开有内外两圈间隔排列的通孔A、B，其中通孔A为伸张阀孔；通孔B为流通阀孔，斜向开孔。向活塞俯视时，内圈间隔排列的是孔B，外圈排列的是孔A，从活塞仰视时，孔A、孔B则在相反位置。因活塞为现有技术结构，附图未单独画出。活塞8上下端面分别有流通阀盖21和伸张阀盖20，分别封盖流通阀孔B和伸张阀孔A。由套在活塞杆6上的上下复位弹簧22和19的远端分别承座于活塞杆6及锁紧螺母18的台阶，近端分别压在流通阀盖21和伸张阀盖20。复位弹簧22和19弹力小于现有技术中的复位弹簧，其对阀盖提供的预置压力即开启压力较小，使活塞8在离开平衡位置的第一行程中，上下油腔中的油液可以较小的阻力流通而使活塞快速反应，对悬架起缓冲作用。

本实施例创新之处是在伸张阀盖20、流通阀盖21上分别还压有下、上变阻弹簧17和23，其远端分别承座于工作缸底11和工作缸顶1，从而使活塞8上下位置变化直接影响阀盖的开启压力。活塞8越远离平衡位置，被压缩的变阻弹簧对阀盖20或21的压力就越大。当活塞8从远端向平衡位置运动时，由于阀盖所受压力比通常大得多，上下油腔油液流通阻力很大，阻滞的活塞杆6对悬架弹簧施加反向作用力，从而起到减振作用。

下、上限位弹簧7和9的设置通常是为避免在剧烈振动时，活塞过度、快速向远端运行时对活塞施加反向弹力，以减轻过度振动。本实施例在下限位弹簧9上安装一端面有环槽的垫片形圈座15，O形橡胶密封圈16卡在该圈座的环槽内，密封圈16上环面制成尖峰状，且位置与活塞流通阀孔B下端口正对。当活塞8以过快的速度下行时，密封图16尖峰被挤压并部分封住通孔B下端口，使下油腔油液向上油腔的流动阻力增大，以减缓剧烈振动。

下面以车辆在下凹路面所发生的过程作进一步描述。

活塞8原处于平衡位置(相当于油缸中部)，这时上下变阻弹簧23、17均处于接近自由状态，上下油腔无油流通。当车轮突然下落时，悬架弹簧被伸长，活塞从静载荷点相对上行，即第一行程，这时下变阻弹簧17更处于自由状态，甚至与阀盖20脱离接触，上油腔容积减小，油压增大，流通阀孔B被关闭。伸张阀盖21因所受较轻的复位弹簧19压力而被打开，上油腔内的油液快速经伸张阀孔A流向下油腔，使活塞8快速上行，对悬架起缓冲作用，同时储油缸4中的油液推开补偿阀14流入下油腔进行补充，活塞8越往上行，变阻弹簧23被逐步压缩开始增加压力，实现活塞越偏离平衡位置，开启压力越大，为下一行程作好准备。

当车轮从路面凹处开始上升，缸体随着上升，悬架弹簧进入第二行程开始缩短，活塞相对下行。这时下腔油液应该进入上腔，但由于上变阻弹簧23及复位弹簧22仍共同对流通阀盖21施压，阻力较大，一部份相应定量的油液只能从压缩阀10经通道E进入储油缸4，及从活塞中的常通缝隙进入上腔，活塞下行速度较慢，当下降到下腔油压足以打开流通阀盖21(因为上变阻弹簧23在伸张过程中压力逐渐变小)并开始流通，阻力越来越小，直到活塞返回到平衡位置，实现活塞在向平衡位置运行时，对悬架弹簧的阻尼作用由大变小，将悬架弹簧振动周期在相当短的时间内衰减掉，从而实现了减振功能。同理，当路面先凸后凹而产生的二个行程，减振器都能较好地实现缓冲和减振作用，所不同的是密封圈16的作用，在偏离平衡位置下端，活塞运行的阻力更大。图中标记13为下吊环，用于与车轿连接。

为使工作稳定，减少噪音，变阻弹簧上端和/或下端可加装橡胶垫，变阻弹簧应的一端与承座体固定。

参照图2。与图1结构相比，工作缸5上腔内仅有上限位弹簧7，下腔内但只有下变阻弹簧17，活塞8下端面的伸张阀盖20无承座于活塞杆6上的复位弹簧19，而直接用有预置压力的下变阻弹簧17对阀盖20施压，但弹簧17下端承座于垫圈形压板24，压板24下环面与工作缸底11的压缩阀10阀杆相顶，压缩阀10下端面与座在缸底的复位弹簧29相顶。其工作原理为：在第一行程时，比如活塞8相对向上运行，由于变阻弹簧17从预置压缩状态向自由状态变化，作用在阀盖20上的压力逐渐变小，因此它的阻尼力也逐渐减少；而当活塞8向下运行时，由于变阻弹簧17有预置压力及油压升高，其作用在压缩阀盖10上的压力逐渐增大，直到克服复位弹簧29的压力，使阀盖10上的开启压力反而减少，从而阻尼力也随之降低；当第二行程时，比如活塞从底部相对上行，由于变阻弹簧17作用在阀20上的压力由最大逐渐减少，因此使阻力也随之由最大逐渐减少；同时，当活塞由顶部向中间运行的第二行程时，变阻弹簧17作用在阀盖10上的压力也由最小逐渐增大，反而使阀盖10的开启压力随之由大到小，阻力同时由大到小。该实施例也具有较好的缓冲、减振效果，但比图1双向结构略差。

参照图3单筒充气式减振器。上变阻弹簧23位于上腔的流通阀盖21和缸顶1之间，套于活塞杆6外，下变阻弹簧17位于活塞下腔的伸张阀盖20与浮动活塞25之间，F为高压气室。当活塞8上下移动时，上下变阻弹簧23或17弹力产生变化，导致阀盖21或20开启压力随之变化，从而达到控制油液阻力之目的。由于采用浮动活塞25，可省略压缩阀和补偿阀，结构更为简化；高压气室能减少高频振动，降低噪音。

图4所表示的等径双杆活塞减振器，其结构原理与图1所示结构图类同，更适应摩托车配置。

Claims (3)

1、一种变阻尼减振器，包括工作缸(5)，装在工作缸(5)内的活塞(8)下、上两个端面分别装有伸张阀阀盖(20)和流通阀阀盖(21)，其特征在于工作缸(5)上腔或下腔中至少有一腔内还装有变阻弹簧，其一端座于流通阀阀盖(21)和/或伸张阀阀盖(20)，另一端座于工作缸缸顶(1)和/或缸底(11)。

2、根据权利要求1所述的变阻尼减振器，其特征在于变阻弹簧为螺旋弹簧，套于活塞杆(6)之外。

3、根据权利要求1所述的变阻尼减振器，其特征在于工作缸(5)内活塞(8)上下腔还各装有上限位弹簧(7)和下限位弹簧(9)，其中下限位弹簧(9)顶部安装位于圈座(15)上的密封圈(16)，该密封圈(16)截面的顶部呈峰状，该圈峰与活塞(8)下端面圆周间隔排列的流通阀孔(B)正对。

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