本发明涉及一种汽车减震技术领域,尤其是涉及一种减震器、减震系统及车辆。
背景技术:
现有减震器普遍多采用液力减震器,一直以来阻尼量与活塞杆的运动速度的关系是技术难题。阻尼力过小会使被压缩后的减震弹簧回弹过快,迫使轮胎砸向地面产生很大的震动和响声。阻尼力过大会使减震弹簧回弹过慢,则影响减震弹簧被二次压缩吸震,如遇连续坑洼路面会使减震弹簧在第一次工作行程还未结束,紧跟着二次压缩又开始,不良后果是弹簧力不能释放,减震弹簧变得一次比一次硬,对地面冲击增大,易出现乘坐颠簸、增加油耗、爆胎、侧滑及公路养路成本提高等不良结果。
理论上,较软的减震弹簧在很大程度上会改善减震弹簧与阻尼的这一关系,从而提高舒适性,但是这又影响汽车的操控性,特别是在弯道上急打方向或紧急刹车,容易使车辆侧倾比较厉害。而较硬的减震弹簧,能够提高汽车的操作性,但影响舒适性。这就是目前减震器,舒适性与操控性不能兼顾的一个现状。而针对具有较软的减震弹簧的减震器,急需要提高其操控性。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种减震器、减震系统及车辆,以提高对于具有较软的减震弹簧的减震器的操控性。
本发明的目的是由下述技术方案实现的:
本发明提供了一种减震器,其包括活塞机构、工作缸、第一缸筒和第二储压缸;所述活塞机构包括活塞缸,所述活塞缸活动设置于所述工作缸的缸腔中,且所述活塞缸将所述工作缸的缸腔分隔成上腔和下腔,所述下腔与所述第二储压缸的缸腔相连通;所述工作缸上开设有第一条状过流区,所述第一条状过流区与所述第一缸筒的缸腔相连通;所述活塞缸上开设有第二条状过流区,所述第二条状过流区与所述下腔相连通;
所述活塞缸在所述工作缸中运动时,能够改变所述上腔、所述第一缸筒和所述下腔之间的通断状态;
所述第一条状过流区设置有单向阻尼结构,用于对流体从所述第一缸筒向所述工作缸的所述下腔流动时产生阻尼。
进一步地,所述活塞机构还包括活塞杆及设置于所述活塞杆的下端的活塞泵结构,所述活塞缸固定于所述活塞杆上;在所述活塞杆的往复运动过程中,通过所述活塞泵结构能够从外界向所述下腔吸入流体。
进一步地,所述活塞泵结构包括过流球、第一单向阀和安装于所述活塞杆的下端的活塞,所述活塞杆具有第一杆腔,所述第一杆腔的侧壁具有与所述下腔相连通的下腔出入孔,且所述第一杆腔的下端具有开孔;所述过流球设置于所述开孔处,在所述过流球向所述第一杆腔的上端所在的方向移动时,能够使所述开孔打开;所述下腔的下腔底开设有底通孔;所述第一单向阀设置于所述底通孔处,在所述第一单向阀向所述第一杆腔的上端所在的方向移动时,能够使所述底通孔打开。
进一步地,所述活塞杆还具有第二杆腔,所述第二杆腔和所述第一杆腔通过分隔座相隔开,所述分隔座上开设有座通孔,所述第二杆腔中安装有毛细管,且所述毛细管的下端与所述座通孔相连通,以使得所述毛细管的管腔与所述第一杆腔相连通;所述毛细管的外壁与所述第二杆腔的内壁之间形成第二过流间隙;所述第二杆腔的腔壁上具有与所述上腔相连通的上腔出入孔,所述上腔和所述下腔被所述活塞缸的缸盖所隔开,且所述活塞缸的缸盖位于所述上腔出入孔与所述下腔出入孔之间。
进一步地,减震器还包括副压缸,所述副压缸设置于所述工作缸的底部;所述副压缸包括具有轴向空腔的第一缸体、缸环和缸底座;所述缸环和所述缸底座分别设置于所述第一缸体的上端和下端,以与所述工作缸的缸壁共同围成第三储压腔;所述缸环上连接有进出管,所述进出管的上端与所述下腔相连通,所述进出管的下端与所述第三储压腔相连通;所述轴向空腔与底通孔相连通,所述活塞杆的下端的活塞能够伸入所述轴向空腔中。
进一步地,所述活塞缸能够沿所述工作缸的轴向移动,和/或所述活塞缸能够绕沿所述活塞缸自身的轴线转动;
所述第一条状过流区的长度小于或等于所述活塞缸的轴向长度;
所述第一条状过流区包括至少一个条形槽和/或排列成条状的多个孔,所述第二条状过流区包括至少一个条形槽和/或排列成条状的多个孔。
进一步地,所述单向阻尼结构包括多个弹性挡片,多个弹性挡片沿所述第一条状过流区长度方向排布。
进一步地,减震器还包括设置于所述下腔中的第一滑动轴承,所述第一滑动轴承滑动设置于所述活塞杆上,且所述第一滑动轴承能够沿所述工作缸的轴向移动;所述第一滑动轴承具有第一过流间隙,以使得流体能够在所述第一滑动轴承相对的两个侧面之间流动。
进一步地,减震器还包括储气缸,所述工作缸上设置有第一排气孔,所述第一排气孔位于所述第一条状过流区的上方,且所述第一排气孔与所述储气缸相连通。
本发明还提供了一种减震系统,其包括阻尼阀以及所述的减震器,所述阻尼阀具有第一阀口和第二阀口,所述第一阀口与所述上腔相连通,以对从所述上腔流出的流体产生阻尼;所述第二阀口与所述下腔相连通。
进一步地,所述阻尼阀包括第一阀壳、第一弹簧及第一阻尼片;所述第一阀口和所述第二阀口分别开设于所述第一阀壳上;所述第一阻尼片上开设有主通孔及分布于所述主通孔的周围的多个次通孔,在流体从所述第一阀口向所述第二阀口流动时,所述次通孔被所述第一阀壳所封堵;在流体从所述第二阀口向所述第一阀口流动时,所述次通孔打开。
进一步地,减震系统还包括减震阀,所述第二阀口通过所述减震阀与所述下腔相连通。
进一步地,所述减震阀包括第二阀壳、活塞组件和排气塞;所述第二阀壳上设置有第三阀口、第四阀口、第五阀口和第六阀口;所述活塞组件将所述第二阀壳的内腔分隔为第一阀腔和第二阀腔;
所述活塞组件在所述第二阀壳的内腔中移动,能够控制第三阀口与所述第四阀口之间的通断,以及能够控制第五阀口与所述第六阀口之间的通断;
所述第二阀壳上还开设有第一气口与第二气口,所述第一气口和所述第二气口通过所述活塞组件的内腔相连通;所述活塞组件上开设有第二排气孔,所述排气塞在所述第二阀腔中的运动能够控制所述第二排气孔的通断,以控制所述第二阀腔与所述活塞组件的内腔之间的通断;
所述第二阀口通过连接管与所述第三阀口相连通,所述第四阀口通过连接管与所述第六阀口相连通;所述第五阀口通过连接管与所述下腔相连通;
所述第一气口通过连接管与所述下腔相连通。
本发明还提供了一种车辆,其包括车身、与所述车身相连接的能够转向的车轮,以及所述的减震系统;所述活塞缸与所述车身相连接,所述工作缸与所述车轮相连接,用于在所述车轮转向时,使得所述工作缸能够相对于所述活塞缸转动。
本发明与现有技术相比至少具有如下优点:
本发明提供的减震器、减震系统及车辆,通过在工作缸上开设有第一条状过流区,活塞缸上开设有第二条状过流区后,再通过活塞缸在工作缸中的运动,以改变上腔、第一缸筒和下腔之间的通断状态,由于第一条状过流区和第二条状过流区均呈条状,因此活塞缸的可以在较大的行程范围内移动,以逐渐改变换上腔、第一缸筒和下腔之间的通断状态,并且单向阻尼结构对流体从第一缸筒向工作缸的所述下腔流动时产生阻尼,因此增大活塞缸的运动行程,能够保证减震器的阻尼效果,有利于适配较软的减震弹簧,从而有利于提高操控性。
附图说明
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例一提供的减震器的结构示意图;
图2为本发明实施例一中提供的减震器未安装第一缸筒和第二储压缸时的结构示意图;
图3为本发明实施例一中活塞机构的爆炸图;
图4为本发明实施例一中副压缸的结构示意图;
图5为本发明实施例一中减震器的内部结构示意图;
图6为本发明实施例二提供的减震器的结构示意图;
图7为本发明实施例二中提供的减震器未安装第一缸筒和第二储压缸时的结构示意图;
图8为本发明实施例三中阻尼器的结构示意图;
图9为本发明实施例三中第一阻尼片的结构示意图;
图10为本发明实施例三中阻尼器中主通孔和次通孔均打开时的状态图;
图11为本发明实施例三中减震阀的结构示意图;
图12为本发明实施例三中减震阀中的固定座、第四弹簧、第五弹簧三者之间位置关系示意图;
图13为本发明实施例三中车辆在直行的状态下减震系统的工作状态图;
图14为本发明实施例三中车辆在转弯的状态下,位于弯道外侧的减震系统的工作状态图;
图15为本发明实施例三中车辆在转弯的状态下,位于弯道内侧的减震系统的工作状态图。
附图标记:
101-工作缸;102-第一缸筒;103-第二储压缸;104-活塞缸;105-上腔;106-下腔;107-第一条状过流区;108-第二条状过流区;109-单向阻尼结构;111-活塞杆;112-过流球;113-第一单向阀;114-活塞;115-第一杆腔;116-下腔出入孔;117-开孔;118-底通孔;119-第二杆腔;120-分隔座;121-座通孔;122-毛细管;123-第二过流间隙;124-上腔出入孔;125-缸盖;126-缸筒;127-分流器;128-副压缸;129-轴向空腔;130-第一缸体;131-缸环;132-缸底座;133-第三储压腔;134-进出管;135-第一滑动轴承;136-第一过流间隙;137-减震弹簧;138-连接耳;139-压盖;140-储气缸;141-第一排气孔;142-储压进出孔;143-第二单向阀;201-第一阀口;202-第二阀口;203-第一阀壳;204-第一弹簧;205-第一阻尼片;206-主通孔;207-次通孔;208-第二阀壳;209-排气塞;210-第三阀口;211-第四阀口;212-第五阀口;213-第六阀口;214-第一阀腔;215-第二阀腔;216-第二排气孔;217-第一气口;218-第二气口;219-固定座;220-第二弹簧;221-第二活塞;222-第三弹簧;223-第三活塞;224-第四弹簧;225-第五弹簧;226-圆锥部;227-导向部;228-弹簧座。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1至图5所示,本发明实施例提供了一种减震器,其包括活塞机构、工作缸101、第一缸筒102和第二储压缸103;活塞机构包括活塞缸104,活塞缸104活动设置于工作缸101的缸腔中,且活塞缸104将工作缸101的缸腔分隔成上腔105和下腔106,下腔106与第二储压缸103的缸腔相连通;工作缸101上开设有第一条状过流区107,第一条状过流区107与第一缸筒102的缸腔相连通;活塞缸104上开设有第二条状过流区108;第一条状过流区107的长度不大于第一缸筒102的轴向长度;在沿减震器的径向方向观察,第一条状过流区107的下端不超过第一缸筒102的下端,这样可以保证流体不会从第一条状过流区107进入或流出第二储压缸103,也保证了流体从第一条状过流区107进入或流出第一缸筒102。第二条状过流区与下腔相连通。第二条状过流区设置在活塞缸的周面上。需要说明的是,可以将第一条状过流区107的下端设置成位于第一缸筒102的下端的上方。
活塞缸104在工作缸101中运动时,能够改变上腔105、第一缸筒102的缸腔和下腔106之间的通断状态;第一条状过流区107设置有单向阻尼结构109,以对流体从第一缸筒102向工作缸101的下腔106流动时产生阻尼,而流体从工作缸101的下腔向第一缸筒102的缸腔流动的时候没有阻尼或者说阻尼非常小,也就是说,单向阻尼结构109可以实现:流体从工作缸101的下腔106向第一缸筒102的缸腔流动时受到的阻力小于或者说远远小于流体从第一缸筒102的缸腔向工作缸101的下腔106流动时受到的阻力。需要说明的是,通断状态可以包括三者均连通,三者之间均不连通或只有其中任意两者连通。
具体而言,活塞缸104滑动设置在工作缸101的缸腔中,且活塞缸104还能够绕着工作缸101的轴线旋转,在实际工作中,工作缸101是与车轮相连接,而活塞缸104是与车身相连接,由于车轮的转向,实现了活塞缸104与工作缸101之间的相对转动,以及活塞缸相对工作缸沿轴向方向上下运动。需要说明的是,车轮的转向能够使汽车发生转向。
第一缸筒102和第二储压缸103均套设于工作缸101的外部,且第一缸筒102位于第二储压缸103的上方;第一缸筒102的内壁与工作缸101的外壁之间的空间形成第一缸筒102的缸腔;第二储压缸103的内壁与工作缸101的外壁之间的空间形成第二储压缸103的缸腔。第一条状过流区与第一缸筒的缸腔相连通;第一条状过流区107的数量和第二条状过流区108的数量均可以为4条,且4条第一条状过流区107在工作缸101的周面上等圆心角布设,也即相邻的两条第一条状过流区107之间的圆心角为90度;4条第二条状过流区108在活塞缸的周面上等圆心角布设,也即相邻的两条第二条状过流区108之间的圆心角为90度。第一条状过流区107的长度延伸方向与工作缸101的轴向相平行,第二条状过流区108的长度延伸方向与活塞缸104的轴向相平行。由于活塞缸104能够在工作缸101中既能做直线运动,又能做旋转运动,因此第一条状过流区107与第二条状过流区108二者之间的相对关系能够发生变化,因此也即改变了上腔105、第一缸筒102的缸腔和下腔106之间的通断状态。在第一条状过流区107与第二条状过流区108至少部分重叠时,能够使下腔106与第一缸筒102的缸腔相连通。工作缸101上开设有多个储压进出孔142,以实现工作缸101的下腔106与第二储压缸103的缸腔相连通,可选的,储压进出孔142的数量可以为4个,其中两个储压进出孔142上安装有第二单向阀143,用于在第二单向阀143打开时,实现流体经过第二单向阀143进入第二储压缸103,从而实现流体从下腔106进入第二储压缸103的缸腔时,4个储压进出孔均是通路状态,而流体从第二储压缸103进入下腔106时,只有两个储压进出孔是通路状态。
本发明实施例提供的减震通过在工作缸101上开设有第一条状过流区107,活塞缸104上开设有第二条状过流区108后,再通过活塞缸104在工作缸101中的运动,以改变上腔105、第一缸筒102和下腔106之间的通断状态,由于第一条状过流区107和第二条状过流区108均呈条状,因此活塞缸104的可以在较大的行程范围内移动,以逐渐改变换上腔105、第一缸筒102和下腔106之间的通断状态,并且单向阻尼结构109对流体从第一缸筒102向工作缸101的下腔流动时产生阻尼,因此在增大活塞缸104的运动行程时,能够保证减震器的阻尼效果,有利于适配较软的减震弹簧,从而有利于提高操控性,并且还有利于对减震器的阻尼效果进行调节。
该实施例可选的方案中,活塞机构还包括活塞杆111及设置于活塞杆111的下端的活塞泵结构,活塞缸104固定于活塞杆111上;在活塞杆111的往复运动过程中,通过活塞泵结构能够从外界向下腔106吸入流体,这样有利于增大下腔106中的压强。通过活塞杆111的运动带动活塞缸104及活塞泵结构动作,以使得活塞泵结构能够从外界吸入流体至下腔106,且由于活塞泵结构的原理类似打气筒,因此活塞杆111的往复运动,便能够使外界的流体经活塞泵不断的泵入下腔106,从而有利于增加下腔106中的压强,以实现增大压缩阻尼。
具体而言,由于活塞杆111的不断往复运动,才能够使活塞泵结构从外界向下腔106吸入流体,且泵入流体是一个逐渐变化的过程,因此,在压缩阻尼过程中,可以使得阻尼效果是逐渐变化的,从而该减震器可以提供较好的舒适度。
该实施例可选的方案中,活塞泵结构包括过流球112、第一单向阀113和安装于活塞杆111的下端的活塞114,活塞杆111具有第一杆腔115,第一杆腔115的侧壁具有与下腔106相连通的下腔出入孔116,且第一杆腔115的下端具有开孔117;过流球112设置于开孔117处,在过流球112向第一杆腔115的上端所在的方向移动时,能够使开孔117打开;下腔106的底部开设有底通孔118;第一单向阀113设置于底通孔118处,在第一单向阀113向第一杆腔115的上端所在的方向移动时,能够使底通孔118打开。通过该技术方案,可以便捷的实现从外界吸入流体。活塞泵结构的存在会使车辆在路面差时底盘高,在路面好时底盘低。
具体而言,过流球112可以为圆球,过流球112位于第一杆腔115中,且过流球112的直径大于开孔117的直径;流体从开孔117流向第一杆腔115时,能够将过流球112向上顶起,以使开孔117打开。第一单向阀113能够完全盖住底通孔118,这样保证第一单向阀113能够使底通孔118封闭。流体经底通孔118流入下腔106时,会将第一单向阀113顶开,以实现流体流入下腔106。第一单向阀113可以由片状结构形成,片状结构的形状可以为圆形。
需要说明的是,第一单向阀113和第二单向阀还可以采用弹簧式单向阀、重力式单向阀或单向排气阀等。
该实施例可选的方案中,活塞杆111还具有第二杆腔119,第二杆腔119和第一杆腔115通过分隔座120相隔开,分隔座120上开设有座通孔121,第二杆腔119中安装有毛细管122,且毛细管122的下端与座通孔121相连通,以使得毛细管122的管腔与第一杆腔115相连通;毛细管122的外壁与第二杆腔119的内壁之间形成第二过流间隙123,第二过流间隙123为第二杆腔119的一部分;第二杆腔119的腔壁上具有与上腔105相连通的上腔出入孔124,第二过流间隙123通过上腔出入孔124与上腔105相连通;上腔105和下腔106被活塞缸104的缸盖125所隔开,且活塞缸104的缸盖125位于上腔出入孔124与下腔出入孔116之间,可选的,分隔座120位于上腔出入孔124和下腔出入孔116之间的中间位置。这样可以实现一部分流体能够进入毛细管122,实现进入第一杆腔115中的流体的分流,而第二过流间隙123用于实现流上腔105中的流体进入第二过流间隙123,既而有利于实现减震器的压缩阻尼和伸张阻尼。
具体而言,分隔座120与活塞杆111之间固定连接。活塞杆111的上端固定有分流器127,毛细管122与分流器127的第一流道相连通,第二过流间隙123与分流器127的第二流道相连通;第一流道与第二流道之间不相通,通过设置分流器127,便于实现与其它管路相连通。
该实施例可选的方案中,减震器还包括副压缸128,副压缸128设置于工作缸101的底部;副压缸128包括具有轴向空腔129的第一缸体130、缸环131和缸底座132;缸环131和缸底座132分别设置于第一缸体130的上端和下端,以与工作缸101的缸壁共同围成第三储压腔133;缸环131上连接有进出管134,进出管134的上端与下腔106相连通,进出管134的下端与第三储压腔133相连通;轴向空腔129与底通孔118相连通,活塞杆111的下端的活塞114能够伸入第一缸体130的轴向空腔129中,以压缩轴向空腔129中的液体,而液体会推开过流球112进入第一杆腔115,活塞114在第一缸体130中的抽动会使第一单向阀113动作,以不停抽入从底通孔118进入的气体(也可能是油),从而通过副压缸及活塞泵结构的配合,能够升高减震器的缸压。
具体而言,缸环131、缸底座132和第一缸体130可以为一体结构。缸环131、缸底座132、工作缸101的缸壁和第一缸体130的外壁共同形成第三储压腔133;进出管134的下端距离第三储压腔133的腔底之间的距离可以根据实现情况来确定,以实现从第三储压腔133向上腔105流入的流体,流体是油、空气或油气混合物。
该实施例可选的方案中,活塞缸104能够沿工作缸101的轴向移动,和/或活塞缸104能够绕沿活塞缸104自身的轴线转动。第一条状过流区107的长度小于或等于活塞缸104的轴向长度;这样,可以保证活塞缸104相对于工作缸101转动时,活塞缸104的缸壁能够完全堵着第一条状过流区107。第一条状过流区107包括至少一个条形槽和/或排列成条状的多个孔,第二条状过流区108包括至少一个条形槽和/或排列成条状的多个孔,这样便于第一条状过流区107和第二过流区的加工。特别的是,当加工成排列成条状的多个孔时,可以有效保证活塞缸104与工作缸101之间的相对轴向移动,从而壁活塞缸104在工作缸101中出现卡住的情况发生。排列成条状的多个孔,采用的孔可以是圆孔,也可以是其它类型的孔。而第二条状过流区108的长度可以小于活塞缸104的轴向长度。
具体而言,以第一条状过流区107的长度等于活塞缸104的轴向长度,第一条状过流区107包括一条形槽,第二条状过流区108包括一条形槽为例来具体说明。
需要说明的是,在实际制造中,第一条状过流区107的长度可以稍微比活塞缸104的轴向长度长一点,但这个多出的量一般要小于车辆在平坦的路面上活塞杆111的运动行程。
该实施例可选的方案中,单向阻尼结构109包括多个弹性挡片,多个弹性挡片沿第一条状过流区107长度方向间隔排布。通过设置成弹性挡片,便于固定于工作缸101的外壁。
具体而言,单向阻尼结构109可以覆盖第一条状过流区107的长度的一半,也就是说,不用覆盖整个第一条状过流区107。单向阻尼结构109可以设置在第一条状过流区的下部。相邻两个弹性挡片之间可以具设定的间隙。车辆在平坦的路面上直行时,工作缸101的第一条状过流区107与活塞缸104的第二条状过流区108基本一直处于相对且相通的状态,这样第一缸筒的缸腔便通过第一条状过流区和第二条状过流区,以与下腔相连通。
需要说明的是,单向阻尼结构109至少设置于多条第一条状过流区107中的一条,而本实施例中,每条第一条状过流区107上均设置有单向阻尼结构109。
该实施例可选的方案中,减震器还包括设置于下腔106中的第一滑动轴承135,第一滑动轴承135滑动设置于活塞杆111上,且第一滑动轴承135能够沿工作缸101的轴向移动;第一滑动轴承135具有第一过流间隙136,以使得流体能够在第一滑动轴承135相对的两个侧面之间流动,第一滑动轴承135有利于提高压缩阻尼的效果。需要说明的是,第一过流间隙136是设置于第一滑动轴承135上,而不是第一滑动轴承135与工作缸101之间的间隙。
该实施例可选的方案中,活塞缸104包括缸盖125及缸筒126,缸盖125固定于缸筒126的上端,缸盖125可以与缸筒126为一体结构。活塞杆111穿过缸盖125,且活塞杆111与缸盖125固定连接。第二条状过流区设置在缸筒126上。
该实施例可选的方案中,减震器还包括减震弹簧137,减震弹簧137套设于第一缸筒102及第二储压缸103的外部。通过减震弹簧137以实现对车身(或车架)的减震。另外,工作缸101上可以固定一弹簧座228,以使得减震弹簧137的下端与弹簧座相抵接。
该实施例可选的方案中,工作缸101的下端的外侧固定有连接耳138,连接耳138用于与车轮相连接。
该实施例可选的方案中,第一缸筒102和第二储压缸103之间设置有密封圈或密封垫,而工作缸101的顶端螺纹连接有压盖139,通过压盖139使工作缸101的上部密封,且压盖139能够使第一缸筒102和第二储压缸103之间的密封圈或密封垫压缩,以实现第一缸筒102的缸腔与第二储压缸103的缸腔之间的隔开。
实施例二
本实施例提供了一种减震器,该实施例是在实施例一的基础上的进一步改进,实施例一所描述的技术方案也属于该实施例,实施例一已描述的技术方案不再重复描述。
参见图6和图7所示,该实施例中,减震器还包括储气缸140,工作缸101上设置有第一排气孔141,第一排气孔141位于第一条状过流区107的上方,且第一排气孔141与储气缸140相连通,第一排气孔141和第一条状过流区可基本位于工作缸的同一母线上。实际使用过程中,减震器的上腔105中可能有空气,而设置储气缸140有利于提高伸张阻尼的效果。第一排气孔141的数量可以为一个或多个,当第一排气孔141的数量为多个时,多个第一排气孔141可以沿工作缸101的轴向排列。
该实施例可选的方案中,储气缸140套设于工作缸101上,且储气缸140位于工作缸101的上方,储气缸140和第一缸筒102之间设置密封圈或密封垫,通过压盖139还能够使储气缸140和第一缸筒102之间的密封圈或密封垫压缩,以实现储气缸140的缸腔与第一缸筒102的缸腔之间的隔开。
实施例三
参见图8至图15所示,本实施例三提供了一种减震系统,其包括阻尼阀以及实施例一或实施例二提供的减震器,阻尼阀具有第一阀口201和第二阀口202,第一阀口201与上腔105相连通,以对从上腔105流出的流体产生阻尼;第二阀口202与下腔106相连通。通过阻尼阀以对上腔105流出的流体产生阻尼,而流体从第二阀口202向第一阀口201流动时的阻尼比流体从第一阀口201向第二阀口202流动时的阻尼要小。
该实施例可选的方案中,阻尼阀包括第一阀壳203、第一弹簧204及第一阻尼片205;第一阀口201和第二阀口202分别开设于第一阀壳203上;第一阻尼片205上开设有主通孔206及分布于主通孔206的周围的多个次通孔207,在流体从第一阀口201向第二阀口202流动时,次通孔207被第一阀壳203的内壁所封堵;在流体从第二阀口202向第一阀口201流动时,次通孔207打开。通过具有第一弹簧204的阻尼阀,可以保证第一阻尼片205的回位,从而保证阻尼效果。主通孔206的孔径要小于第一阀壳203上的第二阀口202的孔径,这样当流体从第二阀口202流入第一阀壳203的内腔时,才能够推动第一阻尼片205克服第一弹簧204的弹力,使第一阻尼片205向第一阀口201所在的方向移动,从而使得次通孔207也被打开。
该实施例可选的方案中,减震系统还包括减震阀,第二阀口202通过减震阀与下腔106相连通。
具体而言,减震阀包括第二阀壳208、活塞组件和排气塞209;第二阀壳208上设置有第三阀口210、第四阀口211、第五阀口212和第六阀口213;活塞组件将第二阀壳208的内腔分隔为第一阀腔214和第二阀腔215;活塞组件在第二阀壳208的内腔中移动,能够控制第三阀口210与第四阀口211之间的通断,以及能够控制第五阀口212与第六阀口213之间的通断;第二阀壳208上还开设有第一气口217与第二气口218,第一气口217和第二气口218通过活塞组件的内腔相连通;活塞组件上开设有第二排气孔216,排气塞位于第二阀腔215中,排气塞209在第二阀腔215中的运动能够控制第二排气孔216的通断,以控制第二阀腔215与活塞组件的内腔之间的通断;第二阀口202通过连接管与第三阀口210相连通,第四阀口211通过连接管与第六阀口213相连通;第五阀口212通过连接管与下腔106相连通;第一气口217通过连接管与下腔106相连通。通过减震阀将阻尼阀及减震器之间形成一个整体的环路,以实现流体能够在上腔105、阻尼阀、减震阀和下腔106之间流动。第二气口218的口部可以朝向上方,或第二气口218连接向上延伸的气管,这样可以避免从减震器的底通孔118可能漏出的油。需要说明的是,第二气口218可以大气相通,也可以与其它供气装置相连接。
该实施例提供减震系统,有利于减少两个前轮之间或前后轮之间的连接管路的数量,方便安装且易于控制。
参见图11和图12所示,具体而言,活塞组件包括固定座219、第二弹簧220、第二活塞221、第三弹簧222、第三活塞223、第四弹簧224及第五弹簧225;第四弹簧224和第五弹簧225分别设置于固定座219相对的两侧,其中,第四弹簧224的一端和第五弹簧225的一端分别与固定座219相抵接,第四弹簧224的另一端和第五弹簧225的另一端分别与在第二阀壳208的内壁相抵接,这样固定座219受力向下或向下运动后,均能够恢复原位。第四弹簧224的内直径要大于第二活塞221的外径,第二活塞221能够伸入第四弹簧224中;第五弹簧225的内直径要大于第三活塞223的外径,第三活塞223能够伸入第五弹簧225中。第二活塞221及第二弹簧220位于固定座219的一侧面,且第二弹簧220的一端与第二活塞221相接,另一端与固定座219的一侧面相接;第三活塞223及第三弹簧222位于固定座219的另一侧面,且第三弹簧222的一端与第二活塞221相接,另一端与固定座219的另一侧面相接。第二活塞221和第三活塞223之间的空间,形成活塞组件的内腔。需要说明的是,第二弹簧220和第三弹簧222均可由刚性的杆结构来替代,即第二活塞221通过一杆结构与固定座219固定连接,第三活塞223通过另一杆结构与固定座219固定连接。
排气塞209包括圆锥部226,由于圆锥部226的截面面积由一端向另一端逐渐减小的,所以圆锥部226的尖端插入第二排气孔216的过程中,第二排气孔是逐渐被封闭的。另外,排气塞209还可以包括有导向部227,导向部227与圆锥部226的尖部固定连接,且导向部227插入活塞组件的内腔,这样排气塞209可以沿第二排气孔216的轴向移动,而不会发生径向移动。
由于车辆在行驶过程中,可能会遇到不同的路况,因此当该实施例提供减震系统安装于车辆上后,其工作情况较为复杂,因此该实施例只针对可能存在的几种工况进行描述,对于其它复杂的工况不再具体阐述。
该实施例提供的减震系统的减震器的活塞杆111与车身相连接,而减震器的工作缸101的连接耳138与车轮相连接。每个车轮处均可以安装减震系统。
该实施例提供的减震系统的主要工作原理为:
在初始或长时间停车时,减震器基本处于静止平衡状态,减震器的液体汇聚于下腔106,车辆底盘位置最低。在行驶过程中,由于活塞杆111与车身相连接,工作缸101与车轮相连接,车轮与车身之间会产生相对远离或相靠近的往复运动,致使活塞杆111及活塞114相对工作缸101做沿工作缸的轴向的上下运动。此时,底盘较低使得活塞114能够插入到第一缸体130中。车辆在平坦的路面上直行时,工作缸101的第一条状过流区107与活塞缸104的第二条状过流区108基本一直处于相对且相通的状态,即第二条状过流区108对着第一条状过流区107,参见图13所示。另外,车辆在直行时,第一阀腔214和第二阀腔215呈导通状态;而车辆在转弯时,第一阀腔214和第二阀腔215呈不导通状态。
在活塞114持续往复运动情况下,减震器内部压力不断升高,活塞杆111会克服车身重量使车身相对车轮远离,底盘抬高。车辆的底盘高度由加注到减震系统中的液体总量多少决定,减震器的活塞缸104的最佳轴向长度是与第一条状过流间隙的长度相等,减震系统中的液体可以从第二气口加注或排出。减震器的压力升高会使第二阀壳208内活塞组件的第二弹簧220和第三弹簧222压缩。
当上坡时,车轮与车身之间相靠近,活塞114在轴向空腔129中向下运动,轴向空腔中的液体被挤压,液体推开过流球112,进入第一杆腔115内。
车辆在直行状态下,上坡时,车身与车轮之间做相靠近运动,此时活塞杆带着活塞缸104相对工作缸101向下运动。为了减小活塞缸104向下运动的阻力,而设置了第三储压腔133和第二储压缸103。活塞缸104向下运动时,下腔106压力升高,气体通过进出管134压入第三储压腔133,气体还会通过第二单向阀143进入第二储压缸103。在直行状态下,第一条状过流区107会与第二条状过流区108重叠,液体推开单向阻尼结构109进入第一缸筒102,活塞缸104继续向下运动,下腔106中的压力升高,持续升高的压力会使下腔中的流体经分流器127进入第二阀腔215,第二阀腔215中的流体使活塞组件整体向第三阀口所在的方向移动的速度远小于第二阀腔215中的流体经第六阀口213流出流入第四阀口211的速度,故第二阀腔215和第一阀腔214之间的压差不大,活塞组件的移动量小,这样第一阀腔214和第二阀腔215呈导通状态,至此,减震弹簧137压缩结束。
当下坡时,车轮与车身之间做相远离运动,活塞114相应地做远离底通孔118的运动,而过流球112在重力作用下封堵开孔117,活塞114做远离底通孔118的运动中,轴向空腔129产生负压,使得第一单向阀113上移,从而打开底通孔118,空气(也可能是油)进入轴向空腔129,当活塞114离开轴向空腔129时,下腔106中的液体瞬间填充轴向空腔129,第一单向阀113封堵底通孔118,使减震器在活塞杆往复运动作用下压力升高。在活塞杆不停的运动作用下,第一杆腔115中的一部分液体从下腔出入孔116流出,通过第一滑动轴承135上的第一过流间隙136又回到下腔106的底部充当压缩介质;第一杆腔115中的另一部分液体经座通孔121进入毛细管122,再经分流器127进入第五阀口212,既而流入第二阀腔215,由于第二阀腔215中的液体逐渐增多需要一个过程,且存在排气塞209未封堵第二排气孔216的时间段,因此,在第二阀腔215中的液体逐渐增多的过程中,第二阀腔中的气体能够经第二排气孔216排出;另外,第二阀腔中的液体能够从第六阀口213流出,并经第四阀口211流入第一阀腔214,从第一阀腔214溢出的液体,会从第三阀口210流出,进入阻尼器,并从阻尼阀流出,进入第二过流间隙123,然后再经上腔出入孔124进入上腔105。参见图6和图7所示,由于上腔105有空气会影响阻尼效果,因此设置第一排气孔141排气,当活塞缸104向上运动过程中,上腔105中的气体会经第一排气孔141先进入储气缸140,在活塞缸104的缸盖125运动至第一排气孔141上方时,第一排气孔141与第二条状过流区108相对而变得联通,从而实现储气缸140和下腔106通过第一排气孔141与第二条状过流区108连通,这样前面暂时储入储气缸140中的气体便可从储气缸140流出,而进入下腔106,此时排出的气体与能够与下腔出入孔116排出的气体汇合。
车辆在直行状态下,进入下坡的瞬间,车轮的状态是轻抚路面或离开地面,离开的高度与坡的高度有关系,车轮相对车身在减震弹簧137的伸张的作用下做远离运动。检验减震器的优劣的一个方面是:最佳减震效果是使减震器能以一定时间匀速控制车轮接触地面。工作缸101随车轮相对车身做远离运动,即工作缸相对车身做远离运动;活塞缸104相对工作缸向上移动,下腔106体积逐渐增大,第三储压腔133中的空气膨胀后,会使得第三储压腔133中的液体(有可能还有气体)通过进出管134进入下腔106;另外,由于第二单向阀143会封堵个别的储压进出孔142,因此第二储压缸103内储存的高压空气会缓慢进入下腔106,实现抑制活塞杆的运动速度。同时,上腔105的体积逐渐减小,上腔中液体会经第一条状过流区107排入第一缸筒102,由于单向阻尼结构109遮挡了第一条状过流区107的一部分,因此,减缓了第一缸筒中的液体流向下腔的速度,从而有利于实现可控的速度使车轮接触地面,实现理想的减震效果。
当车辆在直行状态下,车辆过坑时,活塞缸104的初始位置是活塞缸104的缸盖125与第一条状过流区107的上端齐平,此时车轮在减震弹簧137的伸张作用下有坠入坑底的趋势,在减震弹簧137的伸张作用下,活塞缸104的上腔105中的液体进入上腔出入孔124,经分流器127进入阻尼器,并通过主通孔206,主通孔206的孔径大小决定了活塞缸104及活塞杆111的运动速度,来抑制减震弹簧137的伸张,以便控制车轮相对车身而向下运动的速度,液体从阻尼器的第二阀口202流出,进入第一阀腔214推动第二活塞221压缩第二弹簧220,直至车轮下行落入坑底。车轮落入坑底后,车轮便开始相对车身做做靠近运动,同时压缩减震弹簧137,活塞缸在活塞杆的作用下相对工作缸101向下运动,上腔105的体积增大,压力降低,第二弹簧220作用第二活塞221推出第一阀腔214中的液体,经第三阀口210进入第二阀口202克服第一弹簧204推动第一阻尼片205移动,液体通过主通孔和次通孔,并从第一阀口201流出进入第二过流间隙123,并由上腔出入孔124进入上腔105,至此减震器配合车轮平稳完成过坑。
在车辆转弯状态下,减震系统的主要工作原理为:由于活塞杆与车身相连接,工作缸101与能够转向的车轮相连接,当车辆由直行状态进入转弯状态时,工作缸相对活塞杆及活塞缸转动,工作缸101上的第一条状过流区107与第二条状过流区108相错位,阻断了上腔105与下腔106之间的连通。参见图14所示,位于弯道外侧的减震系统的工作原理为:在离心力的作用下,位于弯道外侧的车身与车轮之间做相靠近的运动趋势,减震弹簧137由于较软不能抑制这种运动趋势,此时下腔106不能通过第一条状过流区107向上腔105排压,下腔106形成密闭腔室,下腔106中的流体通过下腔出入孔116进入毛细管122,并分流器127进入第二阀腔215,第二阀腔215中的压力升高会使活塞组件向第三阀口所在的方向移动,以阻断第一阀腔214和第二阀腔215之间通过第四阀口211和第六阀口213互通,以此达到下腔106密闭保压,达到通过活塞杆111支撑车身抑制车身相对车轮向下的运动趋势,实现车辆在弯道获得减震器的活塞杆对车辆外侧足够的支撑力使车身不倾斜。参见图15所示,位于弯道内侧的减震系统的工作原理为:位于弯道内侧的车轮此时由于弯道离心力使车辆重心偏移外侧,内侧车身在减震弹簧137的张力作用下相对车轮具有相对远离的运动趋势,活塞杆111具有向上运动的趋势,上腔105内的流体压力升高,流体经上腔出入孔124并沿第二过流间隙123进入通过阻尼器,从阻尼器流出后进入第一阀腔214推动活塞组件向第五阀口所在的方向移动,第三活塞223封堵第六阀口,使得第一阀腔214和上腔105密闭保压,活塞缸104相对工作缸101不能继续向上运动,通过活塞杆111抑制减震弹簧137的伸张,实现拉拽车身相对车轮向上远离的运动,至此减震器能够保证车辆在弯道防侧翻。
实施例四
本实施例提供了一种车辆,其包括实施三提供的减震系统。车辆还包括车身、与车身相连接的能够转向的车轮;活塞缸与车身相连接,工作缸与车轮相连接,用于在车轮转向时,使得工作缸能够相对于活塞缸转动。
具体而言,减震器的活塞缸通过活塞杆111与车身相连接,而减震器的工作缸101上固定的连接耳138与车轮相连接,由于活塞杆与活塞缸固定连接,因此活塞杆运动能够带动活塞缸运动。车轮与车身相连接,车辆可以为两轮车、三轮车、四轮车或其它多轮的车辆。需要说明的是,减震系统不仅适用于能够转向的车轮,还适用于不能够转向的车轮,当减震系统安装于非转向的车轮要时,需要靠电机或液压传动促使活塞杆与能够转向的车轮同步转动。需要说明的是,车辆上设置多个减震系统时,多个减震系统可以各自独立工作;也可以通过管路连通车辆右侧的减震系统与车辆的左侧的减震系统,从而使得车辆右侧的一个减震系统可以与车辆的左侧的一个减震系统之间实现联动,如:左侧的一个减震系统的分流器的第二流道通过一管路与右侧的一个减震系统的分流器的第一流道相连通,而左侧的该减震系统的分流器的第一流道通过另一管路与右侧的该减震系统的分流器的第二流道相连通。
综上所述,本发明实施例提供的减震器、减震系统及车辆,能够一定程度上实现汽车兼具有较好的舒适性与较好的操控性;本发明能够充分利用了车轮与车身之间的空间,采用超软超大压缩行程的减震弹簧来有利于解决阻尼以及舒适性的问题,减震器通过活塞缸与工作缸相对旋转有利于解决车辆的操控性与稳定性的问题;另外通过设置自吸冲压式的活塞泵结构满足车辆空载、满载、乘坐不均的情况,并可通过自身调节满足路况的复杂变化。另外,实施例提供的减震器、减震系统及车辆,经实际实验具较好的效果。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。