CN2731174Y - 多用途节流口式可调阻尼减振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及采用电子控制式调节内部节流结构的多用途节流口式可调阻尼减振器。其由步进电机、霍尔传感器块、阀芯杆、阀芯、空心活塞杆、节流口和通液双头螺杆共同构成节流口可调装置，阀芯杆带动阀芯发生转动，节流口与阀芯相对位置随之变化，使可调节流口面积发生改变，最终改变减振器阻尼系数。步进电机驱动阀芯杆调节阀芯位置，霍尔传感器可以精确定位可调节流口位置及测量减振器工作状态，双头通液螺杆连接活塞和空心活塞杆，同时实现可调节流口装置的通流。其优点是应用范围广泛，阻尼系数连续可调且范围较大，响应较迅速，可适用于多种不同控制策略要求下的半主动悬架控制或被动悬架性能优化试验，用途广泛。

Description

多用途节流口式可调阻尼减振器

技术领域

本实用新型专利涉及车辆部件，特指一种采用电子控制式调节内部节流结构的多用途节流口式可调阻尼减振器，可实现减振器阻尼系数的连续可调，在车辆行驶时可根据实际路面状况改变悬架的阻尼，从而实现车辆对平顺性和安全性的双重要求。

背景技术

目前，国内外车辆普遍采用固定阻尼和刚度值的被动悬架，不能满足在不同路面行驶条件下车辆对平顺性和安全性的双重要求，通过优化设计对悬架性能的改善极其有限。阻尼可调半主动悬架突破了被动悬架的限制，在低能耗的前提下实现悬架性能的有效改善。可调阻尼减振器是半主动悬架系统核心元件之一，其控制方式可分为阻尼实时无级可调、阻尼根据路况无级可调和根据路况有级可调。可调阻尼减振器根据半主动悬架电控部分选择的控制策略进行工作，目前常用的控制策略有天棚阻尼控制策略、最优控制、自适应控制、模糊控制及神经网络控制等，目前呈现多种控制策略结合和智能化发展趋势。

目前国内尚没有可调阻尼减振器应用于实车，其主要存在的问题有：(1)国外已有应用实例，但是结构复杂生产成本较高，仅在少数高档轿车中使用，难以在国内普及；(2)现有可调阻尼减振器多数为两级或多级阻尼可调，阻尼调节范围有限，控制效果较差；(3)国内已有的可调阻尼减振器多数由被动悬架减振器进行改装，设计简陋结构不合理，难以胜任半主动悬架控制要求；(4)节流口结构设计为可调阻尼减振器设计关键之一，由于缺乏理论分析指导，现有可调节流口结构设计不合理，对控制效果影响较大；(5)可调阻尼减振器开发大大落后于半主动悬架控制策略的研究，而两者的匹配关系的研究一直被忽略，阻碍了国内半主动悬架在实车方面的应用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多用途节流口式可调阻尼减振器，在较大范围内实现阻尼连续可调，满足半主动悬架实车控制要求，同时在任一节流口开度下可等同于固定阻尼系数的被动悬架减振器。

实现本实用新型的目的的技术方案为：

分析筒式液力减振器节流结构对阻尼系数的影响，结合大多数控制策略对可调阻尼减振器的控制要求，设计新型结构的可调阻尼节流口结构。

该减振器包括固定于减振器防尘罩里的步进电机及与其相连的减振器筒，减振器筒从外到里套设储油筒、带底阀的工作缸、活塞杆，其特征在于采用内部设有带阀芯杆的空心活塞杆，阀芯杆与阀芯固定连接，空心活塞杆上设有节流口与阀芯配合形成可调节流口，在步进电机及阀芯杆之间设有霍尔传感器块，双头通液螺杆连接活塞和空心活塞杆，同时实现可调节流口装置的通流。在活塞与紧固螺母之间存在拉伸阀片构成的拉伸阀。

其中阀芯可设计成圆柱楔形，节流口为与之配合的一圆槽型孔，两者相对位置发生变化组成可调的节流口。

其工作过程如下：

当车辆行驶在不同路面时，半主动悬架控制器根据检测到的信号对可调阻尼减振器的步进电机发出控制脉冲，步进电机驱动阀芯杆进行节流口调整改变减振器阻尼系数，最终获得理想悬架减振力。当步进电机驱动的阀芯位置发生偏离时，霍尔传感器块可测得偏离量并反馈给外部的控制器，由控制器控制步进电机进行纠正。此外，当该可调阻尼减振器用作被动悬架性能试验时，可调节流口可固定在某些需要的位置，此时阻尼系数随之确定。

该实用新型的特点为：

(1)结构简单及加工方便，可靠性强。

(2)当阀芯转动时，可调节流口面积变化呈近似线性，使减振器阻尼系数发生连续变化，变化趋势较平缓，阻尼变化范围较大，能较精确获得步进电机转角和节流口变化关系。

(3)能满足大多数的控制策略对节流口变化的要求，便于可调阻尼减振器与半主动悬架系统的匹配。

(4)当阀芯固定在某位置时，可调阻尼减振器可等同为某一固定阻尼值的被动悬架减振器，将其运用于车辆悬架性能优化实车试验，大大降低试验成本。

该实用新型突出的优点是能结合多种半主动悬架控制策略进行控制，同时也能应用于被动悬架性能优化试验研究，可以使半主动悬架实车应用和推广成为现实。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明：

图1是根据本实用新型的一个实施例的示意图。

图2为可调节流口结构中楔形阀芯的示意图。

图3为图2的左视图。

图4为可调节流口结构中长槽型节流口的示意图。

图5为图4的左视图。

图6为双头通液螺杆示意图。

图7为本实用新型实施例的步进电机转角与减振器阻尼系数变化的关系曲线。

1-步进电机 2-霍尔传感器块 3-阀芯杆 4-阀芯 5-工作缸 6-拉伸阀 7-底阀 8-压缩阀 9-防尘罩 10-空心活塞杆 11-节流口 12-储油筒 13-活塞 14-双头通液螺杆 15-紧固螺母 16-连接杆头

具体实施方式

如图1所示，本实用新型实施例中的工作缸(5)、底阀(7)和储油筒(12)等可以采用被动悬架减振器零件作为借用件。

其包括固定于减振器防尘罩里的步进电机(1)及与其相连的减振器筒，减振器筒从外到里套设储油筒(12)、带底阀(7)的工作缸(5)及活塞杆，其特征在于活塞杆为内部设有带阀芯杆(3)的空心活塞杆(10)，阀芯杆(3)与阀芯(4)焊合，阀芯(4)呈圆柱楔形，节流口(11)为空心活塞杆(10)上一圆槽型孔，两者相对位置发生变化组成可调的节流口。在步进电机(1)及阀芯杆(3)之间设有霍尔传感器块(2)，用于精确定位可调节流口位置及量测减振器工作状态。

空心活塞杆(10)与活塞(13)的配合通过增加一段中空双头螺杆(14)获得。阀芯(4)与空心活塞杆(10)之间通过控制配合面表面精度及增加密封圈的方法进行密封。

在活塞(13)与紧固螺母(15)之间设有拉伸阀(6)，由圆薄板拉伸阀片构成的。

目前现有的可调阻尼减振器一般能实现可调阻尼系数范围为1.0KN.s/m～2.0KN.s/m，实测例试验结果显示：本实用新型能达到0.9KN.s/m～3.6KN.s/m，如图7所示。

本实用新型能在较大范围内实现阻尼系数连续可调，不仅能适应大多数半主动悬架控制策略的要求，加快了半主动悬架成功装车的步伐，而且还能作为被动悬架性能优化试验的试验器械加以利用，用途较广泛且能大大降低试验成本。

Claims (3)

1.一种多用途节流口式可调阻尼减振器，它包括固定于减振器防尘罩(9)里的步进电机(1)及与其相连的减振器筒，减振器筒从外到里套设储油筒(12)、带底阀(7)的工作缸(5)及活塞杆，其特征在于活塞杆为内部设有带阀芯杆(3)的空心活塞杆(10)，阀芯杆(3)与阀芯(4)固定连接，空心活塞杆(10)上设有节流口(11)与阀芯(4)配合形成可调节流口，在步进电机(1)及阀芯杆(3)之间设有霍尔传感器块(2)，在活塞(13)与紧固螺母(15)之间存在拉伸阀片构成的拉伸阀(6)。

2.根据权利要求1所述的一种多用途节流口式可调阻尼减振器，其特征在于阀芯(4)呈圆柱楔形，节流口(11)为空心活塞杆(10)上一圆槽型孔，两者相对位置发生变化组成可调的节流口。

3.根据权利要求1所述的一种多用途节流口式可调阻尼减振器，其特征在于空心活塞杆(10)与活塞(13)之间采用中空的双头通液螺杆(14)连接。

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