CN1867786A - 与行程相关的阻尼 - Google Patents

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CN1867786A CNA2004800298439A CN200480029843A CN1867786A CN 1867786 A CN1867786 A CN 1867786A CN A2004800298439 A CNA2004800298439 A CN A2004800298439A CN 200480029843 A CN200480029843 A CN 200480029843A CN 1867786 A CN1867786 A CN 1867786A
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Abstract

两级减振器(10)具有其中可滑动地设置了阀组件(46)的压力缸(14)。活塞杆(18)连接到阀组件上，并延伸出压力缸。套筒(78)可滑动地设置在压力缸内，并与阀组件接合。在减振器的伸张运动中，阀组件相对于压力缸特定量的运动后，套筒接合多个螺旋定位的孔(86)，并降低通过阀组件的流体流动，以逐渐将减振器从软阻尼变换到硬阻尼。在另一个实施例中，套筒接合可变深度的螺旋槽(188)，以降低通过阀组件的流体流动，逐渐将减振器从软阻尼变换到硬阻尼。

Description

与行程相关的阻尼
技术领域
本发明涉及用于悬架***中的液压阻尼器或减振器，这种悬架***例如用于机动车辆中。更具体地说，本发明涉及具有两级阻尼特性的液压阻尼器，其中在小幅度运动时提供相对低水平的阻尼力，而在大幅度运动时提供相对高水平的阻尼。
背景技术
常规现有技术的液压阻尼器或减振器包括限定工作腔的缸筒，活塞可滑动地设置在工作腔中，活塞将缸筒的内部分成上工作腔和下工作腔。活塞杆连接在活塞上，并延伸出缸筒的一端。第一阀***被包括，用于在液压阻尼器的伸张行程中产生阻尼力，并且第二阀***被包括，用于在液压阻尼器的压缩行程中产生阻尼力。
目前提出了各种类型的阻尼力产生装置，以产生与缸筒内活塞速度和/或位移相关的所需阻尼力。这些多力阻尼力产生装置已经被提出，以在车辆正常行驶过程中提供相对小或低的阻尼力，在诸如转弯或刹车的操作过程中提供相对大或高的阻尼力。在车辆正常行驶过程中，悬架***经历车辆簧下质量的小或轻微的振动。于是，需要悬架***的软行驶或低阻尼特性，以将簧上质量与这些振动隔绝开。作为示例，在转弯或刹车操作过程中，车辆的簧上质量将遭受相对慢和/或大的振动，随后需要悬架***的硬行驶或高的阻尼特性，以支撑簧上质量并为车辆提供稳定的处理特性。于是，这些多力阻尼力产生装置通过从簧上质量排除高频/小激励，同时还在引起簧上质量的大激励的车辆操作过程中为悬架***提供必要的阻尼或硬行驶，来提供平滑稳定状态行驶的优点。
液压阻尼器的持续发展包括多力阻尼力产生装置的发展，该多力阻尼力产生装置制造更简单，能以更低的成本制造，并改善了所需的力产生特性。
发明内容
本发明提供关于根据行程幅度变化提供阻尼的多级液压阻尼器或减振器技术。在小行程时提供软阻尼，在大行程时提供硬阻尼。通过滑动套筒提供可变的阻尼，滑动套筒有摩擦地保持在压力缸筒中的适当位置。当减振器经历小行程时，滑动套筒保持不活动，流体流过两个独立的流动通路，以提供软阻尼。当减振器经历大行程时，滑动套筒移动，以逐渐关闭两个流动通路中的一个，从而提供硬阻尼。各种用于单筒和双筒减振器的设计重复被公开。
从随后的详细描述、所附权利要求和附图中，本发明的其它优点和目的对于本领域技术人员来说将变得清楚。
附图说明
从详细的描述和附图中，本发明将更加全面地被理解，其中：
图1是包括根据本发明的多力阻尼力产生装置的单筒减振器的横截面视图；
图2是示出在减振器的小伸张行程过程中图1所示减振器的活塞组件的横截面视图；
图3是示出在减振器的较大伸张行程过程中图1所示减振器的活塞组件的横截面视图；
图4是示出在减振器的更大伸张行程过程中图1所示减振器的活塞组件的横截面视图；
图5是示出在减振器的小压缩行程过程中图1所示减振器的活塞组件的横截面视图；
图6是示出在减振器的大压缩行程过程中图1所示减振器的活塞组件的横截面视图；
图7是图1至图6所示的通过活塞螺母的旁路的透视图；和
图8是根据本发明另一实施例的通过活塞螺母的旁路的透视图。
具体实施方式
现在参见附图，其中，在整个几幅视图中，相似的附图标记指示相似或对应的部分，图1至图7示出了总体上由附图标记10表示的包含根据本发明的多力阻尼力产生装置的两级单筒减振器。减振器10是单筒设计，并且包括活塞杆组件12和压力缸14。活塞杆组件12包括活塞阀组件16和活塞杆18。阀组件16将压力缸14分成上工作腔20和下工作腔22。活塞杆18延伸出压力缸14，连接到车辆的簧上质量或簧下质量中的一个上。压力缸14充满流体，并连接到簧上质量或簧下质量中的另一个上。于是，车辆的悬架运动将引起活塞杆组件12相对于压力缸14的伸张或压缩运动，并且这些运动将由于腔20和22之间通过活塞阀组件16的受限制流体流动被抑制。
现在参见图2，活塞阀组件16连接到活塞杆18上，并包括活塞体40、压缩阀组件42、伸张或回弹阀组件44和滑动阀组件46。活塞杆18包括活塞杆18的设置在压力缸14内的一端上的直径减缩部分48，以形成用于安装活塞阀组件16的剩余部件的轴肩50。活塞体40位于直径减缩部分48上，压缩阀组件42位于活塞体40和轴肩50之间，回弹阀组件44位于活塞体40和活塞杆18的螺纹端52之间。活塞体40限定多个压缩流动通道54和多个回弹流动通道56。
压缩阀组件42包括压缩支撑板60和多个压缩阀板58。阀板58设置为与活塞体40相邻，以覆盖多个压缩流动通道54。支撑板60设置在阀板58和轴肩50之间，以便将阀板58靠着活塞体40固定，以封闭通道54。在减振器10的压缩行程中，流体压力在下工作腔22中逐渐形成，直至通过通道54施加到阀板58的流体压力克服阀板58的弯曲载荷。阀板58绕着支撑板60的外边缘弹性偏转，以允许流体如图5和图6中的箭头62所示从下工作腔22向上工作腔20流动。
回弹阀组件44包括回弹支撑板68、活塞螺母70和多个阀板66。阀板66设置为与活塞体40相邻，以覆盖多个回弹流动通道56。支撑板68设置在活塞螺母70和阀板66之间。活塞螺母70拧在活塞杆18的端52上，以夹持支撑板68，并将阀板66靠着活塞体40固定以封闭通道56。在减振器10的伸张行程中，流体压力在上工作腔20中逐渐形成，直至通过通道56施加到阀板66的流体压力克服阀板66的弯曲载荷。阀板66绕着支撑板68的外边缘弹性偏转，以允许流体如图2至图4的箭头72所示从上工作腔20向下工作腔22流动。
滑动阀组件46包括流动通道74、一系列孔86和滑动套筒78。流动通道74通过活塞杆18延伸，并包括径向通道80和轴向通道82，轴向通道82向由活塞杆18和活塞螺母70限定的腔84开口。通过活塞螺母70径向延伸的一系列孔86，以均匀间隔的螺旋状模式轴向地沿着活塞螺母70产生。滑动套筒78可滑动地容纳在压力缸14内，并可滑动地容纳在活塞螺母70上，以为减振器10提供多级阻尼特性。
图2至图6示出由减振器10的活塞杆组件12提供的各种阻尼特性。对于减振器10来说，图2示出小幅度的伸张，图3示出较大幅度的伸张，图4示出更大幅度的伸张，图5示出小幅度的压缩，图6示出大幅度的压缩。
在图2中示出减振器10的小幅度伸张，箭头72和92描绘流体流动。在伸张的小幅度过程中，滑动套筒78由于与压力缸14的摩擦，仅相对于活塞螺母70移动小的量，因此不会限制通过通道74和孔86的流体流动。从压力缸14的上工作腔20到压力缸14的下工作腔22的流体流动通过两个大体并行的通路产生。第一通路由箭头72示出，并且从压力缸14的上腔20通过通道56延伸，从活塞体40离开阀板66，以进入压力缸14的下腔22。同时，流体通过箭头92所示的第二流动通路流动。流体流动离开上工作腔20，通过通道74进入腔84。流体从腔84通过活塞螺母70中的一系列孔86流动，以进入压力缸14的下腔22。因此，由箭头72和92示出的这些双并行流动通路将为减振器10的小运动提供相对软的行驶。
在图3中示出减振器10的较大幅度伸张，箭头72和92描绘流体流动。在伸张的较大幅度过程中，滑动套筒78将充分移动，以由于与压力缸14的摩擦覆盖一个或多个包括孔86的通道，并逐渐封闭越来越多的包括孔86的通道。如图3和图7所示，均匀间隔的螺旋状的系列孔86将允许整个通道74逐渐封闭，这样提供了极大地减小或消除了两级阻尼装置典型具有的开关噪声的优点。作为行程幅度的函数，从压力缸14的上腔20到压力缸14的下腔22的流体流动，仍然通过箭头72和92所示的两条大体并行的通路发生，但是箭头92所示的第二通路逐渐封闭。于是，孔86的可变螺旋状模式为减振器设计者提供了限定减振器10的软阻尼特性和减振器10的硬阻尼特性之间的曲线的选择，而不再需要他接受阶跃函数。由箭头72示出的第一通路从压力缸14的上腔20通过通道56延伸，从活塞体40离开阀板66，以进入压力缸14的下腔22。同时，流体通过箭头92所示的第二流动通路流动，通过通道74离开上工作腔20并进入腔84。流体从腔84通过孔86流动，以进入压力缸14的腔22。流过箭头92所示的第二流动通路的流体的量由滑动套筒78的位置和滑动套筒78所覆盖的孔86的数目确定。
在图4中示出减振器10的更大幅度的伸张，箭头72描绘流体流动。在伸张的大幅度过程中，滑动套筒78由于摩擦保持在适当位置，并完全覆盖所有的孔86，阻止流体流过图2和图3中箭头92所示的流动通路。从压力缸14的上腔20向压力缸14的下腔22的流体流动仅通过一条通路发生，该通路是由箭头72所示的通路。如上所述，箭头72所示的通路从压力缸14的上腔20通过通道56延伸，从活塞体40离开阀板66，以进入压力缸14的下腔22。在图2和图3中由箭头92所示的流体通路由于滑动套筒78的位置被阻挡。因此，单一的流体通路将为减振器的较大运动提供相对硬的行驶。
在图5中示出减振器10的小幅度压缩，箭头62和94描绘流体流动。在压缩的小幅度过程中，滑动套筒78由于与压力缸14的摩擦，相对于活塞螺母70仅移动小的量。从压力缸14的下腔22到压力缸14的上腔20的流体流动通过箭头62和94所示的两条大体并行的通路发生。第一条通路由箭头62示出，并从压力缸14的下腔22通过通道54延伸，从活塞体40离开阀板58，进入压力缸14的上腔20。同时，流体通过箭头94所描绘的第二流动通路流动。流体流动离开下腔22，通过孔86进入腔84，并通过通道74进入压力缸14的上腔20。
在图6中示出减振器10的大幅度压缩，箭头62和94描绘流体流动。在压缩的大幅度过程中，滑动套筒78由于摩擦保持在适当的位置，支撑板68接触滑动套筒78。从压力缸14的下腔22到压力缸14的上腔20的流体流动，通过与图5所示的用于减振器10小压缩运动的上述两条通路相同的通路发生。本实施例的用于减振器10的多力阻尼特性仅对减振器10的伸张运动有效，而不对压缩运动有效。
现在参见图8，示出根据本发明另一实施例的活塞螺母170。活塞螺母170被设计成在减振器10中代替活塞螺母70，因此，减振器10的以上描述也应用到活塞螺母170上。活塞螺母170和活塞螺母70的不同之处在于流体流过通道74的方式。
活塞螺母170限定单个通孔186和沿着活塞螺母170的外表面轴向延伸的螺旋槽188。螺旋槽188具有在螺旋槽188的长度上连续变化的深度。螺旋槽188的深度在邻近孔186处最大，在其相对端最小。滑动套筒78可滑动地容纳在压力缸14内，并可滑动地容纳在活塞螺母170上，与活塞螺母70相似，从而为减振器10提供多级阻尼特性。
在减振器10的小幅度伸张过程中，滑动套筒78由于与压力缸14的摩擦，仅相对于活塞螺母170移动小的量，因此不限制通过通道74、孔186和槽188的流体流动。流体流动与图2所示的用于活塞螺母70的流体流动相似。
在减振器10的较大幅度伸张过程中，滑动套筒78将充分移动，以覆盖孔186和槽188的一部分。滑动套筒78相对于活塞螺母170的运动将覆盖槽188越来越多的部分。流体流动将从腔84开始，流过孔186和槽188。槽188连续变化的深度将允许整个通道74逐渐封闭，这样提供了极大地减小或消除了两级阻尼装置典型具有的开关噪声的优点。作为行程幅度的函数，从压力缸14的上腔20到压力缸14的下腔22的流体流动，仍然通过箭头72和92所示的两条大体并行的通路发生，但是箭头92所示的第二通路逐渐封闭。于是，槽188的可变深度为减振器设计者提供了限定减振器10的软阻尼特性和减振器10的硬阻尼特性之间的曲线的选择，而不再需要他接受阶跃函数。流体流动与图3所示的用于活塞螺母70的流体流动相似。
在减振器10的更大幅度的伸张过程中，滑动套筒78覆盖孔186和槽188的所有部分，以封闭流体通道74。从压力缸14的上腔20到压力缸14的下腔22的流体流动仅通过箭头72描绘的通路发生。因此，单个的流动通路提供相对硬的行驶。流体流动与图4所示的用于活塞螺母70的流体流动相似。
减振器的小幅度压缩和大幅度压缩分别与图5和图6所示的用于活塞螺母70的相似。在减振器10的压缩行程中，孔186和槽188都开放，提供如箭头62和94所描绘的双通路流体流动。流体流动与图5和图6所示的用于活塞螺母70的流体流动相似。
虽然以上详细的说明描述了本发明的较佳实施例，但是应该理解不脱离附加权利要求的范围和公允的意义，本发明容许修改、变化和变更。

Claims (10)

1、一种两级减振器，包括：
限定腔的压力缸；
设置在所述腔内的活塞杆组件；
阀组件，可固定地连接到所述活塞杆，并在所述腔内可滑动地接合所述压力缸，所述阀组件将所述腔分成上工作腔和下工作腔，所述阀组件提供在所述上工作腔和下工作腔之间的、完全通过所述阀组件的第一流体流动通路和第二流体流动通路；所述阀组件的所述第一和第二流动通路彼此完全分开；和
套筒，可滑动地设置在所述阀组件上，当所述阀组件的运动超过特定距离时，所述套筒可操作，以逐渐封闭在所述上工作腔和下工作腔之间延伸的第三单独并分离的流动通路，所述第三流动通路的逐渐封闭对所述阀组件的运动提供逐渐高的阻力，所述第三流动通路包括通过所述活塞杆组件的、以螺旋状盘旋形式排列的多个孔，所述套筒同时覆盖所有的所述多个孔，以完全封闭所述第三流动通路。
2、根据权利要求7所述的两级减振器，其中所述活塞杆组件包括活塞杆和活塞螺母，所述多个孔通过所述活塞螺母延伸。
3、根据权利要求7所述的两级减振器，其中所述阀组件包括压缩阀组件和回弹阀组件。
4、根据权利要求7所述的两级减振器，其中所述套筒被所述压力缸有摩擦地保持。
5、根据权利要求7所述的两级减振器，其中所述套筒可操作，以逐渐封闭所述多个孔。
6、一种两级减振器，包括：
限定腔的压力缸；
设置在所述腔内的活塞杆组件；
阀组件，可固定地连接到所述活塞杆，并在所述腔内可滑动地接合所述压力缸，所述阀组件将所述腔分成上工作腔和下工作腔，所述阀组件提供在所述上工作腔和下工作腔之间的、完全通过所述阀组件的第一流体流动通路和第二流体流动通路；所述阀组件的所述第一和第二流动通路彼此完全分开；和
套筒，可滑动地设置在所述阀组件上，当所述阀组件的运动超过特定距离时，所述套筒可操作，以逐渐封闭在所述上工作腔和下工作腔之间延伸的第三单独并分离的流动通路，所述第三流动通路的逐渐封闭对所述阀组件的运动提供逐渐高的阻力，所述第三流动通路包括孔和槽，所述槽从所述孔沿着所述活塞组件的外表面以螺旋状盘旋的方式延伸到终端，所述槽的深度从所述孔到所述终端降低，所述套筒同时覆盖所述孔和所述槽，以完全封闭所述第三流动通路。
7、根据权利要求12所述的两级减振器，其中所述活塞杆组件包括活塞杆和活塞螺母，所述孔和所述槽设置在所述活塞螺母中。
8、根据权利要求12所述的两级减振器，其中所述阀组件包括压缩阀组件和回弹阀组件。
9、根据权利要求12所述的两级减振器，其中所述套筒被所述压力缸有摩擦地保持。
10、根据权利要求12所述的两级减振器，其中所述套筒可操作，以逐渐覆盖所述孔和所述槽。
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