具有同时的速度和频率相关液压负载调节的减震器

文档序号:90804 发布日期:2021-10-08 浏览:54次 >En<

阅读说明:本技术 具有同时的速度和频率相关液压负载调节的减震器 (Shock absorber with simultaneous speed and frequency dependent hydraulic load regulation ) 是由 J·利扎拉加瑟纳尔 于 2019-12-17 设计创作,主要内容包括:本发明描述了一种具有液压负载调节的减震器,其中杆(1)终止在并入纵向通道(22)的销(2)中,使得所述减震器包括频率放大器(28),所述频率放大器(28)又包括套管(18)、沿着所述套管(18)的内部滑动从而维持密封性的浮动活塞(19)以及压力控制阀(20、36),其中所述压力控制阀(20、36)被配置成在所述放大器室(29)达到特定压力水平时打开,从而允许流体离开所述放大器室(29),使得所述放大器室(29)的所述压力作用在所述浮动活塞(19)上,所述浮动活塞(19)位移以借助于作用在阀(23、24)上的弹性元件(25)调节流体通过所述活塞(10)的通路。(The invention describes a shock absorber with hydraulic load regulation, wherein a rod (1) ends in a pin (2) which merges into a longitudinal channel (22), such that the shock absorber comprises a frequency booster (28), said frequency amplifier (28) in turn comprising a sleeve (18), a floating piston (19) sliding along the interior of said sleeve (18) maintaining the tightness and a pressure control valve (20, 36), wherein the pressure control valve (20, 36) is configured to open when the amplifier chamber (29) reaches a certain pressure level, thereby allowing fluid to leave the amplifier chamber (29) such that the pressure of the amplifier chamber (29) acts on the floating piston (19), the floating piston (19) is displaced to regulate the passage of fluid through the piston (10) by means of an elastic element (25) acting on a valve (23, 24).)

具有同时的速度和频率相关液压负载调节的减震器

技术领域

本发明涉及一种能够调节其针对压缩和延伸移动两者同时经受的由速度和频率相关液压设备产生的负载的减震器。

本发明可特别适用于与使用流体作为阻尼剂的减震器相关的行业领域,特别是专注于汽车行业。

背景技术

减震器是如下设备:其旨在借助于耗散动能来衰减悬架的振荡,直到所述悬架恢复其平衡位置。非常常见的开发案例专注于汽车上的应用。

专注于汽车领域,减震器对稳定性和舒适性两者都具有决定性影响。事实上,对其产生的液压负载的调整代表两个因素之间的折衷:

- 在稳定性方面,在悬架的低延伸和压缩速度以及低振荡频率下实施对车辆的动态控制,所述低振荡频率对应于簧载质量(座舱)的固有频率,对于客车来说,所述固有频率通常在1-2 Hz的范围内。在此操作方案中,需要高阻尼水平,即,高液压负载;

- 在舒适性方面,控制主要与在中等或高振荡频率下发生的悬架的中等和高延伸和压缩速度相关。参考频率是非簧载质量(车轮/悬架)的固有频率,对于客车来说,该固有频率通常在8-15 Hz的范围内。较高程度的舒适性受制于降低的阻尼水平,这允许车轮的移动与底盘的振荡解耦。

因此,期望减震器能够将其负载水平调整为其必须衰减的振荡的特性。

因此,一方面,减震器必须能够根据悬架的振荡速度自己适应。在现有技术中,设想减震器及其阀的内部配置针对低速产生比针对中速和高速更高的阻尼系数。将减震器的负载与其振荡速度联系起来的功能是其和用于优化稳定性与舒适性之间的折衷的曲线的主要特性。

图14涉及根据减震器的振荡速度绘示阻尼力的曲线图。斜率指示阻尼系数。斜率越倾斜,则阻尼系数越高。因此,阻尼系数(即,曲线的斜率)在低速下比在中速和高速下更大。

另一方面,所述减震器必须能够根据悬架的振荡频率自己适应。图15a和图15b的曲线图分别绘示在没有并入任何频率调整设备和并入频率调整设备的情况下的阻尼力根据活塞的冲程的变化,其中可以证实的是,虽然在低频率下、在高频率下没有变化,但是对于同一个冲程长度,当使用频率调整设备时,力减小,即,阻尼水平显著减小,从而获得较柔软的悬架,这带来舒适性的增加。

常规减震器不能够使其响应适应于振荡频率。在现有技术中,存在将此特性并入到如上文指示的减震器中的解决方案。第一类包括向减震器的主活塞添加并联布置的阀,这允许流体在一定振荡频率之后的通过。

在文档US7395907中描述这些设备中的一者。此文档的目的是一种液压减震器,负责调节频率相关阻尼负载的辅助设备在杆的销的端部处安装到液压减震器。

然而,本发明存在一系列问题或局限性。

首先,其仅实施对在延伸冲程中产生的阻尼的频率调节。

其次,由于其是添加到所述杆的所述销的端部的设备,因此其轴向占用额外空间,从而使得必需减小减震器的最大冲程,或者因缺少空间而使其在一些悬架中的实现行不通。减震器的冲程的减少带来舒适性的降低,因为更经常到达悬架的冲程的末尾。

第三,频率阀的并联安装需要在所述杆的所述销上钻取具有相当大尺寸的孔,使得所述系统在中速下保持高效,其中待交换的流率很重要。这降低销的强度,从而限制其可以承受的液压和机械应力。

第四,为在孔的通路区段与所述杆的所述销的强度之间达到良好折衷,针对高速移动限制频率效应。

第五,频率控制室借助于实质上在流体循环的两个方向上对称的小通路与减震器的位于活塞上方的牵引室连接。本发明的操作原理基于所述导管对流体到频率室的进入施加强限制,使得相关联延迟允许实施频率调节。此延迟同样地存在于从频率室返回到牵引室的流体中,即,对在低频操作之后恢复系统的初始位置必不可少的流动。因此,高频阻尼调节受到本发明返回到其初始位置所需的时间的限制,这在频率调节器中尤其严重。此外,在减震器的延伸移动期间牵引室和压缩室的压力的组合有利于频率室的填充,但是无论是在延伸移动期间还是在压缩移动期间都不利于其排空。

当减震器在低频率下工作时,填充频率室,并且必须稍后排空频率室,以便尽快可用。问题在于,在此文档中描述的系统延迟并不允许流体快速返回到牵引室,这在减震器此后经受高频率的情况下调节减震器的响应。

文档US9534653描述了一种如下减震器:其带有能够通过在减震器的高频情况和低频情况下都起作用来改善行进情况下的舒适性的活塞。为此目的,所述杆的所述销并入借助于在所述杆的所述销中制成的两个平面凹口形成的纵向旁路通道。所述活塞具有频率室,所述频率室又分成两个子室,所述子室与在安装在所述杆的所述销中的衬套中形成的相应孔连接,所述频率室负责调节频率相关减震器。

文档US9534653按下文指示的方式部分解决US7395907的一些问题。

一方面,消除所述杆的所述销的孔,取而代之的是平面,这带来销的机械强度的改善的降低。

另一方面,其在减震器内需要更少的轴向空间,从而允许悬架的更长冲程。

然而,一系列问题仍未解决。例如,像前述文档一样,其仅实施对在延伸冲程中产生的阻尼的频率调节,而其在压缩冲程中的实现不可能。

此外,高频阻尼的降低仍基于通过与调节低频阻尼的主阀的通路并行工作的通路排出流体。可用的通路区段仍然非常有限,这显著降低中速和高速的频率效应。

假定在低频操作之后难以填充上频率子室和排空下频率子室,则系统返回到其初始位置的速度缓慢。再次,频率子室与牵引子室之间的压力差有利于减震器在延伸移动期间的调节,但是不利于允许系统恢复备用位置。所有这些再次限制其在高频率下的调节效应。

视为最接近现有技术的文档WO/2017/112978描述一种如下减震器:其具有直接作用在活塞的主阀上的频率室,从而调节频率相关的阻尼负载。在此文档中,作为在前述文件中描述的频率相关阻尼调节器元件,消除平行于减震器的主阀的流出流。因此,这解决所述文档中存在的以下问题:

- 其能够实施对在延伸冲程和压缩冲程两者中产生的阻尼的频率调节

- 假定使用具有明显更大通路区段的活塞的导管和主阀,作为调节器元件消除并行流体流最小化在高速下维持频率效应的相关联的问题。

然而,在文档WO/2017/112978中描述的减震器仍存在一些先前问题,并且甚至增加其他额外问题,例如:

- 系统返回到其备用位置仍像在其他文档中那样昂贵,因为频率室仍借助于延迟其填充的窄通路连接到牵引室,从而使得能够激活频率调节。因此,在前述文档中被认为有问题的这方面的一切事物仍适用,并且限制系统在高工作频率下实施调节的能力。在WO/2017/112978中描述的减震器提出基于止回阀的改进,但是由于其复杂性、尺寸和复杂几何形状以及所获得的频率行为中的严重分散问题,其应用带来高成本。

- 添加到在WO/2017/112978中描述的减震器的重大问题在于如下事实:频率室的压力直接并且没有任何限制地被施加到活塞的主阀,从而增加后者强加的对流体通过的限制。这又增加频率室中的压力,从而配置反馈系统。这针对高速和/或振幅移动危及本发明的一些部件和减震器的机械强度。此外,其极大地限制速度相关阻尼的正确分布,从而使得不能在低速下具有高阻尼系数,并且在高速下具有低阻尼系数。图16显示减震器调节如何因反馈而变化。由于力直接施加到主阀,因此对减震器操作施加限制,这影响中速和高速,其中感兴趣最低可能阻尼力以及因此限制以便提高舒适性并获得柔软悬架。这在前述系统中并不发生,因为针对低频率的速度相关阻尼特性完全独立于针对高频率的速度相关阻尼特性,因为所述设备是解耦设备。因此,虽然其引起取决于频率的经提高的舒适性,但是其引起取决于速度的降低的舒适性。换句话说,根据频率调整在WO/2017/112978中描述的减震器,但是是以降级速度相关调整为代价。

- 最后,所述文档考虑减震器的主阀与频率系统的反馈之间的完全耦合,其基于单个频率阀。因此,在频率室中产生的压力直接施加到主阀,而在部件之间丝毫没有任何间隙,从而降低阻尼减小可能性、特别是对于中频来说,但是对于高频同样如此。

本发明通过借助于频率放大器快速排空的能力进一步允许考虑频率和速度的阻尼负载调节来解决这些局限性,这允许使减震器准备好在低频移动之后接收高频移动,以及对频率放大器的压力的限制,除频率放大器中的包括与压力限位挡块一起工作的限压阀以及压力调节阀的压力控制阀以外,这借助于使用两个独立的阀(一个主阀和另一个次级阀)实现。

发明内容

为实现所述目的并防止上述缺点,本发明描述一种具有同时的速度和频率相关液压负载调节的减震器。除杆的销以外还包括具有下文将描述的功能的纵向通道的所述减震器并入引导衬套、主阀、次级阀、弹性元件和频率放大器,频率放大器在主要元件之中包括套管、浮动活塞和压力控制阀。

所述套管环绕所述杆的所述销被固定,并且具有借助于与所述杆的所述销同心的基部和壁形成的圆柱形配置。

所述引导衬套也环绕所述杆的所述销被固定,重叠所述纵向通道的一部分,并且使一端自由,位于活塞的另一侧上的流体可以通过所述自由端沿着所述引导衬套的内部通过所述活塞的通孔直接进入所述纵向通道。所述引导衬套还在另一端处附接到套管,从而借助于由所述引导衬套的端部的带缺口配置形成的窄导管或者借助于位于所述引导衬套的端部处的卸压盘允许流体从纵向通道进入引导衬套的外部,以便到达由所述套管形成的体积的内部。

所述弹性元件环绕所述引导衬套。为通用性起见,所述弹性元件优选地是贝氏垫圈的组件,其可以在弹性、外径和数目方面进行配置,从而当在系统中配置应力时允许宽泛的限定。

主阀优选地通过卸压盘定位成与活塞接触。所述次级阀又定位在两个间隔件(一个使其与主阀分离,并且另一个将其与弹性元件间隔开)之间。所述间隔件可以例如是垫圈。

为允许主阀在被次级阀按压时的弯折,次级阀的外径小于主阀的外径。

由所述主阀、所述次级阀、所述卸压盘和所述间隔件形成的组件可以布置在两个位置中。其中的一个位置环绕引导衬套并且位于活塞与弹性元件之间。另一个位置嵌入活塞与引导衬套之间。

最后,所述浮动活塞位于由所述套管形成的体积中。其能够在引导衬套与套管的壁之间滑动,在滑动期间维持密封性,为此,其使用一对密封元件,诸如例如O形环,一个用于内径,并且另一个用于外径。

所述浮动活塞具有阶梯状基部,所述阶梯状基部与所述引导衬套和所述套管一起配置放大器室,当压力因流体的进入而增加时,当推动浮动活塞以便沿着引导衬套滑动时,所述放大器室的体积增加。浮动活塞的另一侧与弹性元件接触,所述弹性元件压靠在套管的基部上。

所述浮动活塞可以包括优选地平行于杆的轴线穿过其的流出通道,所述流出通道在一侧上通向放大器室,并且在另一侧上借助于压力控制阀(在此情况下,其是限压阀)被封闭。在此情况下,所述引导衬套在其长度的中间区域中包括减小的直径,从而配置阶梯状的限位挡块,其中接触套管的端部是具有较小直径的端部,为此,所述浮动活塞还在内径中并入阶梯状突出部,然而,其形状相对于由引导衬套的限位挡块形成的阶梯颠倒,使得这两个阶梯互补,即,浮动活塞的更靠近于套管的一侧具有大于更靠近于活塞的一侧的内径。因此,浮动活塞沿着引导衬套的滑动被限制为由限位挡块标记的特定长度。

替代性地,所述浮动活塞不具有穿过其的通道,相反,所述套管包括过道,所述过道借助压力控制阀(在此情况下,其是压力调节阀)被封闭,压力调节阀在经受特定工作压力时被激活。在此情况下,浮动活塞的位移受到放大器室中的压力值的限制,当所述压力调节阀在达到所述工作压力时被激活时,所述压力值将停止增加。

根据移动是延伸移动还是压缩移动,牵引室或压缩室中的压力分别传递到活塞的另一侧,从而针对流体的通过导致主阀的变形。此压力也被传递通过通道和窄导管,从而也导致放大器室的体积的增加,从而推动浮动活塞,浮动活塞又推动弹性元件,并且弹性元件推动次级阀,次级阀与主阀耦合,从而通过流体的直接压力限制其变形。

然而,浮动活塞、并且因此弹性元件在次级阀(其又作用在主阀上)上的推动受限,因为由于限位挡块或压力调节阀,根据频率放大器的配置,如已经描述,限制浮动活塞的位移。同样地,由于浮动活塞的位移受限,因此在存在限位挡块的情况下,通过通道的额外压力增加转化成放大器室中压力增加。然而,假定放大器的部件可能不能够承受机械应力,此压力无法无限地增加。为防止此无限压力增加,放大器室中的压力在使用限位挡块的情况下受到限压阀的限制,以便产生机械限位来限制浮动活塞的位移,或者受到压力调节阀的限制,以便产生液压调节来调节放大器室中的压力,在两种情况中的任一情况下,放大器室打开,从而允许流体在达到特定压力时排出到其中布置频率放大器的室,即,压缩室或牵引室。

从而解决在现有技术文档指示的问题中的一个问题。在视为最接近现有技术的文档WO2017112978中,不存在限制频率室的位移的元件,这导致速度相关阻尼特性的降级,从而导致降低的舒适性。由于文档WO2017112978并不对频率室的位移强加任何限制,因此非常难以实现中速和高速下用于最大化舒适性的低阻尼,因为由频率系统施加的增益将随着与速度增加相关联的压力增加继续按无限制方式增加。

同样地,由于控制频率放大器内部的压力的压力控制阀,本发明成功地保护减震器的元件。这在WO2017112978中描述的发明中并不发生,所述发明并不确保其部件的完整性。

此外,在专利文档US-9534653_B2中显示的发明在其并入带有压力调节阀的频率放大器时可能在外表上看似类似于本发明。然而,功能性完全不同。在专利US-9534653_B2的情况下,其具有限制所述室(401)内部的最大压力的功能,而除后者之外,压力调节阀的功能是控制主阀上的力,这在US-9534653_2中并不发生,因此此压力调节阀的功能是在整个速度范围内控制阻尼。

此外,可以借助于一系列元件配置由主阀提供的流体通路节流的程度,所述元件尤其包括弹性元件(通过其弹性系数、外径以及对其进行配置的垫圈的数目)、次级阀(在弹性和大小方面,其可以由一个或多个盘构成)、位于主阀与次级阀之间的间隔件(在外径和厚度方面)、限位挡块沿着引导衬套的长度的位置(其将限定浮动活塞在其余部件上的最大位置)以及压力调节阀的工作值,或者当然同时借助于数个前述元件配置由主阀提供的流体通路节流的程度。

频率放大器可以位于牵引室、压缩室或两者中。此外,其还可以位于与储备室直接接触的支撑阀中。

附图说明

为完成对本发明的描述,并且出于帮助使其特征更容易理解的目的,根据本发明的优选示例性实施例,包括一组附图,其中通过图解而非限制,已经呈现了以下图:

-图1针对延伸移动按双管型式绘示本发明的减震器的纵向截面视图。

-图2在第一实施例中针对压缩和延伸移动按双管型式绘示本发明的减震器的纵向截面视图。

-图3在第二实施例中针对压缩和延伸移动按双管型式绘示本发明的减震器的纵向截面视图。

-图4仅针对延伸移动按单管型式绘示本发明的减震器的纵向截面视图。

-图5针对压缩和延伸移动按单管型式绘示本发明的减震器的纵向截面视图。

-图6绘示在备用情况下图1的减震器的活塞的区域的细节的纵向截面视图。

-图7绘示在其中阀相对于引导衬套按滑动配置定位、而非嵌入其中的第二实施例中图6的减震器的视图。

-图8绘示在主阀和次级阀仍解耦的情况下开始低频延伸移动的图6的减震器的视图。

-图9绘示在阀已经耦合的情况下图8的减震器的视图。

-图10绘示图9的减震器的视图,其显示借助限位挡块的反馈限制以及借助于打开限压阀释放压力。

-图11绘示图8的减震器在延伸移动结束之后、当系统开始到其备用位置的返回行进时的视图。

-图12绘示图8的减震器在高频延伸移动中的视图。

-图13绘示图9的减震器的视图,其显示在第二实施例中借助压力调节阀的反馈限制。

-图14绘示阻尼力根据减震器的振荡速度的曲线图。

-图15a绘示阻尼力根据未并入任何频率调整设备的活塞的冲程的变化的曲线图。

-图15b绘示阻尼力根据并入频率调整设备的活塞的冲程的变化的曲线图。

-图16绘示对减震器的调节在不受限制时如何因反馈而变化。

以下提供在附图中使用的附图标记的列表:

1.杆。

2.杆的销。

3.保持器。

4.引导件。

5.外管。

6.内管。

7.储备室。

8.牵引室。

9.压缩室。

10.活塞。

11.下盖。

12.气体。

13.流体。

14.液位。

15.止回阀。

16.阀支撑件。

17.压缩阀。

18.套管。

19.浮动活塞。

20.限压阀。

21.引导衬套。

22.通道。

23.主阀。

24.次级阀。

25.弹性元件。

26.窄导管。

27.流出通道。

27a.第一永久开口。

28.频率放大器。

29.放大器室。

30.限位挡块。

31.延伸通孔。

32.压缩通孔。

33.卸压盘。

34.间隔件。

35.密封元件。

36.压力调节阀。

37.过道。

37a.第二永久开口。

具体实施方式

如所指示的,本发明涉及一种能够调节其同时经受的由速度和频率相关液压设备产生的负载的减震器。

图1至图5绘示了本发明的减震器根据其是旨在仅在延伸冲程期间工作还是在压缩和延伸冲程期间工作处于双管和单管减震器的各种实施例。

图1绘示了根据本发明的双管减震器的纵向截面,其能够仅在延伸冲程期间调节负载。

图2和图3绘示了根据本发明的双管减震器的纵向截面,其能够在两个不同实施例中在压缩和延伸移动期间调节负载。

图4绘示了根据本发明的单管减震器的纵向截面,所述单管减震器能够仅在延伸冲程期间调节负载。

图5绘示了根据本发明的单管减震器的纵向截面,所述单管减震器能够在压缩和延伸冲程期间调节负载。

在解释本发明的减震器的操作之前,将描述减震器以使得能够理解其部件中的每一者、它们如何定位以及它们如何彼此相关。将描述的减震器任意地是用于延伸移动的单管或双管减震器。针对其中所述减震器仅针对压缩移动工作(为此,在附图中甚至未提及其)或针对两者工作的情况,可以根据此描述容易地推断出操作。

一旦已经理解了减震器的部件及其工作方式,下文将简要描述图1至图5。

因此,本发明的减震器可以基于双管减震器,而不扩展到单管减震器,例如在现有技术中已知的由外管(5)形成的那些,外管(5)在其一端处封闭并且在另一端处具有开口以供所述杆(1)的通过,从而造成问题。保持器(3)放置在杆(1)与外管(5)的端部之间以确保此开口中的密封性。

内管(6)与外管(5)同心布置,其中内管(6)的一端牢固地固定到外管(5)的封闭端,并且其另一端并入用于固定到外管(5)并且用于在其纵向移动中引导杆(1)的引导件(4)。在外管(5)与内管(6)之间形成空间,所述空间是将被填充有流体(13)至特定高度(14)的储备室(7),在所述特定高度上方,储备室(7)填充有气体(12)。

外管(5)的封闭端附接到内管(6)的并入阀支撑件(16)的一端,阀支撑件(16)带有使压缩室(9)与储备室(7)连通的孔。一些孔借助于止回阀(15)封闭,并且其他孔借助于压缩阀(17)封闭,使得对应阀(15、17)分别根据移动是延伸移动还是压缩移动而打开。

杆(1)的一端终止在杆(2)的销中,在那里存在组装好的活塞(10),活塞(10)按装配方式沿着内管(6)滑动并且并入使牵引室(8)与压缩室(9)连通的延伸通孔(31)和压缩通孔(32)。搁置在压缩通孔(32)上的第二压缩阀(17)在牵引室(8)的所述侧上位于活塞(10)上。

本发明的减震器在杆(2)的所述销中除活塞(10)以外还包括主阀(23)、次级阀(24)和频率放大器(28),频率放大器(28)包括形成本发明的部件的主要部分。

频率放大器(28)包括以下元件作为主要元件:具有圆柱形配置并且环绕杆(2)的所述销的引导衬套(21)、也环绕杆(2)的所述销的套管(18)以及浮动活塞(19)。套管(18)具有借助于与杆(2)的所述销同心并固定到其的基部和壁形成的圆柱形配置,从而形成定位其他可移动部件的体积。杆(2)的所述销沿着从一端处的活塞(10)伸展到另一端处的套管(18)的整个长度并入至少一个内部通道(22)。能够按密封方式沿着引导衬套(21)与套管(18)的壁滑动的浮动活塞(19)布置在在套管(18)与引导衬套(21)之间的形成空间中,为了所述密封,其使用一对密封元件(35),诸如例如O形环,一个用于内径,并且另一个用于外径。浮动活塞(19)具有带有阶梯状区段的基部,所述基部与套管(18)和引导衬套(21)一起确定放大器室(29),放大器室(29)的体积可以随着浮动活塞(19)沿着引导衬套(21)滑动而变化。

在频率放大器(28)的第一实施例中,浮动活塞(19)包括流出通道(27),假定始终保留第一永久开口(27a),则所述流出通道可以借助于使放大器室(29)与压缩室(9)连通的限压阀(20)部分封闭,如图7中所绘示的。反过来,引导衬套(21)在其长度的中间区域中具有减小的外径,从而配置阶梯状限位挡块(30),使得浮动活塞(19)能够在套管(18)的基部与所述限位挡块(30)之间滑动,通过机械限位方式作用用于限制可以作用在弹性元件(25)上的变形力。当浮动活塞(19)到达限位挡块(30)时,放大器室(29)中的压力将增加到限压阀(20)所设置的水平,从而致使限压阀打开,使得放大器室(29)中的压力并不继续增加。

在频率放大器(28)的第二实施例中,套管(18)包括过道(37),压力调节阀(36)作用在过道(37)上。此压力调节阀(36)在放大器室(29)中的压力达到特定值时打开,从而液压地调节放大器室(29)中的最大压力、并且因此由弹性元件(25)施加在次级阀(24)上的力。在任何情况下,其具有第二永久开口(37a)。此实施例相对于前述一个实施例具有如下优点:不需要与由限位挡块(30)和浮动活塞(19)形成的组件相关联的尺寸控制。

在这两个实施例之间存在实质性差别。在第一实施例中,限压阀(20)设置在高限压水平,仅为防止部件断裂,而不干预将由施加在弹性元件(25)上的变形引起的对系统的负载控制。在第二实施例中,在无限位挡块(30)的情况下,压力调节阀(36)实施调节放大器将施加在主阀(23)上的力的主要功能。其被设置在非常低的压力极限,并且确定减震器的液压功能。

在两个实施例中,主阀(23)优选地借助于针对流体建立永久通路区段的卸压盘(33)搁置在延伸通孔(31)上,并且在额外实施例中嵌入活塞(10)与引导衬套(21)的一端之间。引导衬套(21)的另一端搁置在套管(18)上,并且在所述端部处具有窄导管(26)。围绕引导衬套(21)行进并延伸直到其接触另一端处的次级阀(24)的弹性元件(25)搁置在浮动活塞(19)。

引导衬套(21)环绕包括杆(2)的所述销的纵向表面通道(22)的一部分,由此牵引室(8)与放大器室(29)液压连通。引导衬套(21)的窄导管(26)使放大器室(29)与杆(2)的所述销的通道(22)连通,并且最后与牵引室(8)连通。在一个实施例中,窄导管(26)借助于引导衬套(21)的带缺口的末端形成。在替代实施例中,引导衬套(21)的端部并不具有窄导管(26),而是搁置在并入连通导管的第二卸压盘(33)上。

主阀(23)定位成优选地通过卸压盘(33)与活塞(10)接触。次级阀(24)又定位在两个间隔件(34)之间,一个使其与主阀(23)分离,并且另一个将其与弹性元件(25)间隔开,从而确定次级阀(24)的刚度。间隔件(34)可以例如是垫圈。因此,主阀(23)和次级阀(24)借助于间隔件(34)分离,从而在其间留下可以根据其厚度和外径进行配置的空间。

如图7中绘示的,在第二实施例中,主阀(23)和次级阀(24)连同卸压盘(33)和间隔件(34)一起环绕引导衬套(21)定位,它们可以在引导衬套(21)上滑动、而非被嵌入。

如下文参考图6至图10指示减震器的操作,图6至图10绘示活塞(10)、主阀(23)、次级阀(24)和频率放大器(28),它们耦合在杆(2)的所述销中,按顺序方式沿着减震器的内管(6)滑动。

必须考虑,为防止清晰度损失和在附图中引入过多元件,仅在绘示在这些图中的区段的一侧上绘示流线,而事实上也将在另一侧上发现所述流线。

图6和图7绘示备用减震器在这两个实施例中的情况,其中阀(23、24)分别被定位成使得它们嵌入活塞(10)与引导衬套(21)的一端之间,并且环绕引导衬套(21)。

一旦如图8中所绘示的那样在牵引室(8)中引入压力,主阀(23)便开始弯折,使得其在其通过间隔件与次级阀(24)分离时往往接触所述间隔件。由减震器的延伸移动引起的此弯折产生穿过平行操作的两个路径的流体通路。主通路穿过主阀(23)从牵引室(8)到压缩室(9)。次级通路通过纵向通道(22)和窄导管(26)将位于主阀(23)上的流体引导到放大器室(29)。根据频率放大器(28)的实施例,一但在这里,放大器便借助于限压阀(20)(因为其并入第一永久开口(27a),因此其是非密封的)允许进入流体的一部分通过流出通道(27)朝向压缩室(9)移出,并且允许所述流体朝向压缩室(9)移出或者通过压力调节阀(36)(因为其并入第二永久开口(37a),因此其也是非密封的)。此配置相对于压缩室(9)在牵引室(8)中产生压力增加,此压力增加被部分传递到放大器室(29)。放大器室(29)中相对于压缩室(9)的超压施加在浮动活塞(19)上,从而致使其滑动,从而推动弹性元件(25),弹性元件(25)又推动次级阀(24)。在主阀(23)与次级阀(24)之间存在间隔件(34)意味着浮动活塞(19)的滑动并不立即传送到主阀(23)。

在低频率下实施的减震器的延伸为次级阀(24)与主阀(23)进行接触提供足够的时间。

后续情况绘示在图9中,图9显示推动弹性元件(25)和次级阀(24)的浮动活塞(19)的位移现在如何足以在部分打开的主阀(23)与次级阀(24)之间实现接触。借助此配置,由放大器室(29)中的超压施加的力被传送到主阀(23),从而致使在较大程度上节流牵引室(8)与压缩室(9)之间的流体通路。更大的压力差被传送到放大器室(29),从而增加进入所述室的流,这再次增加由主阀(23)施加在流体通路上的节流。此反馈现象增加在牵引室(8)与压缩室(9)之间建立的压力差、并且因此增加用于抵靠由所述减震器产生的延伸移动的力。可以理解的是,次级阀(24)的存在极为重要,因为,如果缺少所述次级阀,则从减震器的延伸移动一开始就触发反馈循环,从而极大地阻碍对其提供的力的频率控制。换句话说,假定过程将非常快,则非常难以针对1 Hz的移动相对于10 Hz的另一移动实现不同减震器响应。

如果移动频率足够低和/或延伸速度足够高以将所需体积的流体传送到放大器室(29),则浮动活塞(19)滑动(考虑频率放大器(28)的第一实施例),直到其接触限位挡块(30)(如图9中所示),或者直到放大器室(29)达到由压力调节阀(36)建立的调节压力。在此情况下,反馈现象受限,从而防止额外力从频率放大器(28)传送到主阀(23)。对所传送力的所述限制对于确保结构完整性和避免破坏图14中所示的表示为阻尼力作为振荡速度的函数的曲线的减震器的主要功能必不可少。如所提及的,限压阀(20)的唯一功能是保护系统的部件,其中由弹性元件(25)上的限位挡块(30)允许的最大变形由力-速度曲线确定,从而受到限制。然而,在压力调节阀(36)的情况下,其确实实施确保系统的部件的结构完整性和无限制地再现力-速度曲线的两个功能。

反馈被配置成在低速下不达到其极限,使得可以通过频率放大器(28)增强此操作方案所需的高阻尼值。在限压阀(20)的情况下,针对减震器的中等操作速度、并且特别是高操作速度使用限制,尽管这在压力调节阀(36)的情况下不是严格必需的,可能感兴趣在其低速下的开度。在压力调节阀(36)的情况下,可以针对低速移动配置其开度,因为除限制最大反馈力以外,其还管理其整个操作范围内的减震器响应。通过给压力调节阀(36)提供类似于主阀(23)的配置的配置实现压力调节阀(36)的此管理,所述配置非常适于针对每一速度产生最佳阻尼水平。因此,假定频率放大器(28)可以被配置成在主阀(23)中提供大部分流体节流,则其限制允许在低速下所需的高阻尼程度以向车辆提供稳定性以便结合能够最小化地形不规则到座舱的传送的高速下的低阻尼系数,这又最大化舒适性。因此,本发明在频域和速度领域两者中起作用。

考虑频率放大器(28)的第一实施例,一旦浮动活塞(19)到达限位挡块(30),放大器室(29)的体积便固定,没有体积增加的可能性。如果减震器的延伸循环在合适条件下持续,则放大器室(29)中的压力增加,从而接近牵引室(8)的压力。永久开口(27a、37a)的存在通过确保通过频率放大器(28)的最小流出速率来防止两个压力完全平稳。此压力限制对高速移动可能不够,为此,必须包括限压阀(20)。如图10中所示,由于其借助于流出通道(27)经受放大器室(29)与压缩室(9)之间的差压,所述限压阀(20)最终打开所提及压力差的预先确立的值,从而允许更多流体朝向压缩室(9)离开放大器室(29)。因此,保护频率放大器(28)的部件免受放大器室(29)中的超压,从而在减震器的移动中确保它们相对于大速度范围的抵抗力和耐久性。这也在考虑带有压力调节阀(36)的频率放大器(28)的第二实施例时发生,压力调节阀(36)通过其阻尼调节功能发挥相同作用。

当减震器的延伸移动结束时,其速度降低,通过主阀(23)的流率减小。这带来牵引室(8)与压缩室(9)之间的压力差的减小,这又与放大器室(29)中的压力减小相关联。为此目的,流体的循环方向在窄导管(26)中颠倒,朝向牵引室(8)离开放大器室(29)。这示出在图11中,其中流体通过窄导管(26)和流出通道(27)、通过第一永久开口(27a)、或者如图13中所绘示的那样通过第二永久开口(37a)离开放大器室(29)。在频率放大器(28)的两个实施例中,由于放大器室(29)与压缩室(9)之间比放大器室(29)与牵引室(8)之间大的压力差,流出通道(27)和压力调节阀(36)是延伸移动的最后阶段中的主要流体离开路径。这是由于在延伸移动期间,牵引室(8)中的压力始终高于压缩室(9)中的压力。当减震器开始压缩阶段时,此关系颠倒,其中最大差压在放大器室(29)与牵引室(8)之间,并且将窄通道(26)变成用于排空放大器室(29)的优选路径。

在填充放大器室(29)时,流体通过窄导管(26)进入,并且通过永久开口(27a、37a)离开,使得是用于调节浮动活塞(19)的快速滑动程度的有效填充区段是两者的减法。因此,考虑到这是它们之间的差,其必须是小区段,其控制频率放大器(28)的频率行为,所述区段中的每一者可以具有较大尺寸。与现有技术中存在的解决方案相比,这意味着与控制通道的较大尺寸相关联的控制通道的更简单且更稳健制造。另外,在延伸移动的最后阶段期间和整个压缩冲程期间其允许流体离开放大器室(29)的同时操作意味着其是大的通路区段,即,两者的总和,这确保浮动活塞(19)快速返回到其备用位置。此移动在恢复备用位置之前的持续时间必须尽可能短,使得所述系统始终准备好实施高频调节,其中所述循环非常快。此构造因其容易实现而是有利的,并且允许本发明具有比其必须调节的那些频率高得多的操作频率。

当延伸移动在高频率下发生时,流率分布不相对于借助图8中所示的低频移动形成的分布改变:在牵引室(8)与压缩室(9)之间通过主阀(23)建立主要流。第二流通过放大器室(29),流体从主阀(23)的上部部分离开借助于销(2)的通道(22)以及窄导管(26)到达放大器室(29)。进入流体的一部分离开所述室(29)通过流出通道(27)、通过第一永久开口(27a)或第二永久开口(37a)到达压缩室(9)。图10显示限压阀(20)针对高频循环的此流动布置。两种移动之间的差别是其持续时间,所述持续时间在高频循环的情况下非常短。为使频率放大器(28)开始反馈循环,浮动活塞(19)必须沿增加放大器室(29)的体积的方向位移。事实上,在浮动活塞(19)的位移足以使次级阀(24)接触主阀(23)(次级阀(24)和主阀(23)通过间隔件(34)分离)之前不触发反馈。实现浮动活塞(19)的该位移所需的压力取决于间隔件(34)的厚度和直径、次级阀(24)的刚度和弹性元件(25)的刚度。反过来,必须进入放大器室(29)以允许浮动活塞(19)的该最小位移的流体体积取决于所提及室的横截面。最后,完成此填充所需的时间取决于在牵引室(8)、压缩室(9)与放大器室(29)之间建立的压力差,以及对流体通过窄导管(26)的进入和通过永久开口(27a、37a)的离开施加的限制。

永久开口(27a、37a)允许放大器室(29)的填充速度比其排空速度慢得多。

为实施对阻尼的频率调节,必须缓慢填充并相对快速排空放大器室(29),从而允许所述系统准备好进行新的循环。

在延伸移动的情况下,牵引室与压缩室之间的压力差高,因此当前系统使用到频率室的小进入区段,这允许缓慢填充所述室。然而,通过使用小填充区段,阻碍频率室的排空。由于频率室相对于牵引室的更高压力,发生频率室的排空;然而,此压力差小于在延伸阶段期间填充频率室的压力差,为此,排空比填充慢。如果所述系统在开始下一个高频循环之前并不完全排空,则调节器失去效率。

在本发明的系统中,并入永久开口(27a、37a)用于放大器室(29)中的受控流体出口允许使用较大区段,因为所述受控流体出口阻碍室(29)的填充。因此,缓慢填充并快速排空室(29),这允许使所述系统准备好进行新循环、而不影响其效力。

因为高频移动的持续时间短,因此传送到放大器室(29)的流体的体积可能不足以使浮动活塞(19)的滑动导致次级阀(24)接触主阀(23)。在这种情况下,不存在反馈,并且减震器的负载由延伸通孔(31)和主阀(23)的配置确定。如果移动幅度或其速度更大,则传送到放大器室(29)的流体的体积将更高,甚至可以在此处开始反馈过程,如图9中详细所示。选择在前述段落中提及的本发明的可配置参数,使得反馈过程没有足够时间以比预先确立的频率高的频率的移动达到其极限。因此,在任一情况下,由减震器抵抗高频移动产生的力小于与低频移动相关联的力。

可以以低预变形和低刚度配置主阀(23)以最小化用于抵抗由减震器在高频下产生的移动的力。因此,通过最小化通常与高振荡频率相关联的道路不规则的传递,最大化舒适性。

调节压力增加所处的速度的另一因素是室(29)自身的体积或次级阀(24)和弹性元件(25)的刚度的组合。弹性元件(25)和次级阀(24)的刚度允许配置主阀(23)与次级阀(24)之间的耦合程度。同样地,连同由主阀(23)与次级阀(24)之间的间隔件(34)建立的距离一起,所述系统设置有高度通用的配置。

例如,对于1 Hz的低频移动,所述系统可以被配置成使得浮动活塞(19)的位移到达限位挡块(30)。此点为浮动活塞(19)建立冲程限制,使得限制由放大器(28)通过弹性元件(25)和次级阀(24)传送到主阀(23)的最大力。换句话说,不管移动的持续时间多长或施加到主阀(23)的压力的量值多大,都限制由频率放大器(28)提供的最大力增益,因为反馈循环被限位挡块(30)中断。考虑到它们在高速下受限,这允许在低速下施加显著增益。

随后,如图10中所绘示的,牵引室(8)已经超过特定压力水平。浮动活塞(19)已经接触限位挡块(30),并且无法再位移,为此,放大器室(29)的体积和压力可能不再增加,从而导致位于流出通道(27)中的流体致使限压阀(20)打开,使得所述压力增加被离开放大器室(29)的流体抵消。这发生在频率放大器(28)的第一实施例中。在图13中所示的第二实施例中,在以所期望的调节压力到达放大器室(29)时,压力调节阀(36)打开,其中压力被离开放大器室(29)的流体抵消。为此,弹性元件(25)和次级阀(24)从浮动活塞(19)接收的力也受限,因为位移通过限位挡块(30)机械地受限,或者通过对从放大器室(29)通过压力调节阀(36)施加的压力、以及因此其施加在主阀(23)上的力的限制液压地受限。如图10中所示,如已经描述的,这意味着主阀(23)将因牵引室(8)中的压力增加并且因其从次级阀(24)接收的受限力而甚至弯折更多。从而,这防止克服在高压情况下涉及的部件的阻力。

一旦已经超过牵引室(8)中的最大压力瞬间,浮动活塞(19)便开始朝向备用位置的位移。此移动的持续时间必须尽可能短,使得所述系统始终准备好实施高频调节,其中所述循环非常快。在此情况下,图11绘示排空放大器室(29)的周期期间的流体分布流,其中本发明具有第一永久开口(27a)和窄导管(26)两者用于使流体离开放大器室(29)。

如图8中所示,在填充放大器室(29)时,第一永久开口(27a)允许流体朝向压缩室(9)离开,使得从通过引导衬套(21)的窄导管(26)进入放大器室(29)的流率减去此流率。

然而,在排空放大器室(29)时,流体流出由永久开口(27a、37a)和由引导衬套(21)的窄导管(26)分别由于由牵引室(8)的体积增加产生的较低压力、由于活塞(10)的位移建立,从而导致发生从放大器室(29)朝向牵引室(8)的流体流,除通过杆(2)的销的通道(22)以外,还通过位于活塞(10)中的压缩通道(32),因为压缩阀(17)将出于相同原因打开。因此,不像在填充阶段中,在排空阶段中,通过两个区段(26、27)的流体流率加起来以允许放大器室(29)的快速排空和所述系统的备用位置的快速恢复。

此构造因其容易实现而是有利的,并且允许本发明具有比其必须调节的那些频率高得多的操作频率。因此,减震器在延伸循环结束时具有用于流体的两个出口的事实意味着频率放大器(28)非常快速返回到其备用位置。放大器室(29)的恢复速度取决于窄导管(26)的大小和由流出通道(27)形成的组件以及在限压阀(20)或压力调节阀(36)的应力水平下的设计。

图10和图13的描述清楚地显示分别借助于限位挡块(30)或压力调节阀(36)限制浮动活塞(19)的移动的重要性。否则,如果牵引室(8)、并且因此放大器室(29)的压力过度增加,则浮动活塞(19)的移动将不受限并且将不停止压在弹性元件(25)上,此弹性元件压在次级阀(24)上,并且此次级阀压在主阀(23)上,在那里,其可能不仅引起延伸通孔(31)的封闭,而且还可能因其将经受的过多机械应力而损坏一些所提及的部件。此外,由于在频率放大器(28)中并入限位挡块(30)或压力调节阀(36),因此放大器室(29)的体积无法增加,为此,借助于并入被配置成在达到特定压力水平时打开的压力控制阀(20、36)限制此室(29)中的压力。

在附图中描述的情况对于在低频率下工作的减震器视为有效。然而,在高频情况下,循环的时间非常短,并且减震器没有时间将流体送过相当长的路径,并且需要太多时间完成,因此流体没有时间填充放大器室(29),并且因此使浮动活塞(19)位移。这是频率放大器并不在高频率下工作的原因。

可以在图12中考虑在高频延伸循环中工作的方式。在此情况下,主阀(23)负责提供阻尼负载。部分流体将通过通道(22)朝向放大器室(29),尽管可以认为浮动活塞(19)将由于缺少反应时间而大部分不位移,并且借助于主阀(23)执行整个阻尼效果。

主阀(23)与次级阀(24)之间借助于间隔件(34)的分离以及所述阀(23、24)的刚度允许根据频率调整减震器的负载。

关于图1至图5,一旦理解本发明的减震器基于并入具有放大限制的频率放大器(28)以及主阀(23)和次级阀(24),便可以陈述以下:

- 图1并入频率放大器(28),其附接到压缩室(9)中的活塞(10),为此其旨在用于在延伸中工作。

- 图2并入两个频率放大器(28),每一频率放大器(28)位于活塞(10)的一侧上,因此它们旨在用于在延伸和压缩中工作。

- 图3并入两个频率放大器(28),一个附接到压缩室(9)中的活塞(10),为此其旨在用于在延伸中工作,并且另一个位于阀支撑件(16)中,旨在用于在压缩中工作。

- 图4并入频率放大器(28),其附接到单管减震器的压缩室(9)中的活塞(10),为此,像图1中一样,其旨在用于在延伸中工作。

- 图5并入两个频率放大器(28),每一频率放大器(28)位于单管减震器中的活塞(10)的一侧上,因此像在图1中一样,其旨在用于在延伸和压缩中工作。

未绘示带有用于压缩移动的附接到牵引室(8)中的活塞(10)的单个频率放大器(28)的减震器,因为推理与当其位于压缩室(9)中时所描述的相同。

在其中用于压缩移动的频率放大器(28)位于阀支撑件(16)中、直接进入储备室(7)的图3中绘示的情况下,操作与其中频率放大器(28)被定位成使得其附接到牵引室(8)中的活塞(10)的情况相同。

因此,本发明包括两个阀,即主阀(23)和次级阀(24),它们被支撑在弹性元件(25)中,具有局部和可配置耦合水平,以及借助于频率放大器(28)的其余部件执行的液压机械放大步骤。

主阀(23)与在现有技术中用于常规减震器的那些相同。任选地,其可以并入受控永久流出,并且具有可以预先配置以获得所期望的阻尼特性的刚度和变形。在附图中,主阀(23)被绘示成附接到接触活塞(10)并建立受控流出水平的卸压盘(33)。主阀(23)负责限定高频下的阻尼特性。

次级阀(24)结合弹性元件(25)负责限定低频下的阻尼特性。在优选表示中,弹性元件(25)是配置弹簧的盘式垫圈(也称为贝氏或盘式弹簧(Belleville or disc spring))的堆叠,因为其提供大的配置通用性。首先,其提供负载、冲程和紧凑性之间的关系,对于螺旋压缩弹簧或称为波形弹簧的那些弹簧,这是不可能的。其次,其刚度在其被压缩时降低,这允许使低速下的高阻尼水平与高速下的低阻尼水平组合,从而给本发明提供按对于车辆最有利的方式同时调节频率和速度行为的能力。这是提高搭乘舒适性、从而增强频率调节效果的关键。

此外,主阀(23)和次级阀(24)的耦合可以通过例如选择次级阀(24)的外径借助两个阀(23、24)的大小和特性来配置,使得一旦达到浮动活塞(19)的最大冲程,便使主阀(23)相对于主阀的弯折成为可能。这有助于最小化高速下的阻尼增加。

还可以借助于间隔件(34)的厚度或直径配置所述耦合,这将导致次级阀(24)必须作出以便接触主阀(23)的努力可变。

假定这两个元件是柔性的,则还可以通过考虑次级阀(24)和弹性元件(25)的柔性来配置所述耦合。因此,当选择非常刚性的次级阀(24)和非常柔性的弹性元件(25)时,将需要浮动活塞(19)的将力从放大器(28)传送到主阀(23)的较大位移。相反的配置允许力传递针对浮动活塞(19)的较小位移发生。这些配置可能性给所述系统提供大通用性。

还可以借助于沿着引导衬套(21)的长度定位限位挡块(30)来配置所述耦合,使得更靠近于套管(18)的位置暗示浮动活塞(19)的较小最大位移,并且因此,弹性元件(25)的最大变形将更小,由此次级阀(24)将对主阀(23)施加较小最大压力。这允许减小减震器针对低频移动获得的最大负载。

分别在放大器室(29)的流体入口和出口处建立限制水平的窄导管(26)和第一永久开口(27a)还可以被配置成使得,如果其通路区段的差异很小,则浮动活塞(19)的向上移动缓慢,而通路区段的大差异允许浮动活塞(19)的较快移动。此配置允许根据施加到减震器的移动频率调整系统的响应。

最后,必须考虑,本发明必须不受本文中描述的实施例的限制。所属领域的技术人员可以基于本说明书执行其他配置。因此,本发明的范围由以下权利要求书限定。

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