塞28。这允许汽缸24中的压力增加，因而允许蓄积器22的液压能量密度增加。
[0024]具有较大外径44的弹簧30能够支撑更大容积的液压流体，这可使汽缸24内的压力增加。容积的增加以及由此引起的压力的增加使得蓄积器22的液压能量密度增加。蓄积器22的液压能量密度的增加改善了蓄积器22的响应时间。通过使用阀和止回阀，在更高的压力下储存更大容积的液压流体，这允许蓄积器22更加快速地向换档元件供给能量。
[0025]此外，弹簧外径44的增加允许蓄积器22具有更大的活塞冲程容积。具有较大外径44的弹簧30能够进一步压缩，从而允许活塞28具有较长的冲程。活塞28的冲程容积的增加允许蓄积器22具有较高的液压能量密度。如上所述，高的液压能量密度允许蓄积器22在向变速器14供应液压能量时更快地作出响应。因此，弹簧30的外径44的增加以及导向段34的直径42形成为与弹簧30的外径44大致相等允许蓄积器22的响应时间显著减少。
[0026]参照图4，示出了蓄积器22的活塞28的导向段34的一部分的局部放大截面图。导向段34可形成有弯曲表面36以及两个直边46。这两个直边46截断了弯曲表面36的球面特性。这允许活塞28自定向。活塞28在汽缸24的缸孔26内浮在弹簧30上，并且弹簧30使活塞28朝着缸孔26的端部27偏置。弹簧30的小的偏移α使活塞28倾斜，导致导向段34与缸孔26的内表面40之间接触。
[0027]例如，弹簧30可偏移大约2°。这种小角度的偏移α可使活塞28倾斜而抵着缸孔26的内表面40。当活塞28在弹簧30上倾斜时，导向段34的弯曲表面36可与缸孔26的内表面40接触。导向段34用作补偿弹簧30的偏移α的调节机构。
[0028]活塞倾斜使得导向段34与缸孔26之间的间隙γ减小。通过使导向段34与缸孔26之间的间隙γ减小，活塞28的基边48与缸孔26的内表面40之间的距离增加。这归因于弹簧30的角偏移α。间隙γ的增加会需要活塞28以更大的距离与缸孔26的内表面40保持密封(密封件50)。直径42与缸孔26的内径32大致相等的导向段34负责间隙γ的这种增加，并允许活塞28与缸孔26的内表面40保持密封(密封件50)。
[0029]导向段34通过弯曲表面36的长度52与直径42之比来实现这一点。长度52与导向段34的直径42之比大于弹簧30的偏移α的正切。这允许导向段34补偿弹簧30的偏移α。长度52与直径42之比可使得导向段34补偿活塞轴线56与汽缸轴线58之间的倾斜角β大于5°。
[0030]由于导向段34补偿倾斜角β大于5°并且弹簧30的偏移α可以是大约2°至大约3°，因此导向段34进一步被构造成负责并使活塞28在缸孔26内定向。导向段34的截球面曲率36使活塞28在缸孔26内定向。自定向导向段34允许活塞28浮在弹簧30上而无需使用导套。因此，尽管活塞28浮在偏移的弹簧30上，但是作为活塞28的一部分的导向段34允许活塞28在缸孔26内自定向。尽管弹簧30可能有小角度偏移α，但这仍允许汽缸24使用具有较大外径44的弹簧30。自定向导向段34可使蓄积器22的液压能量密度增加大约20%。
[0031]导向段34的截球面曲率36还防止在活塞28和缸孔26之间过紧。如上面所解释的，导向段34的弯曲表面36使活塞28与缸孔26的内表面40之间的接触最少化。归因于弯曲表面36的球面特性，活塞28可仅以单点接触缸孔26的内表面40。因此，即使弹簧30偏移α，活塞28的导向段34仍进一步帮助减少对活塞28的磨损。使活塞28与缸孔26的内表面40之间的接触最少化允许蓄积器22更持久。这可节约时间、成本和制造费用。
[0032]降低缸孔26的内表面40与导向段34之间的过紧进一步使活塞28与汽缸24之间的摩擦阻力降低。摩擦阻力的降低不仅减少了由于摩擦而对活塞28的导向段34造成的损坏，还改善了蓄积器22的响应时间。此外，摩擦阻力的降低允许蓄积器22使用液压能量来向换档元件20供给能量，而非使用液压能量来克服摩擦阻力。因此，导向段34允许蓄积器22储存更多的液压势能，并具有更高的能量密度和改善的响应时间。
[0033]尽管在上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并不意在描述了权利要求所包含的所有可能的形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可进行各种改变。如前所述，各个实施例的特征可被结合，以形成本发明的可能未被明确描述或示出的进一步的实施例。尽管各个实施例可能已被描述为提供优点或者在一个或更多个期望的特性方面优于其他实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员应该认识到，一个或更多个特征或特性可被折衷，以实现期望的整体系统属性，期望的整体系统属性取决于具体的应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、封装、尺寸、维护保养方便性、重量、可制造性、装配容易性等。因此，被描述为在一个或更多个特性方面不如其他实施例或现有技术的实施方式合意的实施例并不在本公开的范围之外，并且可被期望用于特定的应用。
【主权项】
1.一种用于车辆的蓄积器，包括: 汽缸，限定具有内表面的缸孔；以及 活塞，能够在所述缸孔内运动，所述活塞包括密封件和由截球面限定的导向段，所述导向段被构造成使活塞在缸孔内定向，以使密封件与缸孔的内表面保持接触。2.如权利要求1所述的蓄积器，还包括弹簧，所述弹簧设置在缸孔内，并被构造成使活塞朝着缸孔的端部偏置。3.如权利要求1所述的蓄积器，其中，所述导向段利用洛氏硬度为至少50RC的表面硬化钢形成。4.如权利要求2所述的蓄积器，其中，所述导向段具有直径和长度，所述弹簧具有偏移角，所述导向段的长度与所述导向段的直径之比大于所述偏移角的正切。5.如权利要求4所述的蓄积器，其中，所述偏移角小于2°。6.如权利要求4所述的蓄积器，其中，所述导向段的长度与截球面的直径之比大于5°的正切。7.一种蓄积器，包括: 汽缸，限定缸孔和汽缸轴线； 活塞，能够在缸孔内运动，所述活塞具有活塞轴线，活塞轴线和汽缸轴线限定倾斜角； 密封件，设置在活塞上；以及 导向段，形成在活塞上，所述导向段具有使得最大的倾斜角超过2°时保持密封件与汽缸接触的曲率。8.如权利要求7所述的蓄积器，其中，所述导向段限定截球面。9.如权利要求7所述的蓄积器，还包括弹簧，所述弹簧被构造成使活塞朝着汽缸的端部偏置，所述弹簧具有弹簧轴线，弹簧轴线和汽缸轴线限定的偏移角小于最大的倾斜角。10.如权利要求7所述的蓄积器，其中，所述导向段的长度与直径之比为使得在最大的倾斜角下密封件与汽缸保持接触。
【专利摘要】本公开提供一种自定向活塞弹簧蓄积器。用于车辆的蓄积器可包括：汽缸，限定具有内表面的缸孔；活塞，能够在所述缸孔内运动。所述活塞可包括密封件和由截球面限定的导向段。所述导向段使活塞在缸孔内定向，以使密封件与缸孔的内表面保持接触。
【IPC分类】F15B1/04
【公开号】CN105090137
【申请号】CN201510255713
【发明人】列弗·佩卡尔斯基, 马克·戴维斯
【申请人】福特全球技术公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年5月19日
【公告号】US20150337869