CN101074713A - 液压减震器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压减震器。液压减震器包括缸体、杆和活塞。缸体形成为带有敞开前部的圆筒形，并且形成液压减震器的外形。杆具有***到缸体内的后端和从缸体突出的前端。杆依据与碰撞物体的接触选择性地向前和向后移动。活塞设置在缸体内并安装于杆的后端，并且与杆一起向前和向后移动。缸体包括在其内圆周上形成的倾斜部分。倾斜部分倾斜为使得缸体的内径沿向后的方向逐渐减小。作为油的流动通道的孔的面积根据活塞的向前和向后的运动改变。

Description

液压减震器

技术领域

本发明涉及一种液压减震器，并且尤其涉及如下液压减震器，其缸体的内圆周上具有倾斜部分并且活塞能选择性地靠近倾斜部分设置，其中位于活塞外部的孔控制流经该孔的油量。

背景技术

液压减震器是一种使用流体的紊流阻力(与速度的平方成比例的阻力)作为减震力的减震器。流体通常使用工作流体。流体阻力借助于自致动阀产生，该自致动阀控制用于流体的孔(限定在隔板中的通孔)或者通道的面积。

这样的液压减震器可分成直线型减震器和杠杆型(lever-type)减震器，其中直线型减震器构造为活塞，杠杆型减震器构成为枢转翼或者活塞配置。汽车减震器和支柱都是液压减震器的形式，并且直线型减震器通常用于这种应用。液压减震器也用于铁路车辆，飞行器的起落装置，管道减震以及用于打开的门的减震。

图1是根据现有技术的液压减震器的立体图，并且图2是示出根据现有技术的液压减震器的内部结构的剖视图。参照图1和2，液压减震器具有形成其外部形状的缸体10，并且作为工作流体的油O填充在缸体10内部。

缸体10是密封的，并且活塞12设置在该缸体中。活塞12一般为圆盘形或圆柱形，并且在填充有流体或油O的缸体10内来回地移动。

孔14穿过活塞12的中心在其内部形成。孔14从活塞12的前部到后部以预定的直径形成，为油O的运动提供通道。

圆柱形杆16设置在缸体10的前部(在下文中为在图2中观察的左侧)。杆16安装为穿过缸体10的前表面。就是说，杆16的前端暴露在缸体10前部的外面。

活塞环20进一步围绕活塞12的外圆周设置以控制油O的流量，并且用于将活塞12向前推的压缩弹簧22设置在活塞12后部(在下文中为在图2中观察的右侧)。

用于支撑杆16的杆导24设置在缸体10内部的前方，用于防止油O泄漏的油封26进一步安装在杆导24的前面。

现在描述根据现有技术的上述结构的液压减震器的操作说明。

当外力施加到杆16的前部时，活塞12向后移动。这里，填充在活塞12后部的隔室中的油O受压。然而，因为油O是非压缩流体，所以当活塞12被压缩时油O流经孔14到达活塞12前面的隔室。

移动穿过孔14到达前部的油O量通过孔14的尺寸控制。因此，油O的阻力被液压减震器用于吸收外部冲击的碰撞能量。

液压减震器设计为改变缸体10的体积、孔14的尺寸以及油O的粘度以获得足够量的减震。而且，设计为保持预定的孔14尺寸和油粘度的液压减震器具有一定量的与引发体部的外部撞击的碰撞力成比例的减震能力。

因此，外部碰撞物体的碰撞速度越高(或者碰撞能量越高)，则液压减震器相应的反作用减震越大。减震器的这种自调节特性是其为了提供相应于大碰撞能量的大减震力以做出适当反应的天性。

在下面描述根据现有技术的油减震器的减震能力的变化，如在图3中所示。

图3是示出根据现有技术的液压减震器的减震力的曲线图。x轴表示活塞的行程S，并且y轴表示减震力。如在图3中所示，当门或者其它碰撞物体与液压减震器相撞时，碰撞速度在撞击的时刻最大，这时液压减震器产生其最大减震力F_D。

这里，当碰撞速度增大时处于最大值的减震力F_D变得更大，所以大减震力F_D迅速减小碰撞物体的移动速度。因此，在行程S的行程上发生的减震中，在开始时施加了最大的减震力F_D之后，减震力F_D突然减小。

然而，在根据现有技术的上述液压减震器中存在下列问题。

在根据现有技术的液压减震器中，减震力由活塞12(或碰撞物体)的速度、孔14的尺寸、缸体10的横截面面积以及油O的粘性确定。这些变量中，孔14的尺寸、缸体的横截面面积以及油O的粘性是在设计阶段固定的变量，其中它们被调节到适合于减震器所使用的预期环境的水平。

因为门或者其它碰撞物体的碰撞速度可依据用户对物体的处理或者其它环境因素而改变，所以物体不总是以相同的方式作用在液压减震器上。

因此，如果碰撞物体的碰撞速度比减震器的设计碰撞速度更快，那么碰撞物体的运动能量将更大并且从而由液压减震器在撞击开始时提供的减震力将变得更大。

因此，尽管液压减震器可吸收碰撞物体的运动能量以消震，但是在撞击开始时施加的大的吸震力可能产生噪音。在这种情况下，不仅损害了液压减震器的其中一个主要功能(噪音减小)，而且噪音会激起用户的不满。

同样，由于在与碰撞物体的撞击起始时产生了大的吸震力，所以可能损坏门或其它碰撞物体，损坏液压减震器，并且可能出现其它问题。

发明内容

因此，本发明提出一种液压减震器，其基本上消除了由于现有技术的局限和缺点引起的一个或多个问题。

本发明的目的是提供一种液压减震器，该液压减震器在缸体的内圆周上带有倾斜部分并且活塞选择性地靠近倾斜部分设置，其中位于活塞外部的孔控制流经该孔的油量。

本发明的另外的优点、目的和特征部分将在随后的说明书中论述，部分在研究下文时对本领域的普通技术人员将是明显的或者可以从本发明的实践中学习。本发明的目标和其它优点可以通过在书写的说明书和其权利要求以及附图中特别指出的结构实现和获得。

为了实现这些目的和其它的优点并且根据本发明的意图，如在本文中实施和广泛描述的那样，提供了一种液压减震器，包括：缸体，其形成为带有敞开前部的圆筒形，并且形成液压减震器的外形；杆，其具有***到缸体中的后端和从缸体突出的前端，所述杆根据与碰撞物体的接触选择性地前后移动；以及活塞，其设置在所述缸体内并且安装到所述杆的后端，用于与所述杆一起向前和向后移动，其中所述缸体包括形成在其内圆周上的倾斜部分，所述倾斜部分倾斜为使得缸体的内径沿向后的方向逐渐减小，并且作为油的流动通道的孔的面积根据所述活塞的向前和向后的运动改变。

因此，因为根据本发明的液压减震器的孔形成在缸体的内圆周和活塞的外圆周之间，所以用于形成该孔的结构能更简单地制造，所以整个制造成本降低并且产量增加。

而且，通过将形成该孔的倾斜部分设置有斜度，当活塞向后行进时该孔的尺寸减小，所以减震力能够增加。

因此，在高碰撞速度的情况下，因为在倾斜部分前部时，孔的面积比较大，因此能够减小碰撞初始时的吸震力，所以减震过程继续到孔的面积减小的部分。因此，减震的过程延长了。

因此，即使在碰撞物体的碰撞速度较高的情况下，也能够防止由碰撞产生的噪音，并且门和其它碰撞物体的速度能够通过震动的连续吸收而得以控制。

因此，带有由用户环境中的各种因素导致的不同碰撞速度的物体在减震期间能够减小到相同的速度以产生相同的减震作用。总之，液压减震器能够有效地处理各种用户环境引起的碰撞速度。

而且，通过防止由高速物体的碰撞产生的噪音，能防止由于过分噪音导致的用户不满。

应该明白，本发明前述的概括说明和下列的详细说明是示例性的和解释性的并且意在提供要求保护的发明的进一步解释。

附图说明

包含用以为本发明提供进一步理解并且被并入且构成该申请一部分的附图示出本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据现有技术的液压减震器的立体图；

图2是示出根据现有技术的液压减震器的内部结构的剖视图；

图3是示出根据现有技术的液压减震器的减震力的曲线图；

图4是根据本发明优选实施方式的液压减震器的分解立体图；

图5是示出根据本发明优选实施方式的液压减震器的内部结构的剖视图；

图6是示出根据本发明优选实施方式的其上施加有外力的液压减震器的内部结构；

图7和8是根据本发明优选实施方式的液压减震器的放大剖视图，示出在外力施加到液压减震器上时其内油的流动；

图9是当外力从液压减震器上去除时根据本发明优选实施方式的液压减震器的剖视图；

图10是根据本发明优选实施方式的液压减震器的放大剖视图，示出在外力从液压减震器上去除时其内油的流动；

图11是示出根据本发明优选实施方式的液压减震器的减震力变化的曲线图；以及

图12是示出根据本发明另一实施方式的液压减震器的内部结构的剖视图。

具体实施方式

现在详细参照本发明的优选实施方式，其示例在附图中示出。然而，本发明可以以多种不同的方式实施并且本发明不应该理解为限制于本文所述的实施方式。

图4是根据本发明优选实施方式的液压减震器的分解立体图，图5是示出根据本发明优选实施方式的液压减震器的内部结构的剖视图。

参照图4和图5，液压减震器具有由缸体100形成的外部，该缸体在其前部是敞开的(参见图4和5)。缸体100的内部设有活塞200、杆300、杆导600等(它们将在下面详细说明)。当这些部件在缸体100内来回移动时，缸体100的内部填充有作为工作流体的油O。

倾斜部分120形成在缸体100的内表面上，朝向缸体100的后部缸体的内径逐渐变窄(参见图4和5)。

倾斜部分120与活塞200(将在下面描述)的外圆周形成了供油O流过的孔140，其被限定为间隙。孔140的尺寸能够通过活塞200的运动调节，活塞的运动确定了活塞200的外部和倾斜部分120的内表面之间间隙的变化。孔140是用于流动油O的通道，并且油O的流量根据孔140的尺寸确定。

倾斜部分120可以形成在从缸体100的前部到其后部的整个内表面上，或者可以形成为在活塞200的前后运动、或行程S的区域上延伸。

而且，倾斜部分120可根据需要形成有单个斜面或者多个倾斜区域122和124。这里，每个倾斜区域122和124可以形成为具有不同的斜率，并且可以根据液压减震器的吸震特性以各种方式设计。

因此，在倾斜部分120的内表面和活塞200的外表面之间形成的孔140的面积在每个倾斜区域122和124上分阶段减小，所以根据相应的倾斜区域122和124的倾斜，孔140的面积朝向后部减小。

形式为预定长度的圆柱体的杆300***到缸体100的敞开的前部。根据与待减震物体的接触，杆300能够选择性地移入或移出缸体100。

杆300的前端通过从缸体100的前部突出而暴露，并且杆300的后端穿过缸体100的敞开的前表面***到缸体100内。因此，当待减震物体接触杆300的前端时，杆300向后移动并且***到缸体100内。

活塞200安装于杆300的后端。活塞200(形状大约为圆柱形)与杆300一起在缸体100内前后移动。为了选择性地控制穿过缸体100的内表面和活塞200的外表面之间形成的孔140的油O的流量，缸体100的内表面可以选择性地分成不同的尺寸。

相应地，缸体100的内部被活塞200分成位于活塞200前面的前部空间F和位于活塞200之后的后部空间B，其中前部空间F和后部空间B的各自体积根据活塞200的运动是可变的。

杆保持部分220一般说来在活塞200前表面的中央向后凹陷。杆保持部分220用于固定地保持圆柱形杆300的后端，并且相应于杆300的外形成形。杆保持部分220的直径可以形成为略小于杆300的外径以便将杆300压配合到杆保持部分中。

绕着活塞200大约中央处的外圆周安装有活塞环242，以能够相对于活塞200进行微小的运动。活塞环242形成为外径略小于缸体100内径的环。

相应地，活塞环242的外表面形成活塞200的最外面的部分，所以孔140形成在活塞环242的外圆周和缸体100的内圆周即倾斜部分120之间，所以在活塞200的前后运动期间油O的流动通过孔的运动控制。

用于安装活塞环242的环安装部分240形成在活塞200的外圆周的中央(活塞环242将安装在其上)。环安装部分240凹陷到活塞200中预定深度以能够容纳活塞环242并且凹陷到能够与活塞环242的内表面实现微小间隙的深度，并且环安装部分240还形成有超过活塞环242宽度的宽度，这样当活塞200前后移动时，活塞环242可根据油的阻力在环安装部分240内移动。

用于支撑压缩弹簧400(将在下面描述)前端的支撑片260形成在环安装部分240的后面。支撑片260形成为从活塞200的外圆周垂直向外突出，并且围绕活塞200的外圆周以预定的间隔径向地形成为多个。因此，支撑片260支撑如下所述的压缩弹簧400的压力，同时形成允许油O流过相应的支撑片260之间的空间的通道。

用于插在弹簧400上的弹簧***部分280形成为从支撑片260的后部向后突出。弹簧***部分280的外圆周可以形成为小于压缩弹簧400的内圆周，以便将压缩弹簧400插在弹簧***部分280上。

插在弹簧***部分280上的压缩弹簧400用于在活塞200前后移动期间提供压缩，并且压缩弹簧400形成为具有预定的长度，并且是压缩螺旋弹簧，该压缩螺旋弹簧在力施加到其上时受到沿其线圈的中心方向的压缩力。

压缩弹簧400的前端插在形成为从活塞200的后部突出的弹簧***部分280上，并且压缩弹簧的后端安装成与缸体100的内表面接触，所以压缩弹簧400能够根据活塞200的运动选择性地压缩。

缸体100的敞开的前表面通过盖500密封。盖500的中央部分限定出穿过杆300的盖孔520。而且，油封540设置在盖500后面以接触盖500的后表面。

油封540用于防止油O泄漏到缸体100外部，并且具有传统的油封结构。油封孔542形成在油封540的大约中央处用以通过杆300。

杆导600设置在油封540后面，用于引导杆300以防止杆300的偏心运动。杆导600一般说来是圆柱形的，并且在其大约中央处形成从前到后的杆导孔620。因此，杆300安装成穿过杆导孔620以便在前后运动期间通过杆导孔620引导。

平衡构件640设置在杆导600的外圆周处。平衡构件640由海绵或类似的其中形成有许多孔的材料形成，所以当杆***或者伸出时，平衡构件能够通过油O的压力压缩或复原，从而在缸体100内保持了一致的体积。

用于安装平衡构件640的构件安装部分642凹陷到杆导600的外圆周内，使得平衡构件640能够保持在其中。止动片660形成为在杆导600的后端处垂直向外突出。

止动片660支撑平衡构件640的后端以防止平衡构件640脱开，同时形成用于压缩平衡构件640的油O的流动通道。围绕杆导600的外圆周以预定的间隔径向地形成有多个止动片660。

下面参照附图描述根据本发明的上述结构的液压减震器的操作。

图6是示出根据本发明优选实施方式的其上施加有外力的液压减震器的内部结构的剖视图，图7和8是根据本发明优选实施方式的液压减震器的放大剖视图，示出在外力施加到液压减震器上时其内油的流动。

参照图6至8，当碰撞物体以预定碰撞速度与杆相撞时，杆300向内***到活塞200中，同时活塞200向后移动。

由于活塞200的向后运动，后部空间B中填充的油O沿着倾斜部分120和活塞环242之间形成的孔140沿向前的方向流动。

当油O向前移动时，活塞环242通过油O的阻力压靠在环安装部分240的前端，并且与活塞200一起向后移动。

这里，倾斜部分120形成为具有预定的斜度，因此当活塞200向后移动时，活塞环242和倾斜部分120之间的距离减小。因此，孔140的横截面面积减小使得油阻力增加，从而增加吸震力的量。

当活塞环242通过第一倾斜区域122并且到达第二倾斜区域124时，因为第二倾斜区域124的斜率更大，所以当活塞200移动时孔140的尺寸突然减小，所以减震力突然增加。

活塞200的向后运动导致压缩弹簧400被压缩预定的长度。因此，安装在杆导600上的平衡构件640被压缩了活塞200进入到缸体100中的数量。这样，平衡构件640能够保持缸体100内的体积一致。

下面详细描述另一种方式，其中根据本发明的液压减震器能够施加减震力用于不同地减缓由碰撞物体的速度导致的震动。

在碰撞物体高速撞击减震器时的撞击起始点，在带有比较大的孔140的倾斜部分120的前部，活塞200施加了小的吸震力，所以高速行进的活塞200逐渐减速和衰减。

而且，当活塞200继续向后移动时，由于倾斜部分120的斜度，孔140的尺寸逐渐减小。因此，逐渐增加的减震力施加到活塞200上以继续阻尼活塞200。

当活塞200在行程S内完成其向后运动时，活塞环242处于最靠近倾斜部分后端的位置。这时，没有进一步的吸震力施加到活塞200上，因此完成冲击减震。

虽然没有详细地描述，但是在倾斜部分120被分成多个倾斜区域122和124的情况下，每个倾斜区域122和124中的斜度提供了向后增加的减震力。如在图中所示，当第二倾斜区域124的斜度大于第一倾斜区域122的斜度时，在倾斜部分120的第一倾斜区域122和第二倾斜区域124之间出现了减震力的突然减小。

接下来，图9是当外力从液压减震器上去除时根据本发明优选实施方式的液压减震器的剖视图，图10是根据本发明优选实施方式的液压减震器的放大剖视图，示出在外力从液压减震器上去除时其内油的流动。

参照图9和图10，当碰撞物体的碰撞导致杆300完全***到缸体100中时，活塞200位于其最后面的位置。在这种状态下，压缩弹簧400被最大地压缩。

在这种状态下，当接触杆300的碰撞物体除去时，压在杆300上的力也除去，因此杆300和活塞200通过压缩弹簧400的偏压向前移动。

这里，当活塞200向前移动时，前部空间F中的油流向后部空间B。

更详细地，当活塞200向前移动时，安装在活塞200上的活塞环242压靠在环安装部分240后端处的支撑片260。

这里，支撑片260以规则的间隔形成为多个，使得油流经多个支撑片260之间的空间并且在通过活塞环242之后流入前部空间F。

当然，油O还向前流经活塞环242的外圆周和倾斜部分120之间的孔140，容易实现了活塞200的向前移动。

也就是说，因为油O流经的空间比活塞200向后移动时的空间更大，所以油O的流动更自由，因此活塞200以较小的阻力向前移动。

因为杆300从缸体100内突出到缸体外部，所以缸体100内的体积减小。这里，油O压力的减小导致被压缩的平衡构件640复原，因此，保持了缸体内的体积平衡。

将参照图11描述根据本发明优选实施方式的油减震器的减震力的变化。

图11是示出根据本发明优选实施方式的液压减震器的减震力变化的曲线图。这里，x轴表示活塞行程，并且y轴表示减震力。

参照图11，当门或者其它碰撞物体与减震器相撞时，在撞击的起始点，减震力F_D是最大的，以阻尼碰撞物体。当活塞200行程S上行进时，产生减震。

这里，在穿过行程S的过程中，减震力F_D逐渐减小，并且减震力F_D的曲线形成逐渐下降的弯曲。

也就是说，根据碰撞物体的速度的逐渐减小，因为在行程S的后部，倾斜部分120的斜度减小了孔140的横截面面积，所以防止了减震力F_D突然下降。

因此，根据本发明的液压减震器提供了逐渐减小的减震力F_D，使得门或其它碰撞物体能够在碰撞初始阶段快速行进并且然后以逐渐减低的速度行进。

当比较图11和图3中的情况时，整个面积-即，运动能量的数量-是相同的；然而，在图11中减震力F_D更加逐渐变化，与图3相比，通过降低减震力F_D实现了更光滑的减震效果。

根据本发明的油减震器可以以不同于上述实施方式的各种方式不同地实施，将在下面参照附图描述其中一些实施方式。

同样，根据本发明的其它实施方式不仅包括形成在气缸100中的倾斜部分的结构，而且包括除上述结构之外的相同的液压减震器整体配置。

因此，那些已经在上述实施方式中描述过的相似部件的详细说明将不再重复。

图12是示出根据本发明另一实施方式的液压减震器的内部结构的剖视图。如在图12中所示，在缸体100的内圆周中形成的倾斜部分120′沿着缸体100的整个内圆周从前到后形成。

也就是说，倾斜部分120′形成为从缸体100内圆周的前部到后部倾斜，并且具有渐进的斜面，该斜面以预定的斜度朝向后部变窄(横截面宽度)。

因此，当活塞200朝后移动时，孔140的尺寸逐渐减小，所以当碰撞物体与减震器相撞时，减震力增加。

本领域的技术人员应该明白在本发明中能够做出各种修改和变型。因此，期望本发明覆盖落入本发明所附权利要求及其等同物范围内的各种本发明的修改和变型。

例如，在本发明的实施方式中，杆300形成为接触碰撞物体；然而，也可以进一步包括用于接收杆300和活塞200端部的缸体导向件。在这种情况下，缸体100的后端接触碰撞物体，并且构造为***到缸体导向件内。

而且，液压减震器的安装方法可以包括整体形成带有减震器的适配器或者形成与门铰链成一体的减震器等。

而且，虽然在本发明的实施方式中活塞环242安装在活塞200的外圆周上，但是依据需要，活塞环242可以省略。这时，孔140可以通过活塞200和倾斜部分120形成。

Claims (7)

1.一种液压减震器，包括：

缸体，其形成为带有敞开前部的圆筒形，并且形成所述液压减震器的外形；

杆，其具有***到所述缸体中的后端和从所述缸体突出的前端，所述杆根据与碰撞物体的接触选择性地向前和向后移动；以及

活塞，其设置在所述缸体内并且安装到所述杆的后端，用于与所述杆一起向前和向后移动，其中

所述缸体包括形成在其内圆周上的倾斜部分，所述倾斜部分倾斜为使得所述缸体的内径沿向后的方向逐渐减小，并且作为油的流动通道的孔的面积根据所述活塞的向前和向后的运动改变。

2.如权利要求1所述的液压减震器，其中所述倾斜部分沿着所述缸体的整个内圆周形成。

3.如权利要求1所述的液压减震器，其中所述倾斜部分形成在行程内，所述行程是所述缸体内的活塞能够在其中前后移动的区域。

4.如权利要求2或3所述的液压减震器，其中所述倾斜部分包括多个具有不同斜度的倾斜区域。

5.如权利要求4所述的液压减震器，其中所述多个倾斜区域具有各自的斜度，所述斜度在所述倾斜部分内沿向后的方向增加。

6.如权利要求2或3所述的液压减震器，其中所述活塞包括活塞环，所述活塞环形成为环形并且围绕所述活塞的外圆周安装以沿所述活塞的外圆周移动，所述活塞环用于控制所述孔的面积。

7.如权利要求6所述的液压减震器，其中所述活塞还包括向内凹陷在所述活塞的外圆周中的环安装部分，所述环安装部分用于保持所述活塞环以使其能够在所述环安装部分中移动。

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