CN101451586A - 减震器 - Google Patents

Abstract

公开了一种减震器，用于根据路况缓冲传递给车辆的震动。减震器包括缸和活塞阀，活塞阀设置在缸内，并连接到活塞杆，以将所述缸分成第一腔和第二腔。减震器还包括：形成在活塞杆内的中空腔；浮动活塞，设置在中空腔内，以上下移动，并将中空腔分成上部腔和下部腔；第一和第二孔，形成在中空腔的上端和下端中，并分别连接到第一和第二腔；和阻力改变机构，构造成与浮动活塞配合，并相对于浮动活塞改变流体阻力，其中阻力改变机构与其配合。

Description

减震器

技术领域

本发明涉及一种减震器，用于缓冲根据路况传递给车辆的振动，更特别的，涉及一种减震器，能够根据活塞杆的移动改变缓冲力。

背景技术

通常，车辆设置有悬挂***，在驾驶过程中，通过缓冲从道路传递到车桥的冲击或振动来增强驾驶舒适感。构成悬挂***的其中一个部件是减震器。减震器设置在车桥和车身之间。减震器包括缸和在缸内往复运动的活塞杆。缸填充有工作流体，例如气体或者油，从而工作流体被活塞阀移动从而产生缓冲力，所述活塞阀固定到活塞杆的一端。

普通的减震器具有这样的限制，即相对于路况或者车辆的行驶姿态的变化具有恒定的缓冲力特性。因此，低的缓冲力特性可以提高驾驶舒适感，但是不能确保车辆稳定性。相反，高的缓冲力特性可以保持车辆的稳定的姿态，但是导致驾驶舒适感下降。这样，普通的减震器不能响应于路况或者车辆姿态的变化而控制缓冲力特性。

因此，为了解决这种普通减震器的问题，已经开发出一种减震器，能够根据活塞杆的移动而提供可变的缓冲力特性。

图1是普通的减震器的部分剖视图。

参考图1，减震器10包括连接到车身的活塞杆14、以及缸12，缸12固定到与车轮相连的车桥。活塞杆14在缸12内往复运动。

活塞杆14包括活塞阀16，活塞阀16设置在活塞杆14的下端处，从而将缸12的内部分成拉伸(tensile)腔RC和压缩腔CC。活塞阀16形成有拉伸孔16a和压缩孔16b，拉伸腔RC和压缩腔CC通过所述孔彼此连通。减震器10还包括盘形阀18a和18b，设置在拉伸孔16a和压缩孔16b的上侧和下侧上，从而根据工作流体的运动弹性变形并产生缓冲力。

活塞杆14具有形成在其中的中空腔20。中空腔20设置有浮动活塞22，活塞22可以上下移动，并将中空腔20分为上部腔20a和下部腔20b。中空腔20具有由通孔24限定的第一孔和由轴孔26限定的第二孔，上部腔20a的上部与拉伸腔RC通过通孔24连通，并且下部腔20b的下部通过轴孔26与压缩腔CC连通。

当活塞杆14被略微移动时，浮动活塞22被提升或者降低，并且工作流体通过通孔24或轴孔26流入或流出第一或第二孔。结果，减震器10的缓冲力被降低。

普通的减震器10可以仅以小的移动和低的速度降低缓冲力。另外，中空腔20具有受限的尺寸，从而，浮动活塞22的运动范围受限，从而在降低缓冲力方面提供了较低的效果。这样，当增加中空腔20的尺寸以改善缓冲力降低的作用时，存在制造活塞杆14成本增加和耐用性下降等问题。

另外，普通的减震器10可能会受到冲击和噪声的不利影响，是由于当浮动活塞在活塞杆的中空腔内抬高和降低时浮动活塞和中空腔的上端或下端之间的碰撞造成的。

发明内容

本发明的发明人提出了一种技术，用于解决普通减震器的上述问题，是通过改变在中空腔内处于所需(intended)位置的浮动活塞的运动特性来实现的。

因此，本发明目的是解决上述普通技术中的问题，并且本发明的一个方面是提供一种减震器，其可以相对于中空腔内处于任何所需位置的浮动活塞来改变流体阻力，从而改善在该位置的浮动活塞的运动特性。

本发明的另一个方面是提供一种减震器，其包括阻力改变机构，该机构构造成防止浮动活塞完全闭合所述中空腔的上部腔和下部腔，所述活塞设置在活塞杆的中空腔中以减小缓冲力，从而，在活塞杆反复(repetitiously)运动的区域中，减震器可以显著的降低缓冲力，可以根据活塞杆的移动逐渐地减小缓冲力，从而改善驾驶舒适性和车辆稳定性，并且在调节用于降低缓冲力方面具有超高程度的自由度。

本发明的另一个方面提供一种减震器，其包括一机构，该机构构造成当浮动活塞靠近中空腔的上端或下端时相对于浮动活塞增加流体阻力，从而在浮动活塞升高或降低时防止浮动活塞和中空腔的上端或下端发生接触冲击。

根据本发明的一个方面，减震器包括：缸和活塞阀，活塞阀连接到缸内的活塞杆，从而将所述缸分成第一腔和第二腔。减震器还包括：形成在活塞杆内的中空腔；浮动活塞，设置在中空腔内，从而上下移动，并将中空腔分成上部和下部腔；第一和第二孔，形成在中空腔的上端和下端中，并分别连接到第一和第二腔；和阻力改变机构，构造成与浮动活塞配合，并当阻力改变机构与其配合时相对于浮动活塞改变流体阻力。

阻力改变机构可包括旁路通道，在浮动活塞的运动范围的一部分段中，该通道构造成允许上部腔和下部腔之间流体流动的旁路。另外，中空腔可具有伸长的槽，该槽形成在中空腔的内壁上，并且长度大于浮动活塞的厚度，并且旁路通道可以限定在浮动活塞和槽之间。

阻力改变机构可包括第三孔，其形成在中空腔的内壁中，从而连接第一腔和中空腔。这里，第三孔通过浮动活塞选择性地开启和闭合。第一孔可以形成在中空腔的内壁中，并与第三孔分开一定距离，该距离小于浮动活塞的厚度。多个第三孔可以形成在中空腔的内壁中。第一孔可以具有比第三孔小的横截面积。

第二孔可以从中空腔一侧的入口延伸到第二腔一侧的出口，浮动活塞可包括锥形部分和***部分，锥形部分形成为被***到第二孔的入口中，***部分形成在锥形部分的下面，并且阻力改变机构还可包括倾斜部分，倾斜部分形成在第二孔的入口处，从而具有减小的横截面积，并具有与锥形部分相对应的形状。

附图说明

通过下面接合附图给出的对典型实施例的详细描述，本发明的上述和其它特征和优点将显而易见，附图中：

图1是普通减震器的部分剖视图；

图2是根据本发明第一实施例的减震器的一部分的放大剖视图；

图3是沿着图2的线A-A截取的剖视图；

图4是当产生非常低的缓冲力时根据第一实施例的减震器的工作图形；

图5是当产生低的缓冲力时根据第一实施例的减震器的工作图形；

图6是当产生高缓冲力时根据第一实施例的减震器的工作图形；

图7是根据本发明第二实施例的减震器的一部分的放大剖视图；

图8是根据第二实施例处于开始升高阶段的减震器的浮动活塞的剖视图；

图9是处于中间升高阶段的根据第二实施例的减震器的浮动活塞的剖视图；

图10是根据第二实施例处于开始降低阶段的减震器的浮动活塞的剖视图；

图11是根据第二实施例处于中间降低阶段的减震器的浮动活塞的剖视图；和

图12是根据本发明第三实施例的减震器的一部分的放大剖视图。

具体实施方式

下面参考附图详细描述本发明的典型实施例。

图2是根据本发明第一实施例的减震器的一部分的放大剖视图。

参考图2和图3，根据本发明第一实施例的减震器50包括连接到车辆车桥的缸52和连接到车身侧的活塞杆54。活塞杆54设置在缸52内，从而在其中往复运动，并包括活塞阀56，活塞阀设置在活塞杆54的一端处，从而将缸52分成压缩腔CC和拉伸(tensile)腔RC。活塞阀56形成有拉伸孔56a和压缩孔56b，拉伸腔RC与压缩腔CC通过所述孔连通。另外，多个盘形阀58a和58b位于活塞阀56的上表面和下表面上，从而根据工作流体的运动弹性变形并产生缓冲力。

活塞杆54在其中具有圆柱形的伸长中空腔60。中空腔60设置有浮动活塞62，活塞62可以在其中上下运动。中空腔60的上端和下端形成有第一和第二孔64和65，所述孔分别与拉伸腔RC和压缩腔CC连通。

这里，浮动活塞62将中空腔60分成上部腔和下部腔60a、60b，当通过工作流体上下移动时，浮动活塞减小缓冲力，所述工作流体流动穿过第一和第二孔64和65。

另外，中空腔60设置有阻力改变机构，该机构构造成与浮动活塞62配合，并当阻力改变机构与其配合时相对于浮动活塞62改变流动阻力。阻力改变机构包括旁路(bypass)通道，该通道构造成在浮动活塞62的运动范围的一部分段中，允许上部腔60a和下部腔60b之间的流体流能够旁路。旁路通道可具有任何形状，只要该形状允许上部腔60a和下部腔60b之间流体流动的旁路。这个实施例中，中空腔60具有伸长的槽68，该槽形成在中空腔60的内壁上，其长度大于浮动活塞62的厚度。旁路通道限定在浮动活塞62和槽68之间。

当活塞杆54在中空腔60内略微移动时，因为中空腔60的上部和下部腔60a和60b通过槽68和浮动活塞62之间的旁路通道彼此连通，拉伸腔RC和压缩腔CC中的一个中的工作流体移动到另一个腔，从而产生低的缓冲力。

为此，活塞杆54包括主杆542和杆延伸部544，主杆542短于普通减震器的活塞杆，杆延伸部544设置到主杆542的一端，并具有中空的内部，其一端开口以形成杆延伸部544的开口。

主杆542具有阶梯状的端部，从而，杆延伸部544的开口被固定到主杆542的阶梯状端部。另外，杆延伸部544的另一端形成有颈部546，颈部546纵向延伸，并且以小的外部直径成阶梯状，从而将活塞阀56连接到其处。

中空腔60在它的上端处形成有第一孔，该孔与拉伸腔RC连通，并且由通孔64限定到中空腔60的上部，通孔64穿透活塞杆54。

另外，中空腔60在它的下端处形成有第二孔，第二孔与压缩腔CC连通。这里，第二孔由轴孔限定到中空腔60的下部，该轴孔穿透杆延伸部544的颈部546，从而，中空腔60的下部通过轴孔66与压缩腔CC连通。

另一方面，中空腔60的旁路通道由槽68限定，槽68纵向以预定长度形成在中空腔60中。槽68提供了一通道，该通道连接由浮动活塞62分开的上部腔60a和下部腔60b，从而，工作流体在上部腔60a和下部腔60b之间通过该通道流动。

因此，减震器50可通过穿过槽68的流体来提供减小的缓冲力。另外，通过调节槽68的横截面积或者长度，减震器50可以调节缓冲力的特性。

参考图4，其示出了根据第一实施例的减震器50工作以产生非常低的缓冲力，活塞杆54的略微移动可以使得浮动活塞62在段L1内移动，在该段中，旁路通道由槽68限定。这时，活塞杆54的移动使得上部腔60a和下部腔60b其中一个中的工作流体通过槽68朝着另一个腔流动。结果，拉伸腔RC或者压缩腔CC中的工作流体被供应到上部腔60a或者下部腔60b中，或者从中排出。

在减震器50的活塞杆54的拉伸行程中，也就是当活塞杆54抬高时，拉伸腔RC中的工作流体通过通孔64流入上部腔60a中，并且然后通过槽68移动到下部腔60b中。另外，下部腔60b中的工作流体通过轴孔66排出到压缩腔CC中。

相反，在减震器50的活塞杆54的压缩行程中，也就是当活塞杆54被降低时，压缩腔CC中的工作流体通过轴孔流入下部腔60b中。另外，下部腔60b中的工作流体通过槽68流入上部腔60a中，并且上部腔60a中的工作流体通过通孔64移动到拉伸腔RC中。

这样，当工作流体通过槽68从一个腔旁路到另一个腔时，根据第一实施例的减震器50产生了非常低的缓冲力。

参考图5，其中示出了根据第一实施例的减震器工作以产生低的缓冲力，活塞54的相对大的移动使得浮动活塞62在段L1的外部区域和浮动活塞62的最大运动范围L2之间运动，段L1具有由槽68限定的旁路通道。这里，虽然由槽68限定的旁路通道被浮动活塞62闭合，但是，中空腔60中的工作流体通过第一孔64或第二孔66流入或流出另一个腔，从而在这个工作过程中产生低的缓冲力。这时，减震器50产生的缓冲力高于当浮动活塞仅在段L1内运动时的缓冲力，但是低于普通减震器的缓冲力。

另外，参考图6，示出了根据第一实施例的减震器工作以产生大的缓冲力，活塞杆54的大的移动使得浮动活塞62位于中空腔60的上端或者下端上，从而浮动活塞62不能向上或向下移动。因此槽68位于浮动活塞62的上方或下方，从而没有形成旁路通道。另外，第一孔64和第二孔65被浮动活塞62闭合，从而工作流体不能流入或流出中空腔60。

因此，减震器50通过活塞阀56产生了大的缓冲力。

这样，根据第一实施例的减震器50允许根据活塞阀56的移动程度来移动所述浮动活塞62，其中，中空腔60中的旁路通道由浮动活塞62选择性地开启，从而产生多级的缓冲力特性。

接下来描述本发明另一个实施例的减震器。在描述这个实施例时，第二实施例与第一实施例相同的部件将用与第一实施例相同的附图标记表示，并且将省略详细描述。

图7是根据本发明另一个实施例的减震器的一部分的放大剖视图。

参考图7，根据本实施例的减震器的浮动活塞62具有外周表面，当在中空腔60内移动时，该外周表面与中空腔的内表面接触，并且将中空腔60分成上部腔60a和下部腔60b。浮动活塞62的外周表面可以利用材料光制(finished)，例如Teflon树脂，能够减小环和中空腔之间的摩擦。

如上述实施例，中空腔60在它的上端和下端处形成有第一和第二孔64和65，所述孔分别与拉伸腔RC和压缩腔CC连通。这里，在中空腔60和拉伸腔RC之间或者在中空腔60和压缩腔CC之间通过第一或第二孔64、65流动的工作流体使得浮动活塞在中空腔60中上下移动。这样，当流体流入或者流出中空腔60、同时不穿过活塞阀56时，减震器50允许减小缓冲力。

另外，减震器50包括通道减小类型的阻力改变机构，其设置在它上部和下部处，以控制流体流动穿过第一和第二孔64、65，同时相对于浮动活塞改变流体阻力。阻力改变机构控制着流动穿过第一或第二孔64、65的流体的流动，以防止由于当浮动活塞62升高或者降低时浮动活塞62和中空腔60的上端或下端之间碰撞而产生噪音。

如上述实施例一样，第一孔64由通孔限定，该通孔连接中空腔60的上部和拉伸腔。另外，第二孔65由伸长的轴孔限定到中空腔60的下部，该轴孔穿透杆延伸部544的颈部546，从而中空腔60的下部通过轴孔与压缩腔CC连通。轴孔从中空腔60一侧处的入口延伸到压缩腔CC一侧处的出口。

另外，作为阻力改变机构，减震器包括第三孔69，其向下与第一孔64分开预定距离。这里，第三孔69和第一孔64之间的距离小于浮动活塞62的厚度。第三孔69可以由辅助通孔69限定，中空腔60通过所述通孔69与拉伸腔连通。

图8和9是根据第二实施例的减震器的浮动活塞在开始和中间升高阶段的剖视图。

参考图8，第三孔69允许中空腔60中的流体在浮动活塞62的初始升高阶段被排出到拉伸腔RC中。另一方面，当浮动活塞62继续升高时，第三孔69逐渐被浮动活塞62的外表面闭合，如图9所示。当第三孔69被浮动活塞62闭合时，流动穿过第一孔64的流体的阻力增大，从而浮动活塞62的升高速度降低。这样，当浮动活塞62的升高速度降低时，浮动活塞62和中空腔60的上端之间的接触噪声被降低。

另外，第一孔64的横截面积可小于第三孔69。结果，当浮动活塞62升高时，中空腔60中的流体可以通过第一和第三孔64和69被迅速排出，并且当第三孔69闭合时，排出的流体量迅速减少，从而通过流体阻力产生缓冲力。

另一方面，根据本实施例的减震器包括倾斜部分66，其形成在第二孔的入口处，并且被倾斜以朝着第二孔的入口具有减小的横截面积。

另外，浮动活塞62在它的下部处形成有***部分67，部分67对应于第二孔65。当浮动活塞62降低时，***部分67***到第二孔65中，并闭合第二孔65。

在***部分67上，锥形部分68形成为与倾斜部分66相对应的形状。

图10和11是根据第二实施例的减震器的浮动活塞在初始和中间降低阶段的剖视图。

参考图10，在浮动活塞62的初始降低阶段，下部腔60b中的流体通过第二孔65被排出到压缩腔CC中。

然后，当浮动活塞62继续降低时，***部分67被***到第二孔的倾斜部分66中，如图11所示。这时，第二孔65被***部分67部分闭合，从而产生流体阻力。结果，活塞62的下降速度降低，并且浮动活塞62和中空腔60的下端之间的接触噪声减小。

图12是根据本发明第三实施例的减震器的一部分的放大剖视图。根据本实施例，减震器包括多个第三孔169，其通过多个通孔限定在中空腔的内壁中。所述多个第三孔169以恒定的间隔沿着活塞杆54的纵向方向形成。

因此，当浮动活塞62升高时，设置为在中空腔的上侧处的阻力改变机构，从最靠下的第三孔到最靠上的第三孔，第三孔被浮动活塞顺序闭合，从而孔的总的开口面积减小。结果，浮动活塞62的升高速度可以逐渐降低。

另外，通过调节第三孔169的尺寸和它们之间的分隔距离，浮动活塞62的升高速度可被调节。

另外，作为形成在中空腔下侧处的阻力改变机构，倾斜部分166可以形成为凸形的或者凹形的，并且***部分67也可以形成为凹形的或者凸形的，从而对应于倾斜部分166的形状。因此，当***部分67***到凹形的或者凸形的倾斜部分166中时，流体通道的面积改变，并且浮动活塞62的下降速度逐渐降低。

这样，通过改变倾斜部分166的形状使其具有凸形或者凹形，浮动活塞62的下降速度可以被调节。

另外，为了调节浮动活塞62的下降速度，***部分67可以形成为使其横截面积向下逐渐减小。

根据上述说明，显然，根据本发明的减震器可以相对于在活塞杆的中空腔内处于任何位置的浮动活塞改变流体阻力，其中浮动活塞在所述中空腔中移动，从而有助于控制浮动活塞的运动特性和缓冲力和/或减震器的震动吸收。根据本发明一个实施例，通过活塞杆的略微移动，减震器允许中空腔中的工作流体通过旁路通道流入另一个腔中，从而产生非常低的缓冲力，从而改善车辆的驾驶舒适感。另外，通过取决于活塞杆的移动程度逐渐改变缓冲力，根据本发明的减震器可以根据车辆驾驶状态产生适合的缓冲力，从而提高驾驶舒适感，并且当车辆上坡或者通过弯角时可以产生高的缓冲力，从而保持车辆驾驶稳定性。根据本发明另一个实施例，当将浮动活塞升高或降低到中空腔的上端和下端时，减震器可以增大流体阻力，从而防止由于浮动活塞和中空腔的上端或下端之间的碰撞产生的噪声。

虽然已经参考实施例和附图描述了本发明，但是应当注意，本发明不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种变化和等同的实施例，本发明的范围仅由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种减震器，包括缸和活塞阀，活塞阀连接到所述缸内的活塞杆，以将所述缸分成第一腔和第二腔，所述减震器还包括：

中空腔，形成在所述活塞杆内；

浮动活塞，设置在中空腔内，以上下移动，并将中空腔分成上部腔和下部腔；

第一和第二孔，形成在中空腔的上端和下端中，并分别连接到第一和第二腔；和

阻力改变机构，构造成与浮动活塞配合，并且当阻力改变机构与其配合时相对于浮动活塞改变流体阻力。

2.如权利要求1所述的减震器，其特征在于，阻力改变机构包括旁路通道，所述旁路通道构造成在浮动活塞的运动范围的一部分段中允许上部腔和下部腔之间的流体流的旁路。

3.如权利要求2所述的减震器，其特征在于，中空腔具有伸长的槽，所述槽形成在中空腔的内壁上，所述槽的长度大于浮动活塞的厚度，并且旁路通道限定在浮动活塞和槽之间。

4.如权利要求1所述的减震器，其特征在于，阻力改变机构包括第三孔，所述第三孔形成在中空腔的内壁中，以连接第一腔和中空腔，第三孔被浮动活塞选择性地开启和闭合。

5.如权利要求4所述的减震器，其特征在于，第一孔形成在中空腔的内壁中，并且与第三孔分开的距离小于浮动活塞的厚度。

6.如权利要求4所述的减震器，其特征在于，多个第三孔形成在中空腔的内壁中。

7.如权利要求4所述的减震器，其特征在于，第一孔的横截面积小于第三孔。

8.如权利要求1所述的减震器，其特征在于，第二孔从中空腔一侧的入口延伸到第二腔一侧的出口，浮动活塞包括锥形部分和***部分，所述锥形部分形成为***到第二孔的入口中，***部分形成在锥形部分下面，并且阻力改变机构包括倾斜部分，所述倾斜部分形成在第二孔的入口处，具有减小的横截面积，并具有与所述锥形部分相对应的形状。

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