本發(fā)明大體涉及吸震器的領(lǐng)域,特別是用于機(jī)動(dòng)車輛的吸震器。
背景技術(shù):
液壓吸震器,特別是用于機(jī)動(dòng)車輛中的液壓吸震器,使得機(jī)動(dòng)車輛車輪輪胎的抓地力可以明顯增加,同時(shí)衰減車輛的懸掛質(zhì)量的移動(dòng)。這樣的裝置通常包括填充有液壓流體的缸體,由桿促動(dòng)的主活塞可在其內(nèi)移動(dòng)?;钊诟左w內(nèi)限定第一腔室和容納桿的第二腔室。當(dāng)活塞在缸體內(nèi)移動(dòng)時(shí),桿的浸沒體積變化,且這導(dǎo)致可用于缸體內(nèi)的油的容積的變化。液壓流體的貯存器因此連接到缸體,以便補(bǔ)償這些變化。
在桿進(jìn)入缸體內(nèi)的壓縮移動(dòng)期間,液壓流體通過(guò)主活塞從第一腔室移位到第二腔室。為了產(chǎn)生與懸掛移動(dòng)相反的液壓力,移位的流體通過(guò)可以是各種類型的約束部??梢允褂煤?jiǎn)單的標(biāo)定孔、由箔或輕金屬部件制成的止回閥,或甚至特殊目的的閥。
在傳統(tǒng)的吸震器中,衰減力取決于壓縮或松弛率。這樣的響應(yīng)可在吸震器的壓縮移動(dòng)期間導(dǎo)致問(wèn)題。例如當(dāng)在道路上的小的凸起障礙物上通過(guò)時(shí),車輛經(jīng)歷的突然加速可產(chǎn)生衰減力的明顯變化,導(dǎo)致的顛簸可在車輛內(nèi)感到不舒服。為了避免這樣的顛簸,衰減在壓縮期間通常減小。那么存在衰減不足以提供對(duì)車輛車體的移動(dòng)的適當(dāng)控制的風(fēng)險(xiǎn)??梢钥紤]在松弛期間增加衰減,以便克服該問(wèn)題,但這則導(dǎo)致在道路上有車轍時(shí)喪失抓地力的風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)檐囕v車輪不再能夠跟隨道路的輪廓。
法國(guó)專利申請(qǐng)F(tuán)R 2 838 172中描述的吸震器裝置包括具有閥閘門的閥。過(guò)濾器件與閥并行安裝,以便產(chǎn)生作用在閥閘門上的控制壓強(qiáng)。在這樣的吸震器中,吸震器的缸體的第一和第二主腔室之間的壓強(qiáng)變化可被用于經(jīng)由過(guò)濾器件產(chǎn)生作用在閥閘門上的控制壓強(qiáng)。在傳統(tǒng)吸震器中遭遇的振動(dòng)現(xiàn)象由此被濾除。
這樣的吸震器特別良好地工作。然而,其結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的,這意味著其大批量制造難以實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主題是一種吸震器,其能夠克服這些問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的吸震器特別地需要使得可以改進(jìn)車輛車輪的輪胎的抓地力,同時(shí)完美地衰減車輛車體的移動(dòng)。吸震器需要能夠在壓縮時(shí)產(chǎn)生衰減力,當(dāng)在道路上凸起的小障礙物上通過(guò)時(shí),其不傳遞車輪經(jīng)歷的突然加速度的作用。最后,這些有利結(jié)果需要通過(guò)簡(jiǎn)單且容易大批量制造的結(jié)構(gòu)獲得。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,吸震器,特別是用于機(jī)動(dòng)車輛的吸震器,包括缸體,其容納液壓流體、由桿促動(dòng)的主活塞,該主活塞在缸體內(nèi)限定第一主腔室和第二主腔室,第二主腔室容納桿。吸震器還包括液壓流體的貯存器和閥,該閥布置在液壓流體流中,并布置在第一主腔室和第二主腔室之間或在第一主腔室和貯存器之間。
閥包括與座協(xié)作的可動(dòng)閘門、傾向于將閥閘門壓到其座上的彈簧,和可動(dòng)閥活塞,該可動(dòng)閥活塞在閥內(nèi)限定第一閥腔室和第二閥腔室,所述移動(dòng)活塞能夠壓縮彈簧并關(guān)閉閥。
吸震器還包括控制約束部,其安裝在壓縮移動(dòng)期間從第一主腔室流出的液壓流體流中,控制約束部能夠產(chǎn)生壓差,在吸震器的壓縮移動(dòng)期間,該壓差沿傾向于壓縮彈簧的方向作用在可動(dòng)閥活塞的相應(yīng)面上。
最后,吸震器還包括用于減慢可動(dòng)閥活塞的移動(dòng)的器件。
在一個(gè)示例性實(shí)施例中,減慢器件可包括過(guò)濾約束部,其放置在可動(dòng)閥活塞移動(dòng)導(dǎo)致的流體流中。過(guò)濾約束部具有通過(guò)其的油流,其取決于可動(dòng)閥活塞在閥內(nèi)的移動(dòng),這具有減慢移動(dòng)活塞移動(dòng)的作用。
在壓縮移動(dòng)期間,從第一主腔室排出的流體的大部分通過(guò)閥和控制約束部,然后到達(dá)第二主腔室。通過(guò)包括過(guò)濾約束部的管道,被過(guò)濾的控制壓強(qiáng)被施加到可動(dòng)閥活塞的面。該閥活塞(經(jīng)歷這些液壓強(qiáng)在其面上的作用)壓縮彈簧,并關(guān)閉閥。隨著油通過(guò)閥,彈簧的支承力的任何變化導(dǎo)致油的壓降的變化,以及衰減力中的伴隨變化。過(guò)濾約束部防止活塞的快速移動(dòng),并消除衰減力的突然變化。
通過(guò)設(shè)置控制約束部以及減慢閥內(nèi)的移動(dòng)活塞的器件,例如具有過(guò)濾約束部的形式,可以使作用在閥活塞上的壓差與壓縮率相適應(yīng),同時(shí)安裝頻率過(guò)濾部,其使得可以防止衰減力中的任何突然變化,例如當(dāng)車輛車輪在道路上的小的凸起障礙物上通過(guò)時(shí)。
在一些情況下,優(yōu)選地是使過(guò)濾是不對(duì)稱的。為此,過(guò)濾約束部可被設(shè)計(jì)為沿一個(gè)方向比沿另一個(gè)方向使流減慢得更多。
在松弛階段期間,吸震器工作的方式是傳統(tǒng)方式,衰減力僅取決于松弛移動(dòng)的速度。
在一個(gè)實(shí)施例中,第一回路將第一主腔室連接到流分叉點(diǎn),第二回路將分叉點(diǎn)連接到第二主腔室,第三回路將分叉點(diǎn)連接到貯存器。閥(如控制約束部一樣)可布置在上述回路中的任一個(gè)上。
閥和控制約束部可布置在兩個(gè)不同回路上或相同回路上。如果閥和控制約束部布置在相同回路上,當(dāng)考慮在壓縮移動(dòng)期間液壓流體流時(shí),控制約束部可布置在閥的上游或下游。
因?yàn)樗p力的過(guò)濾通過(guò)閥執(zhí)行,通常期望閥具有通過(guò)其的液壓流體的最高可行流速。為此原因,閥將因此優(yōu)選地布置在將第一主腔室連接到流分叉點(diǎn)的第一回路中,或不得已時(shí),布置在將分叉點(diǎn)連接到第二主腔室的第二回路中。在后一情況下,貯存器中的壓強(qiáng)需要足夠高,以超過(guò)閥出口的壓強(qiáng),否則,將有空穴的風(fēng)險(xiǎn)。
然而,在一些示例性實(shí)施例中,吸震器還用作負(fù)載補(bǔ)償器,且貯存器中的容積和壓強(qiáng)增加,以使其等同于彈簧。吸震器的桿的橫截面增大,從而在第三回路中流動(dòng)的流大于在第二回路中流動(dòng)的流。在該情況下,閥可有利地布置在第三回路中,或甚至第二回路中。
在一個(gè)實(shí)施例中,第二控制約束部安裝在其中一個(gè)上述回路中。在吸震器的壓縮移動(dòng)期間,第二控制約束部能夠產(chǎn)生壓差,該壓差沿傾向于減小彈簧張緊的方向作用在可動(dòng)閥活塞的相應(yīng)面上。
在替換形式中,可動(dòng)閥活塞可包括兩個(gè)端板,其被周邊溝槽分開,以便與閥內(nèi)的內(nèi)部分隔件一起形成第一輔助腔室和第二輔助腔室。過(guò)濾約束部安裝在由可動(dòng)閥活塞的移動(dòng)產(chǎn)生的流體流中。
當(dāng)設(shè)置僅一個(gè)控制約束部時(shí),衰減力隨壓縮率增大而增大。設(shè)置在一些實(shí)施例中的兩個(gè)控制約束部?jī)?yōu)選地具有不同的特征,以便例如對(duì)于吸震器的高速壓縮(典型地25至30cm/s向上)而導(dǎo)致衰減力減小。由此可以獲得壓縮衰減規(guī)律,由此,隨著壓縮率增大,衰減力通過(guò)增大開始、通過(guò)最大值,然后在高壓縮率時(shí)減小。該類型的規(guī)律,與可動(dòng)閥活塞的移動(dòng)減慢結(jié)合,使得裝備有這樣的吸震器的車輛特別舒適。
在另一實(shí)施例中,貯存器包括氣體腔室,其具有可動(dòng)壁,該可動(dòng)壁布置在缸體中,靠近與主活塞的桿相對(duì)的端部。在該實(shí)施例中,單個(gè)回路將第一主腔室連接到第二主腔室,閥布置在所述回路中,當(dāng)考慮在壓縮移動(dòng)期間液壓流體流時(shí),控制約束部在閥的上游或下游。
在一個(gè)實(shí)施例中,可動(dòng)閘門包括在其基部處形成周邊環(huán)形突出部的接觸環(huán);和多個(gè)軸向?qū)Ч???蓜?dòng)閥閘門和其座之間的接觸由此經(jīng)由閥閘門的環(huán)形突出部,該突出部的直徑比閥的入口孔的大。閥升高由此導(dǎo)致較大通道橫截面的開口。
無(wú)論流速,這樣的結(jié)構(gòu)使得流更穩(wěn)定。
在一些示例性實(shí)施例中,可動(dòng)閘門的閥桿包括具有第一橫截面的第一部分和具有第二橫截面的第二部分。閥包括第一附加腔室和第二附加腔室,在這兩個(gè)腔室內(nèi),可動(dòng)閘門的閥桿的第一部分可移動(dòng)。
移動(dòng)閥桿與這樣的包括兩個(gè)附加腔室的閥組合的設(shè)計(jì)使得可以增加從衰減力高頻免除的比例。
優(yōu)選地,移動(dòng)閥桿的第一橫截面與第二橫截面的比率和吸震器的主活塞的表面面積與吸震器的桿的橫截面的比率相同。
彈簧需要以用于產(chǎn)生高壓降的力是小的,因?yàn)槭┘釉诳蓜?dòng)閥閘門的兩個(gè)相對(duì)面上的壓力彼此局部平衡。
在松弛階段期間,來(lái)自液壓流體貯存器的液壓流體到達(dá)第一主腔室。該流經(jīng)由可動(dòng)閥閘門通過(guò),將閘門提升離開其座。這具有使得閘門更容易復(fù)位到其起始?jí)嚎s位置的效果。
在一個(gè)實(shí)施例中,液壓流體的貯存器通過(guò)管道連接到第一主腔室,在該管道上布置有連接件,其用作單向止回閥以及在松弛期間彼此連接的多個(gè)管道、第一閥腔室、第二閥腔室和貯存器之間的連接點(diǎn)。
這樣的連接件重新均衡作用在可動(dòng)閥活塞的面上的壓力,從而彈簧更快地松弛,且閥閘門牢固地壓靠其座。以此方式,過(guò)濾正好從壓縮開始時(shí)作用,且懸掛甚至更舒服。
關(guān)于吸震器布置閥的各個(gè)替換方法可被提供。在第一替換形式中,閥布置在吸震器的缸體的外側(cè)上,且通過(guò)圍繞吸震器缸體的管而連接至兩個(gè)主腔室。在第二替換形式中,閥和各個(gè)約束部安裝在主活塞中,桿是中空的,且導(dǎo)致閥與布置在桿的與主活塞相對(duì)的端部處的貯存器連通。
貯存器可以具有外部管的形式,其圍繞吸震器的缸體。
將注意到,根據(jù)本發(fā)明的吸震器中的控制約束部可布置在吸震器的其中一個(gè)液壓回路中,只要在該回路中的流速與吸震器的壓縮移動(dòng)速度成比例。取決于這樣的控制約束部連接至閥腔室或適當(dāng)之處連接至閥的輔助腔室的方式,由約束部產(chǎn)生的壓差將能夠沿閥閘門的關(guān)閉方向或打開方向作用。
另外,當(dāng)閥腔室或輔助閥腔室包括隨可動(dòng)閥活塞移動(dòng)的壁時(shí),過(guò)濾約束部可在該閥腔室或輔助腔室和安裝有控制約束部的回路之間布置在流體流上。
在上述實(shí)施例中,控制約束部和過(guò)濾約束部產(chǎn)生壓降,其僅取決于通過(guò)其的流動(dòng)速率。在其它實(shí)施例中,可以對(duì)控制約束部和/或過(guò)濾約束部施加控制。由一個(gè)或多個(gè)受控約束部產(chǎn)生的壓降則不僅僅取決于通過(guò)其的流速,且還取決于另一參數(shù),例如由裝備有本發(fā)明的吸震器的車輛的車載計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)。
以此方式,吸震器的特征可遠(yuǎn)程調(diào)節(jié),由此獲得所謂的“受控吸震器”。
在上述所有實(shí)施例中,可動(dòng)閥活塞壓靠其所壓縮的彈簧,且移動(dòng)活塞的移動(dòng)幅度僅取決于彈簧的特征。
在其它實(shí)施例中,可動(dòng)閥活塞的移動(dòng)可通過(guò)在活塞路徑中設(shè)置限制止擋件而受限,所述限制止擋件設(shè)置在其中一個(gè)閥腔室中。總而言之,該限制止擋件是固定的。在一些實(shí)施例中,該限制止擋件可以是移動(dòng)的,且在遠(yuǎn)程控制的作用下移動(dòng),以便獲得受控吸震器。
附圖說(shuō)明
本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將在閱讀僅構(gòu)成非限制性示例且參考附圖給出的多個(gè)實(shí)施例的以下描述中顯現(xiàn),在附圖中:
圖1非常示意性地示出了吸震器的第一示例,
圖2非常示意性地示出了吸震器的第二示例,
圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的吸震器,
圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的吸震器,
圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的第一替換形式的吸震器,
圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的第二替換形式的吸震器,
圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的第三替換形式的吸震器,
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的吸震器,
圖9示出了作為吸震器的壓縮率的函數(shù)的液壓力的曲線,
圖10是根據(jù)本發(fā)明的吸震器的第一實(shí)際實(shí)施例的縱向截面圖,
圖11是圖10的吸震器的控制閥的兩個(gè)不同平面上的截面的放大圖,示出了流體在壓縮移動(dòng)期間的路徑,
圖12是根據(jù)本發(fā)明的吸震器的第二實(shí)際實(shí)施例的縱向截面圖,
圖13是圖12的吸震器的控制閥的兩個(gè)不同平面上的截面的放大圖,示出了流體在松弛移動(dòng)期間的路徑,
圖14是一部件的俯視圖,其可并入到圖13的控制閥的單向止回閥中,
圖15示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的吸震器,
圖16示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的吸震器,和
圖17示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的替換形式的吸震器。
具體實(shí)施方式
圖1非常示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的吸震器1的第一示例。
吸震器1包括缸體2,在其內(nèi)安裝有滑動(dòng)桿3,該桿連接至主活塞4,該主活塞在缸體2內(nèi)界定第一主腔室5和第二主腔室6,第二腔室6容納桿3。在缸體2與桿3相對(duì)的端部處,存在貯存器24,其設(shè)置有貯存器活塞32,該貯存器活塞在缸體2內(nèi)滑動(dòng)并界定填充有氣體的貯存器腔室33。在主桿3的端部處,存在第一眼部35,其意圖允許連接至車輛的車體。在缸體2的端部處,存在第二眼部36,其意圖允許連接至一構(gòu)件,該構(gòu)件連接至車輛的其中一個(gè)車輪。
吸震器1包括閥11,其布置在將第一腔室5連接到第二腔室6的回路A中。
在通過(guò)箭頭F示意性地指示的壓縮移動(dòng)期間,流體沿著圖中箭頭指示的回路從第一腔室5逃逸,通過(guò)閥11,并回到第二腔室6。桿3的浸沒體積的增加通過(guò)貯存器活塞32的向下移動(dòng)被補(bǔ)償。
圖2非常示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的吸震器的第二示例。相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。
在該第二示例中,貯存器24布置在缸體2之外。在圖中標(biāo)記為A、B和C的三個(gè)液壓回路可被限定,且它們?cè)诜植纥c(diǎn)PP處相遇?;芈稟將第一腔室5連接到分叉點(diǎn)PP?;芈稡將分叉點(diǎn)PP連接到第二腔室6,回路C將分叉點(diǎn)PP連接到貯存器24。流體在箭頭F代表的壓縮移動(dòng)中流動(dòng)的方向通過(guò)箭頭指示。閥11可布置在其中一個(gè)回路A、B或C中,三個(gè)位置在圖中以虛線表示。
圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的對(duì)應(yīng)于圖2的示例的吸震器的實(shí)施例。相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。布置在回路A中的閥11具有由座13界定的流體入口孔11a???1a可通過(guò)移動(dòng)與座13協(xié)作的閥閘門14關(guān)閉至或多或少的程度??蓜?dòng)閘門14可在于閥11中制造的閥腔室42內(nèi)移動(dòng)。可動(dòng)閘門14包括閥桿形式的部件14a,其能夠在孔11c中滑動(dòng),該孔在設(shè)置在閥11內(nèi)的內(nèi)壁11b中制造??蓜?dòng)閘門14還包括具有中空盤形狀的肩部14b,其固定到桿14a且關(guān)于內(nèi)壁11b位于座13的另一側(cè)上。
閥11還包括可動(dòng)閥活塞14,其在閥11內(nèi)滑動(dòng)且界定第一閥腔室18和第二閥腔室19。在此為螺旋彈簧的形式的彈簧20在可動(dòng)閥活塞17的面和可動(dòng)閘門14的肩部14b之間布置在閥腔室18內(nèi)。將注意到,可動(dòng)閥閘門的閥桿14a可在孔17a中滑動(dòng),該孔在可動(dòng)閥活塞17中制造。在所示的示例中,可動(dòng)閥活塞17還經(jīng)由間隔桿21a固定到減慢活塞21,該減慢活塞在于閥11的本體中制造的殼體22中滑動(dòng)。減慢活塞21具有穿過(guò)其的噴嘴23,該噴嘴允許流體隨著該活塞移動(dòng)從活塞21的一側(cè)流動(dòng)到另一側(cè)。流體流通過(guò)噴嘴23的直徑限制,由此減慢了減慢活塞21的移動(dòng),且因此減慢了可動(dòng)閥活塞17的移動(dòng)。為了與施加到由閥活塞17和減慢活塞21構(gòu)成的單元組件的壓力均衡,第二間隔桿21b固定到減慢活塞21。第二桿21b比桿21a短,且其端部在均衡腔室222中移動(dòng)。均衡腔室222通過(guò)管道212布置于第一閥腔室的壓強(qiáng)P5。
吸震器還包括液壓流體貯存器24,其裝備有貯存器活塞32,該貯存器活塞以密封的方式通過(guò)密封件32a在封殼31中滑動(dòng),且在其中界定填充有氣體的第一貯存器腔室33和接收液壓流體的靜壓腔室34。貯存器的目的是補(bǔ)償缸體2中的容積變化,該容積變化隨著吸震器1松弛或壓縮而由桿3的浸沒部分導(dǎo)致。腔室34通過(guò)延伸管道34a連接至連接點(diǎn)R。在此之后,術(shù)語(yǔ)“連接到貯存器24”或“連接到腔室34”應(yīng)被理解為是指,部件連接至液壓流體貯存器24的腔室34的延伸管道34a的連接點(diǎn)R。貯存器24由此安裝在回路C之外。
吸震器1在第一主腔室5和第二主腔室6之間包括松弛管道7。管道7包括單向止回閥8,允許液壓流體從第二主腔室6朝向第一主腔室5循環(huán)。松弛管道7還裝備有松弛約束部9。
吸震器1還包括第一壓縮管道10和第二壓縮管道12,第一壓縮管道10在第一主腔室5和閥11的入口孔11a之間,第二壓縮管道12將第二主腔室6連接到閥11的閥閘門腔室42。管道10和12分別對(duì)應(yīng)于圖2中的回路A和B。
安裝在與回路B對(duì)應(yīng)的管道12上的是控制約束部15和單向止回閥16,防止流體從第二主腔室6朝向閥11循環(huán),從而循環(huán)僅在吸震器在壓縮工作時(shí)建立。
在該實(shí)施例中,閥11安裝在回路A上,分叉點(diǎn)PP在第一主腔室5和第二主腔室6之間位于閥閘門腔室42中。在壓縮移動(dòng)期間,液壓流體從第一主腔室5流動(dòng)通過(guò)與回路A對(duì)應(yīng)的管道10,一部分流體則在經(jīng)由與回路B相對(duì)應(yīng)的管道12回到第二主腔室6之前通過(guò)與分叉點(diǎn)PP對(duì)應(yīng)的閥閘門腔室42。吸震器1此外包括管道37,其在單向止回閥16和控制約束部15之間從管道12分出,且與閥11的第一閥腔室18連通。管道38設(shè)置在連接點(diǎn)R和第二閥腔室19之間。管道39將連接點(diǎn)R連接到閥11的閥閘門腔室42。圖2中的回路C包括管道39和34a。管道40將連接點(diǎn)R經(jīng)由管道10連接到吸震器的第一主腔室5。管道40包括單向止回閥25,其防止液壓流體從第一主腔室5朝向連接點(diǎn)R和液壓流體貯存器24的腔室34流動(dòng)。
吸震器工作的方式現(xiàn)在將被描述??蓜?dòng)閥活塞17和第二閥腔室19的上部部分之間的可變距離用x表示。x因此限定閥活塞17在閥11內(nèi)的位置。
壓強(qiáng)如下表示:
-P1是第一主腔室5中的壓強(qiáng),
-P2是閥閘門腔室42中的壓強(qiáng),
-P3是第二主腔室6中的壓強(qiáng),
-P4是貯存器24的腔室34中的壓強(qiáng),
-P5是第一閥腔室18中的壓強(qiáng),和
-P6是第二閥腔室19中的壓強(qiáng)。
當(dāng)吸震器松弛工作時(shí),桿3從缸體2延伸。從第二主腔室6排出的液壓流體沿著松弛管道7朝向第一主腔室5。松弛約束部9則產(chǎn)生松弛衰減力。單向止回閥16隔離閥11,其在松弛期間不起作用。在松弛操作期間,桿的浸沒部分經(jīng)歷體積減小。為了補(bǔ)償該體積減小,貯存器24從腔室34通過(guò)連接點(diǎn)R然后通過(guò)單向止回閥25和管道40供應(yīng)液壓流體到第一主腔室5。
將注意到,在該松弛實(shí)施例中的操作可與現(xiàn)有技術(shù)中已知的沒有裝備有閥的吸震器的相比。
當(dāng)吸震器壓縮操作時(shí),第二主腔室6的壓強(qiáng)P3突然減小。單向止回閥16允許流體循環(huán)。經(jīng)由管道12和37,第一閥腔室18置于第二主腔室6的壓強(qiáng)。
因此:P3=P5。
經(jīng)由管道38和39:P2=P4=P6
吸震器在壓縮工作時(shí)的操作可因此僅利用壓強(qiáng)P1、P2和P3描述。
在比較期間,流體從第一主腔室5排放,且可由于單向止回閥8而不沿著松弛管道7,且由于單向止回閥25而不沿著管道40。其因此沿著第一管道10,且經(jīng)由入口孔11a進(jìn)入閥11的閥閘門腔室42。液壓流體由壓靠其座13的可動(dòng)閥閘門14減慢,且經(jīng)歷壓降P1-P2。其然后分為兩個(gè)流。較大的流通過(guò)穿過(guò)控制約束部15而到達(dá)第二主腔室6,其產(chǎn)生壓降P2-P3。較小的第二流經(jīng)由管道39和34a到達(dá)貯存器24。其與桿3的浸沒部分的體積增加相關(guān)聯(lián)。
第一閥腔室18經(jīng)歷壓強(qiáng)P5,其等于第二主腔室6的壓強(qiáng)P3。第二閥腔室19經(jīng)歷壓強(qiáng)P6,其等于貯存器24的壓強(qiáng)P4,其此外等于在閥閘門腔室42中存在的壓強(qiáng)P2。壓強(qiáng)P2和P3因此施加于壓縮彈簧20的可動(dòng)閥活塞17的兩個(gè)相應(yīng)面。這具有將可動(dòng)閥閘門14壓到其座13上以及增加P1和P2之間的壓強(qiáng)差的效果。這最終導(dǎo)致衰減力的增加。
由于裝備有其噴嘴23的減慢活塞21連接到可動(dòng)閥活塞17,減慢其移動(dòng)。衰減力因此經(jīng)歷過(guò)濾。
但該工作可利用以下計(jì)算詳細(xì)解釋。
定義如下:
-FA:衰減力,
-F:由壓強(qiáng)P1和P3施加到桿3的力,
-ST:桿3的橫截面,
-FR:由彈簧20施加的力,
-k:彈簧20的剛度,
-SP:主活塞4的表面面積,
-SC:閥活塞17的表面面積,
-SV:經(jīng)歷壓強(qiáng)差P1-P2的可動(dòng)閥閘門14的橫截面,和
-A:將減慢活塞21的減慢力連接到其行進(jìn)速率的比例系數(shù)。
為了獲得衰減力FA,由貯存器24的等于壓強(qiáng)P2的靜壓強(qiáng)P4在桿3的橫截面ST上導(dǎo)致的力的值需要從施加在桿3上的力F減去,利用如下關(guān)系:
FA=F–P2.ST
施加在桿3上的力F可利用以下關(guān)系表示:
F=P1.SP–(SP–ST).P3
以下關(guān)系:
FA=SP.(P1–P2)+(SP–ST).(P2–P3)
從之前兩個(gè)關(guān)系導(dǎo)出。
該衰減力因此包含兩項(xiàng),將用F1和F2代表。
因此:
F1=SP.(P1–P2)
F2=(SP–ST).(P2–P3)
之前的關(guān)系可因此寫為FA=F1+F2。
F1取決于壓強(qiáng)P1和P2之間的差,該差由閥的可動(dòng)閘門14產(chǎn)生,F(xiàn)2取決于壓強(qiáng)P2和P3之間的差,該差由通過(guò)控制約束部15的液壓流體產(chǎn)生?,F(xiàn)將示出項(xiàng)F1濾除高頻,且項(xiàng)F2與項(xiàng)F1相比是小的。
彈簧20施加的力FR可以三個(gè)不同方式表示:
(1)FR=k.x;
(2)FR=(P2–P3).SC–A.dx/dt;和
(3)FR=SV.(P1–P2)。
從(3),可以寫下關(guān)系(4):
FR=F1.(SV/SP) (4)
從(1)和(4),可以導(dǎo)出關(guān)系(5):
x=(1/k).(SV/SP).F1 (5)
通過(guò)組合(1)和(2),過(guò)濾等式表示為:
kx+A.(dx/dt)=SC.(P2–P3)。
其考慮關(guān)系(5)可重新寫為:
F1+[A/k].[dF1/dt]=[SC.SP/SV].(P2–P3) (6)
而
F2=(SP–ST).(P2–P3) (7)
關(guān)系(6)和(7)因此示出為力F1被一階低通過(guò)濾器過(guò)濾,與控制約束部15產(chǎn)生的壓強(qiáng)差(P2-P3)成比例。
通過(guò)將F1情況下的兩個(gè)比例系數(shù)[SC.SP/SV]與F2情況下的(SP–St)比較,發(fā)現(xiàn)F1比F2大得多。具體地,橫截面SV小于閥活塞的橫截面SC(其可例如小16至18倍)。系數(shù)F1比F2大得多。
控制約束部15僅產(chǎn)生1至2巴的壓降,導(dǎo)致跨過(guò)閥11的大得多的壓降,因?yàn)槠浔怀艘郧笆霰壤禂?shù)。
通過(guò)低通過(guò)濾器,吸震器能夠消除90%的傳統(tǒng)吸震器在壓縮階段時(shí)產(chǎn)生的高頻捶擊。在此闡釋的其它實(shí)施例可允許該響應(yīng)被進(jìn)一步改善。
在一些情況下,可有利的是,通過(guò)限制移動(dòng)活塞17的移動(dòng)(例如通過(guò)使用限制止擋件)而限制壓縮時(shí)的衰減力。為此,可以設(shè)置為,在第一閥腔室18中添加額外的限制止擋件,其在圖3中以虛線示出,且標(biāo)記為18a。由于限制止擋件18a,由彈簧20施加在閥閘門14上的力不能超過(guò)一定值,由此在壓縮時(shí)的衰減力上產(chǎn)生上限。
控制約束部15產(chǎn)生壓差,其僅取決于通過(guò)其的流動(dòng)速率。在替換形式中,沒有偏離本發(fā)明范圍地,設(shè)想利用可控制的控制約束部。通過(guò)遠(yuǎn)程地改變控制約束部的特征(例如作為車輛速度的函數(shù)),則可以調(diào)整衰減規(guī)律。
吸震器1的第二實(shí)施例可在圖4中看到,其中,相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。圖4特別地再次示出了以相同方式設(shè)置在回路B中的控制約束部15。然而,在圖4的實(shí)施例中,閥活塞17的移動(dòng)的減慢不再通過(guò)減慢活塞獲得,而是通過(guò)過(guò)濾約束部51獲得,該過(guò)濾約束部布置在將第一閥腔室18連接到回路B的管道37。
通過(guò)管道38、39和40,閥11的第二閥腔室19的壓強(qiáng)和閥閘門腔室42的壓強(qiáng)均等于貯存器24的壓強(qiáng)P4。保持與圖3中使用相同的壓強(qiáng)標(biāo)記,由此可寫下關(guān)系:P2=P4=P6。
松弛操作與第一實(shí)施例中的相同。
在壓縮操作期間,從第一主腔室5排出的流體沿著第一壓縮管道10和閥11的入口孔11a。液壓流體通過(guò)可動(dòng)閥閘門15減慢,然后分為通過(guò)穿過(guò)控制約束部15而到達(dá)第二主腔室6的第一流和到達(dá)液壓流體貯存器24的第二流。
第二閥腔室19經(jīng)歷壓強(qiáng)P6,其等于貯存器的壓強(qiáng)P4。第一閥腔室18經(jīng)由過(guò)濾約束部51連接到經(jīng)歷壓強(qiáng)P3的第二主腔室6。過(guò)濾約束部51因此產(chǎn)生壓降P5-P3。壓強(qiáng)P2和P5因此施加到壓縮彈簧20的閥活塞17的兩個(gè)面。
設(shè)置在管道37上的過(guò)濾約束部51允許衰減力以與圖3的輔助活塞21和約束部23相同的方式被過(guò)濾。
具體地,限定彈簧施加的力ER的等式(1)和(3)保持不變,等式(2)被以下等式替換:
(2’)FR=(P2–P3).SC–(P5–P3).SC
現(xiàn)在,壓降(P5-P3)與閥活塞17移動(dòng)的速度成比例,這將通過(guò)以下關(guān)系表示:P5–P3=A’/SC.dx/dt,其中,A’是比例系數(shù),
這意味著:
(2’)FR=(P2–P3).SC–A’.dx/dt
三個(gè)等式(1)、(2’)和(3)與圖3實(shí)施例導(dǎo)致的等式(1)、(2)和(3)可嚴(yán)格比較,且這使得可以證明,衰減力FA的主部分F1通過(guò)一階低通過(guò)濾器過(guò)濾。
相同的計(jì)算可在每次將其中一個(gè)閥腔室連接到其中任何一個(gè)回路A、B或C的管道上存在過(guò)濾約束部時(shí)進(jìn)行。布置在這樣的回路上的任何約束部能夠執(zhí)行在衰減力上的過(guò)濾。
實(shí)踐中,由過(guò)濾約束部產(chǎn)生的壓降不與通過(guò)其的流速嚴(yán)格成比例。一階過(guò)濾是允許衰減規(guī)律中的高頻消除的過(guò)程的(相當(dāng)準(zhǔn)確的)估計(jì)。
如在圖3中的示例中,由控制約束部15產(chǎn)生的壓降和彈簧20施加的推力由此允許對(duì)閥閘門14的關(guān)閉的控制,其減慢流體的通過(guò)。
取決于可動(dòng)閥閘門14的關(guān)閉的衰減力可因此經(jīng)歷與第一實(shí)施例中建立的計(jì)算相同的計(jì)算。衰減力還是兩項(xiàng)的總和,其中一項(xiàng)與另一項(xiàng)相比是小的,與控制約束部15產(chǎn)生的壓差(P2-P3)成比例的一階低通過(guò)濾器施加到表示衰減力的較大項(xiàng)。
該吸震器因此允許對(duì)干擾的響應(yīng)有相同的改進(jìn)。
正如通過(guò)控制約束部15,可以設(shè)想利用具有可控特征的過(guò)濾約束部。這意味著,吸震器的特征可根據(jù)并非壓縮速率的參數(shù)而被調(diào)整,如車輛的速度。
圖5(其中,相同的附圖標(biāo)記具有相同的附圖標(biāo)記)是第二實(shí)施例的替換形式,與之不同之處在于過(guò)濾約束部的位置。
過(guò)濾約束部57實(shí)際上安裝在將第二閥腔室19連接到回路C的管道38,而閥11仍安裝在回路A中,且控制約束部15安裝在回路B中。
在該替換形式中,因此:P4=P2且P5=P3。
松弛操作與圖3和4的情況相同。
在壓縮操作期間,從第一主腔室5排出的流體通過(guò)可動(dòng)閥閘門14減慢,產(chǎn)生壓降P1-P2。流體流的一部分流動(dòng)通過(guò)控制約束部15,產(chǎn)生壓降P2-P3,且達(dá)到第二主腔室6。
第一閥腔室18經(jīng)歷壓強(qiáng)P5,其等于第二主腔室6的壓強(qiáng)P3。第二閥腔室19經(jīng)由過(guò)濾約束部57通過(guò)連接點(diǎn)R連接到液壓流體貯存器24。過(guò)濾約束部57產(chǎn)生壓降P2-P6。壓強(qiáng)P3和P6因此施加到壓縮彈簧20的閥活塞17的兩個(gè)相應(yīng)面。
以與圖4中的示例相同的方式,作用在可動(dòng)閥閘門14上的壓差由控制約束部15和由與其中一個(gè)閥腔室(在該情況下為閥腔室19)連通的過(guò)濾約束部57獲得。
衰減力因此保持主導(dǎo)項(xiàng),其通過(guò)一階低通過(guò)濾器過(guò)濾且與控制約束部15產(chǎn)生的壓差(P2-P3)成比例。
圖6(其中,相同的附圖標(biāo)記具有相同的附圖標(biāo)記)表示第二實(shí)施例的第二替換形式,示出了用于控制約束部的新位置。
圖6所示的吸震器與圖4的吸震器不同之處在于,控制約束部63在第一主腔室5和閥11的閥閘門腔室42之間的流體流中安裝在管道10上,即,像閥本身的回路A上。
管道65連接閥的入口孔11a和第一閥腔室18。管道66設(shè)置在第一主腔室5和第二閥腔室19之間。
管道65裝備有過(guò)濾約束部64。由于第二壓縮管道12上沒有約束部,第二主腔室6在壓縮時(shí)經(jīng)歷液壓流體貯存器24的靜壓P4。換句話說(shuō):P3=P4。
應(yīng)用以下關(guān)系:P3=P4=P2且P6=P1。定義在閥的入口11a處的新壓強(qiáng)P7。
在壓縮操作期間,從第一主腔室5排出的流體流動(dòng)通過(guò)控制約束部63減慢,產(chǎn)生壓降P1-P7。流體則達(dá)到處于壓強(qiáng)P7的閥11的入口。其然后通過(guò)可動(dòng)閥閘門14減慢,產(chǎn)生壓降P7-P2。
第一閥腔室18經(jīng)由過(guò)濾約束部64連接到經(jīng)歷壓強(qiáng)P7的閥11的入口孔11a。過(guò)濾約束部64則產(chǎn)生壓降P5-P7。第二閥腔室19經(jīng)歷壓強(qiáng)P6,其等于第一主腔室5的壓強(qiáng)P1。壓強(qiáng)P1和P5因此施加于壓縮彈簧20的可動(dòng)閥活塞17的相應(yīng)相應(yīng)面。
以與之前的示例相同的方式,作用在可動(dòng)閥閘門14上的壓差由控制約束部63和由與其中一個(gè)閥腔室(在該情況下為第一閥腔室18)連通的過(guò)濾約束部64獲得。
由此,還在該替換例中,衰減力通過(guò)一階低通過(guò)濾器過(guò)濾,且與控制約束部63產(chǎn)生的壓差(P1-P7)成比例,該控制約束部63安裝在閥11的上游。
松弛操作與圖3、4和5的情況相同。
圖7(其中,相同的附圖標(biāo)記具有相同的附圖標(biāo)記)表示第二實(shí)施例的第三替換形式。圖7所示的吸震器與圖6的吸震器不同之處在于,過(guò)濾約束部69安裝在將第二閥腔室19連接到回路A的管道66上。過(guò)濾約束部產(chǎn)生壓降P1-P6。
在該示例中,在壓縮中:P5=P7和P3=P4=P2。
壓強(qiáng)P6和P7因此施加到壓縮彈簧20的可動(dòng)閥活塞17的相應(yīng)面。
以與之前的示例相同的方式,作用在可動(dòng)閥閘門14上的壓差由控制約束部63和由與其中一個(gè)閥腔室連通的過(guò)濾約束部69獲得。
由此,還在該替換形式中,衰減力通過(guò)一階低通過(guò)濾器過(guò)濾,且與控制約束部63產(chǎn)生的壓差(P1-P7)成比例。
圖4、5、6和7因此示出吸震器的第二實(shí)施例的四個(gè)替換形式,其展現(xiàn)對(duì)車輪加速的改進(jìn)響應(yīng)。在四個(gè)替換形式中,布置在第一主腔室5和第二主腔室6之間的回路A中的閥通過(guò)可動(dòng)閥閘門減慢了流體流,該可動(dòng)閥閘門的打開取決于兩個(gè)壓強(qiáng)之間的差。這兩個(gè)壓強(qiáng)通過(guò)以下獲得:
-控制約束部,安裝在其中一個(gè)回路A(圖6和7)或B(圖4和5)上,和
-過(guò)濾約束部,安裝在將其中一個(gè)閥腔室連接到其中一個(gè)回路A(圖6和7)、B(圖4)或C(5)的導(dǎo)管上。
作為替換,控制約束部還可安裝在回路C上,只要其入口連接到第二閥腔室19且其出口連接到第一閥腔室18。過(guò)濾約束部則被設(shè)置在將第一閥腔室連接到回路C的導(dǎo)管上,或在將第二閥腔室連接到回路C的導(dǎo)管上,而沒有對(duì)位置的偏好。
圖8示出根據(jù)第三實(shí)施例的吸震器的示例,其具有帶有不同特征的兩個(gè)控制約束部和控制閥。這樣的吸震器允許響應(yīng)干擾而對(duì)衰減力進(jìn)行更精細(xì)地調(diào)節(jié)。
管道10(回路A)、12(回路B)和39(回路C)將閥11分別連接至第一主腔室5、第二主腔室6和貯存器腔室34,分叉點(diǎn)PP位于腔室42中。管道37將第一閥腔室18連接到管道12上的點(diǎn)X1,管道38將第二閥腔室19連接到管道39上的點(diǎn)X2。閥閘門14能夠在附加腔室130中移動(dòng),該附加腔室通過(guò)管道139連接至貯存器34。管道139裝備有單向止回閥144,其布置為使得其允許液壓流體僅在吸震器松弛操作時(shí)通過(guò)。
閥閘門14包括多個(gè)軸向貫穿導(dǎo)管129,其中的兩個(gè)在圖8的橫截面圖中可見。來(lái)自第一主腔室5的流體可通過(guò)軸向?qū)Ч?29且進(jìn)入附加腔室130。以此方式,閥閘門144在閥閘門腔室42中的其較低橫截面上和在附加腔室130中的其較高橫截面上經(jīng)歷相同的壓強(qiáng)。最后,該壓強(qiáng)P1僅施加到閥桿14a的橫截面。與之前的示例相比,這減小了需要被彈簧20施加以便導(dǎo)致其移動(dòng)的力。
由于閥閘門14的該特殊形狀,經(jīng)歷入口孔11a的和閥11的附加腔室的壓力P1的合力的閥閘門14的表面面積非常精確地已知。具體地,壓強(qiáng)P1施加到閥閘門14的較低表面面積和較高表面面積之間的差。該差是恒定表面面積:閥桿14a的橫截面面積。不是必須特別容易確定用于其它閥閘門幾何條件的該表面面積。特別地,在可動(dòng)閥閘門中,如圖3所示的第一實(shí)施例的可動(dòng)閥閘門,在閥閘門升離其座的那刻,傾向于進(jìn)一步打開它的液壓力可出現(xiàn)在接觸區(qū)域之外,且使得入口孔11a的壓強(qiáng)P1施加的橫截面改變。
閥11包括在分叉點(diǎn)PP和點(diǎn)X1之間安裝在管道12上的第一控制約束部15,以及在分叉點(diǎn)PP和點(diǎn)X2之間安裝在管道39上的第二控制約束部112。第二控制約束部112優(yōu)選地呈現(xiàn)與第一控制約束部15不同的特征。過(guò)濾約束部51安裝在管道37上。由此,控制閥11位于回路A上,第一控制約束部15在回路B上,第二控制約束部112在回路C上。
閥腔室18和19中的壓強(qiáng)標(biāo)記為P5和P6,如在圖2中,閥閘門腔室42的壓強(qiáng)標(biāo)記為P2。需注意,管道和約束部表示以下相等關(guān)系:P6=P4。
在壓縮期間從第一主腔室5排出的流體沿著管道10,且被閥閘門14減慢,這導(dǎo)致壓降P1-P2。流的一大部分朝向第二主腔室6引導(dǎo),通過(guò)第一控制約束部15,導(dǎo)致壓降P2-P3。另一部分通過(guò)穿過(guò)第二控制約束部112而到達(dá)貯存器24,這導(dǎo)致壓降P2-P4。過(guò)濾約束部51產(chǎn)生壓降P5-P3。
以此方式,可動(dòng)閥活塞17經(jīng)歷意圖將其向上移動(dòng)的壓強(qiáng)P5,和意圖向下移動(dòng)的壓強(qiáng)P6(關(guān)于圖8)。
圖9示出了施加在可動(dòng)閥活塞17的面上的液壓強(qiáng)的變化曲線,其作為吸震器的壓縮移動(dòng)的速度的函數(shù)。這些力取決于由特征不同的約束部15和112產(chǎn)生的壓降。它們還取決于通過(guò)它們的流速的差,回路A、B和C的流速是不同的。這些液壓力最終取決于活塞17的表面面積的大小。在圖8的示例中,活塞17的兩個(gè)相對(duì)表面具有相等面積。為了獲得期望的效果,約束部15優(yōu)選地設(shè)計(jì)為以非常低的壓縮率產(chǎn)生明顯壓降。當(dāng)壓縮率增加時(shí),壓降繼續(xù)增大,但非常弱。對(duì)于液壓力,這導(dǎo)致圖9中的虛線所示的曲線。就這點(diǎn)而言,可以使用單向止回閥,其通過(guò)彈簧牢固壓靠其座,而沒有自由通過(guò)或有減小的通過(guò)。約束部112優(yōu)選地設(shè)計(jì)為產(chǎn)生壓降,其在低壓縮率時(shí)可忽略,且隨著壓縮率增大明顯增大,從而其產(chǎn)生的液壓力在一定壓縮率以上超過(guò)約束部15產(chǎn)生的液壓力。對(duì)于液壓力,這導(dǎo)致圖9中的實(shí)線所示的曲線。約束部112可具有明顯自由的通過(guò),其意圖隨著壓縮率和因此流速增加而逐漸增加。約束部112還可包括壓強(qiáng)限制器,以便防止在非常高的壓縮率時(shí)達(dá)到過(guò)大的壓降。
在低壓縮率時(shí),通過(guò)約束部的流速是低的。腔室19中的液壓強(qiáng)(給定約束部112的特征)僅與分叉點(diǎn)的壓強(qiáng)略微不同,而腔室18中的液壓強(qiáng)(給定約束部15的特征)本身非常小。在這兩個(gè)壓強(qiáng)的作用下,活塞17壓縮彈簧20且關(guān)閉閥14。在較高壓縮率時(shí),在分叉點(diǎn)處的壓強(qiáng)和腔室19中的壓強(qiáng)之間的差比在分叉點(diǎn)處的壓強(qiáng)和腔室18中的壓強(qiáng)之間的差增加得更快。在這兩個(gè)壓強(qiáng)的作用下,活塞17升高,施加在彈簧20上的力減小,且閥閘門14提起。
由此,如圖8所示設(shè)置的,且如上所述具有不同特征的兩個(gè)控制約束部15和112使吸震器具有低壓縮率時(shí)高的衰減力和高壓縮率時(shí)低的衰減力。
在圖8的示例中,閥11布置在回路A上。第一控制約束部15在回路B上,過(guò)濾約束部51在將閥腔室18連接到回路B的導(dǎo)管37上,同時(shí),第二控制約束部112布置在回路C上??梢酝ㄟ^(guò)兩個(gè)控制約束部獲得相同的結(jié)果,所述兩個(gè)控制約束部盡可能靠近分叉點(diǎn)PP布置,其一個(gè)在回路B上,另一個(gè)在回路C上,在這兩個(gè)約束部的入口處的壓強(qiáng)是分叉點(diǎn)的壓強(qiáng)。第一閥腔室18將連接至具有與約束部15類似特征的約束部的出口,第二閥腔室19將連接至具有與約束部112類似特征的約束部的出口。過(guò)濾可或者通過(guò)圖3的減慢活塞21或者通過(guò)布置在將其中一個(gè)閥腔室連接到其中一個(gè)控制約束部的導(dǎo)管的其中一個(gè)上的過(guò)濾約束部來(lái)確保,而沒有偏好。
將注意,控制閥11關(guān)于在回路A、回路B或回路C上的位置可沒有偏好地布置。
此外,圖8的吸震器的閥閘門14在其基部處包括接觸環(huán),其形成周邊突出部128。當(dāng)閥閘門14升起時(shí),流體進(jìn)入閥閘門腔室42,在座13的和突出部128的接觸表面之間通過(guò)。一旦突出部128已經(jīng)被圍繞,閥閘門14為流體僅提供與閥桿14a的軸線平行的表面。壓強(qiáng)中的局部波動(dòng)不產(chǎn)生平行于上述軸線的力分量,且因此傾向于打開或關(guān)閉閥閘門。該閘門因此不震顫。
在該示例中,接觸環(huán)128的直徑(在20至25mm)大于閥11的入口孔11a的直徑。由此,對(duì)于閥閘門14的相同升高,用于流體的通過(guò)橫截面明顯變大。
在松弛階段的過(guò)程期間,通過(guò)閥閘門14的導(dǎo)管129可用于從貯存器24重新供給第一主腔室5。由通過(guò)軸向?qū)Ч?29的流體經(jīng)歷的非常小的壓降足夠大,以驅(qū)動(dòng)閥閘門14抵靠其座13,且因此將其快速返回到其壓縮起始位置。閥閘門快速?gòu)?fù)位到其在松弛期間的位置使得可以在壓縮起始時(shí)避免衰減力突變。
圖10是根據(jù)本發(fā)明根據(jù)一個(gè)實(shí)際實(shí)施例的吸震器的縱向截面圖。相似的部件具有與前圖相同的附圖標(biāo)記。
該截面圖區(qū)分被外殼180保持在一起的兩個(gè)不同部分。第一部分是吸震器的本體,包括缸體2、桿3、主活塞4、第一主腔室5和第二主腔室6。在桿3的端部處是第一眼部35,連接至車輛的車體的連接桿35a被引入到其中。在相對(duì)端部處,在外殼180上的是第二眼部36和連接至車輛的車輪的連接桿36a。
外殼180將第二組件保持在位,第二組件由閥11和液壓貯存器24組成,該外殼具有外殼蓋181。貯存器24定位為靠近閥11,從而貯存器腔室34臨近閥11。
圖10還示出了管道10,其將閥11連接到第一主腔室5。閥11通過(guò)在閥11和吸震器缸體2之間的管道的第一部分12a以及對(duì)應(yīng)于中間環(huán)形區(qū)域的管道的第二部分12b連接到第二主腔室6,該中間環(huán)形區(qū)域布置在吸震器缸體2的壁內(nèi)。
如圖8所示,主腔室5和6中的壓強(qiáng)標(biāo)記為P1和P3。液壓貯存器24的腔室34中的壓強(qiáng)標(biāo)記為P4。
圖11示出了該實(shí)施例的控制閥11的兩個(gè)不同平面上的橫截面的放大圖。閥11由柱形部分的集合構(gòu)成,該柱形部分利用拉桿(未示出)保持壓在一起,且剛好通過(guò)閥。
圖11中的橫截面被截取為示出在壓縮期間涉及的通道。在壓縮期間的液壓液體的流已經(jīng)用虛線示出。
在圖的左側(cè),可以看到,來(lái)自吸震器的第一主腔室5且在回路A中流動(dòng)的液壓液體在進(jìn)入第一閥腔室18之前相繼經(jīng)由閥閘門14、控制約束部15和過(guò)濾約束器51通過(guò)。約束部15包括箔151,其包括非常少量的小直徑孔152,其通過(guò)受到彈簧154的推力的活塞153保持抵靠其座預(yù)加載。這種布置使得可以獲得圖9中的虛線顯示的曲線。過(guò)濾約束部51包括箔511,該箔保持在其外直徑上,刺穿有自由通道512,且抵靠其內(nèi)部支撐件非常輕微地預(yù)加載。由此,當(dāng)彈簧20變?yōu)閴嚎s且衰減力增加時(shí),僅自由通道512允許流體流動(dòng),而在彈簧20的松弛期間,流體還可在內(nèi)部支撐件和箔111的座之間通過(guò)。這使得可以獲得不對(duì)稱的過(guò)濾。
實(shí)際上,由于與安裝有吸震器的車輛使用相關(guān)的各種原因,可期望將不對(duì)稱性引入到過(guò)濾中,沿一個(gè)方向比沿另一方向更多地減慢流體流。在小客車的情況下,例如發(fā)現(xiàn),優(yōu)選的是,在壓縮時(shí)與衰減力減小相比,對(duì)衰減力的增加施加更多過(guò)濾。
還注意到,閥彈簧20由相對(duì)工作的兩個(gè)彈簧20a和20b構(gòu)成,以便在大約為0的響應(yīng)中獲得更大的線性。
在圖11中橫截面的右側(cè),可以看到,來(lái)自吸震器的第一主腔室5的液壓流體經(jīng)由閥閘門14通過(guò),且進(jìn)入回路C,其通向控制約束部112和貯存器34。
約束部112包括明顯的自由通道1121和壓強(qiáng)限制箔1122。
還可以設(shè)想類似于圖10的實(shí)施例,其中,布置在蓋181下的貯存器34被圍繞缸體2的柱形貯存器替換,塊180中制造的與回路C對(duì)應(yīng)的導(dǎo)管將閥11的上部部分連接到用作貯存器的殼。
圖12示出了根據(jù)第二實(shí)際實(shí)施例的吸震器的橫截面視圖。該吸震器比圖10的吸震器更緊湊,因?yàn)槲鹌鞯乃性诟左w內(nèi)或在桿上。相似的部件具有與前圖相同的附圖標(biāo)記。
示出了缸體2、桿3、界定腔室5和6的活塞4。閥11并入到活塞4內(nèi)。液壓流體貯存器24安裝在桿3的與活塞4相對(duì)的端部處。閥11通過(guò)桿3內(nèi)的管道3a與貯存器腔室34連通,因此桿3是中空的桿。這樣的布置的優(yōu)勢(shì)是,組件更加緊湊,使得這樣的吸震器更容易安裝在例如機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)。
圖13示出該實(shí)際實(shí)施例的控制閥11的兩個(gè)不同平面上的截面的放大圖。特別地,其再次示出提供非對(duì)稱過(guò)濾的過(guò)濾約束部51。與圖11的部件相同的部件具有與相同的附圖標(biāo)記。圖13中的橫截面已經(jīng)被截取以使得,示出液壓流體在導(dǎo)致閥閘門14復(fù)位到其座上以及閥彈簧20上的負(fù)載消除的松弛期間的通道。將注意到,對(duì)于圖10中的第一示例,液壓圖與圖11中表示壓縮回路的橫截面相同,并且對(duì)于圖12中的第二示例,液壓圖與圖13中表示有助于將閥閘門14和活塞17復(fù)位到它們的閑置位置的回路的橫截面相同。
換句話說(shuō),一方面在圖10和11以及另一方面在圖12和13的兩個(gè)實(shí)施例中,如松弛一樣,壓縮時(shí)的液壓操作是相同的。
在松弛期間,貯存器為第一腔室5供應(yīng)其需要的流體,以補(bǔ)償桿3的浸沒體積的變化。如圖13所示,其中,在松弛期間,流體流以虛線示出,源自貯存器的流體沿中空桿3a通過(guò),且到達(dá)部件161的通道,該部件161用作單向止回閥,其包括通過(guò)彈簧1612保持壓靠部件161的箔1611。液壓流體使箔1611升高,經(jīng)由通道139(在橫截面視圖左側(cè)示出)到達(dá)閥閘門14,經(jīng)由該閥閘門,其在到達(dá)吸震器的第一腔室5之前經(jīng)由通道129通過(guò)。由此,閥閘門14被抵靠其座驅(qū)動(dòng)。通過(guò)使止回箔161升高,流體打開部件161的其他通道,由此允許液壓流體朝向閥的第一腔室18?;钊?7因此升高,且彈簧20松弛。
圖14示出部件161的俯視圖,沒有箔1611。應(yīng)注意到,具有箔1611的部件161替代圖3至7的吸震器的單向止回閥25,或圖8的吸震器的單向止回閥144。部件161使得可以改進(jìn)對(duì)干擾的響應(yīng)。具體地,在壓縮移動(dòng)結(jié)束時(shí),如果道路具有不平坦性,則吸震器以松弛模式操作。在如圖4的吸震器的前述示例中,由于減慢閥活塞17的移動(dòng)的過(guò)濾約束部51,彈簧20可還被壓縮。在松弛期間,因?yàn)殚y11通過(guò)單向止回閥16與第二壓縮管道12隔離,所以這沒有干擾操作。在閥內(nèi),彈簧20傾向于將閥活塞17推回,由此要求液壓流體在閥腔室18和19之間傳遞。該傳遞通過(guò)控制約束部15和通過(guò)過(guò)濾約束部51減慢。最后,可行的是,閥活塞17的期望移動(dòng)可能不能在松弛結(jié)束時(shí)完成。
為了輔助如此復(fù)位到初始條件,有利地,使用圖14所示的部件161。
在所示的示例中,部件161包括環(huán)形溝槽170,該環(huán)形溝槽在其內(nèi)部輪廓上界定孔169。環(huán)形溝槽170在外側(cè)被平的環(huán)形區(qū)域171圍繞???69允許圍繞桿3安裝,如可在圖13中看到的。平的環(huán)形區(qū)域171允許部件161被制成閥11的其它部件夾起。彈簧1612(圖13)將箔1611牢固地壓靠環(huán)形溝槽170的邊緣。
在環(huán)形溝槽170中沿圓圈分布的是孔162,在所示例子中,有八個(gè)孔162,每個(gè)連接至液壓流體貯存器24。兩個(gè)另外的孔163在與閥11的第一腔室18連通的管道163a的端部處布置在溝槽170中。徑向肋172在孔163的每側(cè)布置在溝槽170中,以便將孔163與孔162隔離。外圓形肋166和內(nèi)圓形肋168完成孔162和孔163之間的隔離。
如圖13所示的環(huán)形鋼箔1611通過(guò)彈簧1612保持抵靠部件161(圖13)。
在壓縮期間,第一主腔室5中的壓強(qiáng)補(bǔ)充彈簧1612將箔1611壓靠部件161且關(guān)閉所有孔162和163的作用。由此,第一主腔室5、第一閥腔室18和液壓流體的貯存器24彼此隔離。
在松弛期間,來(lái)自貯存器24、從圖13底部向上通過(guò)孔162的液壓流體朝向第一主腔室5,且將壓靠界定環(huán)形溝槽170的肋166和168的箔1611升高。箔1611的升高允許處于貯存器壓強(qiáng)的液壓流體通過(guò)與第一閥腔室18連通的孔163。第一閥腔室中的壓強(qiáng)因此減小,導(dǎo)致彈簧20的松弛。
可以設(shè)想在所有方面與前述實(shí)施例相同的吸震器的示例,這樣的部件161代替吸震器的單向止回閥25或144并入到該示例中。
最后,部件161可同時(shí)執(zhí)行多個(gè)功能:
-在松弛期間,其允許容納在貯存器24中的液壓流體進(jìn)入第一主腔室5,以補(bǔ)償吸震器的桿3的浸沒體積的變化(其是傳統(tǒng)吸震器單向止回閥的功能),
-在松弛期間,其允許液壓流體在圍繞閥活塞17的各個(gè)腔室之間自由循環(huán),
-在壓縮期間,其防止離開第一閥腔室18的液壓流體到達(dá)貯存器24(其是傳統(tǒng)吸震器單向止回閥的功能),和
-在壓縮期間,其關(guān)閉閥11的腔室之間的所有連接。
在該示例中,填充第一閥腔室18的作用足以松弛彈簧20。然而,可存在對(duì)填充或清空與可動(dòng)閥活塞接觸的其它腔室的需求。在其它示例中,因此可以具有其它導(dǎo)管,其與導(dǎo)管163相當(dāng),當(dāng)箔壓靠環(huán)形溝槽170時(shí),其彼此隔離且與導(dǎo)管162隔離,這些其它導(dǎo)管與其它腔室連通,例如第二閥腔室19、位于圖3的減慢活塞21每側(cè)的兩個(gè)腔室22a和22b或甚至輔助腔室,所述輔助腔室諸如圖16和17所示的第一輔助腔室84和第二輔助腔室85。
部件161可因此有利地代替單向止回閥25,其位于將液壓流體貯存器24連接到第一主腔室5的管道40上,這對(duì)于前述實(shí)施例的任一個(gè)都是這樣的。
第四實(shí)施例在圖15中示出,其中,相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。在該實(shí)施例中,可動(dòng)閥閘門14包括閥桿14a,其包括具有橫截面σ1的第一桿部分14c和具有比σ1小的橫截面σ2的第二桿部分14d。第二桿部分14d固定到平坦形狀的肩部14b,彈簧20抵靠該肩部布置。桿部分14c和14d能夠在相應(yīng)的孔11c和11d中滑動(dòng),該孔11c和11d布置在控制閥11的兩個(gè)內(nèi)壁11f和11g中。閥閘門14與圖8的相同。其在附加腔室130中移動(dòng)。此外,在控制閥11中制造的是第二附加腔室133,在壓縮移動(dòng)期間,在控制約束部15的下游,其經(jīng)由管道142與回路B的管道連通。
除了已經(jīng)在圖8的實(shí)施例中定義的壓強(qiáng)P1至P6之外,在此定義以下壓強(qiáng):
-壓強(qiáng)P10是第一附加腔室130中的壓強(qiáng),和
-壓強(qiáng)P11是第二附加腔室133中的壓強(qiáng)。
可寫下以下相等關(guān)系:P10=P1,P11=P3且P6=P4。
在壓縮期間,從第一主腔室5排出的流體被閥閘門14減慢,產(chǎn)生壓降P1-P2,進(jìn)入閥閘門腔室42。流的一大部分朝向第二主腔室6引導(dǎo),通過(guò)第一控制約束部15,導(dǎo)致壓降P2-P3。另一部分通過(guò)穿過(guò)第二控制約束部112而到達(dá)貯存器24,這導(dǎo)致壓降P2-P4。過(guò)濾約束部51產(chǎn)生壓降P5-P3。
以此方式,可動(dòng)閥閘門14在三個(gè)不同橫截面上經(jīng)歷三個(gè)壓強(qiáng)。
首先,在面向孔11a和座13的閥閘門的表面面積SV上,其經(jīng)歷經(jīng)由控制閥11的入口孔11a到達(dá)的流體的壓強(qiáng)P1。沿相反方向,在與閥桿14c的第一部分的表面面積σ1和表面面積SV之間的差相等的表面面積上,其經(jīng)歷在第一輔助腔室130中存在的流體的壓強(qiáng)P10。此外,壓強(qiáng)P1和P10由于管道129而大體相等。最后,可動(dòng)閥閘門14經(jīng)歷第一向上負(fù)載(關(guān)于圖15),其由在第一等同橫截面σ1上的第一壓強(qiáng)P1產(chǎn)生。
第二,在第二輔助腔室133中閥閘門14的桿14d的橫截面σ2產(chǎn)生第二橫截面(σ1-σ2),在其上施加有第二輔助腔室133中的且由于連通管道142而等于壓強(qiáng)P3的壓強(qiáng)P11。可動(dòng)閥閘門14因此經(jīng)歷向下指向的第二負(fù)載(關(guān)于圖15),其由橫截面(σ1-σ2)上的壓強(qiáng)P3產(chǎn)生。
第三,桿14d的第二部分的較高表面σ2經(jīng)歷第二控制腔室19的壓強(qiáng)P6,該壓強(qiáng)由于管道38而等于貯存器的壓強(qiáng)P4??蓜?dòng)閥閘門14因此經(jīng)歷向下指向的第三負(fù)載(關(guān)于圖15),其由橫截面σ2上的壓強(qiáng)P4產(chǎn)生。
最后,施加到閥閘門14的總液壓力FY可由此寫為:
FY=P1.σ1–P3.(σ1–σ2)–P4.σ2
如圖3的描述所指示,衰減力可被寫為:
FA=P1.SP–P3.(SP–ST)–P4.ST,
其中,SP是主活塞4的橫截面,ST是主桿3的橫截面。
如果σ1和σ2被選為與SP和ST有相同的比,然后以下關(guān)系:
FA=b.FY,
可被獲得,
其中,b是從主活塞4的橫截面與閥閘門14的閥桿的相應(yīng)橫截面換算的比例系數(shù)。
衰減力因此(在乘法換算因子內(nèi))等于作用在閥閘門14上的液壓力的總和,或者等于由彈簧20施加的力,量是相同的。
由于閥閘門14的桿14a的該階梯結(jié)構(gòu)和控制閥11的相應(yīng)結(jié)構(gòu),過(guò)濾施加于整個(gè)衰減力。該布置可在前述實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。
圖16(其中,相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記)示出了第五實(shí)施例,其使用具有特殊結(jié)構(gòu)的閥活塞。
圖16所示的可動(dòng)閥活塞78包括中央部分81a和溝槽81,其位于兩個(gè)相同的端板79和80之間。端板79和80與閥11的分隔件77一起界定四個(gè)腔室,即:
-第一閥腔室82,
-第二閥腔室83,
-第一輔助腔室84,和
-第二輔助腔室85。
表面S1被指定為端板79的較低表面,其界定第一閥腔室82。表面S1還等于端板80的較高表面,其界定第二閥腔室83。第一輔助腔室84的壓強(qiáng)施加在其上的表面S2是端板79的表面面積,中央部分81a的橫截面面積已經(jīng)從其減去。該表面面積S2等于第二輔助腔室85的壓強(qiáng)施加在其上的表面面積S4。
第一控制約束部15和第二控制約束部90安裝在管道39(回路C)上。
在兩個(gè)控制約束部15和90之間位于管道39上的點(diǎn)X以及在控制約束部90和點(diǎn)R之間位于相同管道39上的點(diǎn)Y也被標(biāo)記。
管道37將點(diǎn)X連接到第一閥腔室82。吸震器還包括將點(diǎn)Y連接到第一輔助腔室84的第一連接管道74,和將點(diǎn)X連接到第二輔助腔室85的第二連接管道75。
管道37裝備有過(guò)濾約束部91。
由此,在該吸震器中,控制閥11布置在回路A上,而兩個(gè)控制約束部15、90安裝在回路C上。
過(guò)濾約束部91安裝在將第一閥腔室82連接到回路C的管道上。第二閥腔室83經(jīng)由管道38在回路B上的單向止回閥16上游連接到管道12。第二閥腔室83中的壓強(qiáng)P6因此等于閥閘門腔室42中的壓強(qiáng)P2。
以下新的壓強(qiáng)在該示例中定義:
-壓強(qiáng)P8是第一輔助腔室84中的壓強(qiáng),和
-壓強(qiáng)P9是第二輔助腔室85中的壓強(qiáng)。
當(dāng)壓縮操作時(shí):P6=P2且P8=P4。
兩個(gè)約束部15和90具有不同特征,以便在壓縮下獲得衰減規(guī)律,其隨著移動(dòng)速度增大首先增加,到達(dá)最大值,然后以高速降低。就這點(diǎn)而言,可以使用兩個(gè)控制約束部15和90,其具有諸如使得可以獲得圖9的曲線的特征。約束部90對(duì)應(yīng)于圖8的約束部112。
可動(dòng)閥活塞78經(jīng)歷以下彼此相對(duì)的壓力:
-第一力(P2–P5).S1,其傾向于導(dǎo)致活塞向下滑動(dòng),和
-第二力(P9–P8).S2,其傾向于導(dǎo)致活塞向上滑動(dòng)。
在低的壓縮率時(shí),與壓差(P2–P5)相關(guān)聯(lián)的液壓力比與壓差(P9–P8)相關(guān)聯(lián)的液壓力占優(yōu)。這兩個(gè)力的合力作用在活塞78上,以便壓縮彈簧20,并導(dǎo)致衰減力增加。
在高壓縮率時(shí),兩個(gè)彼此相對(duì)的液壓力更高,但由壓差(P9–P8)產(chǎn)生的力比另一個(gè)占優(yōu),導(dǎo)致活塞78升高,閥14打開。安裝在管道37上即在第一腔室82和回路C之間的過(guò)濾約束部91向衰減力的計(jì)算添加由一階過(guò)濾方程控制的項(xiàng),如前述實(shí)施例所述。未過(guò)濾的項(xiàng)特別小,因?yàn)榭邕^(guò)約束部15和90的兩個(gè)壓降(該未過(guò)濾項(xiàng)的根源)僅作用在對(duì)應(yīng)于吸震器的桿3的橫截面的液壓流體的流上,該橫截面與主活塞4的橫截面相比是小的。
在該實(shí)施例中,如圖3的實(shí)施例一樣,可動(dòng)閥活塞78的移動(dòng)可被可選限制止擋件限制,以便在衰減力上施加上限。限制止擋件位于活塞78的路徑中,在其中一個(gè)閥腔室內(nèi)。如圖3的實(shí)施例中,限制止擋件可布置在第一閥腔室82中。作為替代,如圖16所示,以虛線示出的限制止擋件85a布置在第二輔助腔室85內(nèi)。
圖17示出了圖16的吸震器的替換形式,其與圖16的吸震器不同之處在于,過(guò)濾約束部93在第二輔助腔室85和回路C之間安裝在管道75上。
控制約束部15和90在活塞、彈簧90和閥閘門14的移動(dòng)上的作用與圖16所述的相同。
對(duì)于過(guò)濾約束部93,通過(guò)其的液壓流體流僅取決于閥11內(nèi)的活塞78的移動(dòng)。如前述實(shí)施例,過(guò)濾約束部93將一階過(guò)濾引入到衰減力的最大部分中。
作為替代,過(guò)濾約束部93還可安裝在將第一輔助腔室84連接到回路C的導(dǎo)管74中。
兩個(gè)控制約束部15和90(其特征優(yōu)選地是不同的,以便獲得圖9的曲線)可以其它方式安裝:約束部90可靠近閥閘門14,約束部15進(jìn)一步在流的下游。約束部15則應(yīng)安裝在第二腔室83和第一腔室82之間,約束部90則應(yīng)安裝在第二輔助腔室85和第一輔助腔室84之間。
作為替代,還可以將約束部15安裝在輔助腔室84、85之間,將約束部90安裝在兩個(gè)閥腔室82、83之間。在兩種情況下,兩個(gè)控制約束部15和90需要安裝為使得,約束部15沿傾向于關(guān)閉閥14的方向作用,約束部90沿相反方向作用。
關(guān)于控制約束部位置的所有這些變化可也應(yīng)用于圖16的實(shí)施例。
可以依賴于閥活塞,如圖16和17所示的,其中,需要獲得與圖9的圖示所允許的衰減規(guī)律(力增加然后減小)相同類型的衰減規(guī)律,且當(dāng)僅有回路A(如在圖1的吸震器的情況下)而沒有回路B或回路C或分叉點(diǎn)PP時(shí)。
在其它實(shí)施例中,該類型的閥活塞還使得可以將兩個(gè)控制約束部布置在相同回路A、B或C上。將兩個(gè)控制約束部布置在回路C上使得可以減小衰減力的非過(guò)濾部分。作為替代,兩個(gè)控制約束部可安裝在兩個(gè)不同回路上,例如一個(gè)在回路C上,如圖16和17,另一個(gè)在回路B上。
可選限制止擋件(如在圖3中標(biāo)記為18a且以虛線示出的,或在圖16中標(biāo)記為85a且以虛線示出)的添加使得可以限制壓縮時(shí)的衰減力。這樣的限制止擋件可容易地添加到圖3至8、10至13和15至17所示的每個(gè)實(shí)施例。如果添加這樣的限制止擋件,衰減規(guī)律取決于控制和過(guò)濾約束部的作用以及限制止擋件的位置。當(dāng)壓縮率落入中速范圍內(nèi),這樣的限制止擋件在衰減規(guī)律上的作用可被司機(jī)更加敏銳地感受到。被感受到的是增加、達(dá)到頂峰然后下降的衰減力。
在一定實(shí)施例中,限制止擋件可以是固定的。在其它實(shí)施例中,限制止擋件的位置可被調(diào)整,以便遠(yuǎn)程控制吸震器。
為了調(diào)整吸震器特征,還可以使用被控制的控制約束部和/或過(guò)濾約束部,這意味著其可被遠(yuǎn)程改變。參考圖3的約束部15和圖4的約束部51提出的該可能性可被應(yīng)用于如上所述的所有實(shí)施例中使用的控制約束部和過(guò)濾約束部。
總而言之,將注意到,參考附圖描述的所有不同特征可用于其它附圖的實(shí)施例。