用于液压离合器致动器的减振器的制作方法

相关申请

本申请要求于2016年7月22日提交的欧洲专利申请no.16180703.7的优先权。以上引用的申请的全部内容通过引用以其整体并入本文，以用于所有目的。

本公开总体涉及用于液压离合器致动器的减振器，并且涉及包括此类减振器的液压离合器致动系统。

背景技术：

如图1所示，车辆可以具有带有主缸1和从动缸2的液压离合器致动系统，该图1是来自us6,742,643b2的图1的副本。

当驾驶员启动离合器踏板3时，杆4使主活塞移动到主缸1中，这使得液压流体在液压管线(line)5中朝向从动缸2流动，其中从动活塞将第二杆6向外移动，第二杆6连接到杠杆7，以使离合器与连接到内燃发动机的曲柄9的飞轮8接合或分离。

发动机的振动(例如，曲柄9上的轴向振动)经由飞轮8、杠杆7、杆6、从动缸2、液压管线5、主缸1、杆4一直被传递返回到离合器踏板3，其中该发动机的振动可以由驾驶员感觉到并且甚至可能引起声学噪音。流体以及管道可以作为用于振动的变压器，其可以由驾驶员在离合器踏板上感觉到。

在本领域中描述适用于离合器释放系统的几个阻尼设备(也称为“振动消除器”或“吸振器”)。

de102009049243a1公开了吸振器，特别是液压吸振器，用于机动车辆离合器的液压致动系统，吸振器具有壳体，壳体的内部空间与液压致动系统的液压线缆(cable)连接。

wo2008/086777a1公开用于抑制在致动离合器的液压路径中的自然共振的设备，其中压力管线在主缸和从动缸之间产生连接，并且该设备作为分支管线包围流体柱。流体柱的频率可以调整到系统中使用的每个驱动马达的激励频率。流体柱的体积用作去激励频率的介质并且可以通过改变流体柱的外壳的长度来改变。

us7,350,354b2公开用于机动车辆离合器的液压致动设备，其包括主缸、从动缸、将主缸与从动缸连接以形成压力空间的液压管线，以及布置在压力空间中用于衰减压力脉冲的阻尼构件。阻尼构件包括连接到主流体通道的连接通道和将流体从主流体通道引导到连接通道中的流体引导件。

us6,742,643b2公开用于在系统的主缸和从动缸之间的液压致动器系统中提供的阻尼器。该阻尼器包括壳体，该壳体包括用于在系统中连接的阻尼器端口和由壳体承载并与壳体协作的隔膜(diaphragm)，以限定在隔膜上方的腔室并与阻尼器端口连通，使得隔膜可以响应于通过系统中的液压流体传递的振动而偏转以实现振动的阻尼。

us5,070,983公开阻尼器，其适于安装在主缸和从动缸之间的离合器液压致动器系统中并且包括壳体、隔膜，所述隔膜被安装在壳体中且其周边相对于壳体固定并且具有构成液压系统的边界壁的第一面，使得隔膜响应于通过系统中的液压流体传递的振动而偏转以实现振动的阻尼。

us2002/0129603a1公开用于减小液压力传递系统中的振动的设备，其具有主缸和通过流体柱与其连接的从动缸。该设备具有壳体和膜，所述膜由其边缘附接到壳体。至少在液压力传递系统的休息状态下，通过弹簧元件沿薄膜上的液压压力方向的反方向抵靠腔室侧支撑表面来按压膜。

kr20130116390描述用于车辆离合器踏板的防振设备。该防振设备包括：当离合器踏板在暂停状态时阻塞流动路径的阀活塞；以及连接到油操作路径的橡胶动态阻尼器。因此，防振设备可以减少在当离合器踏板被操作时的动态状态期间和在当离合器踏板暂停时的静态状态期间产生的振动。

kr1020080051521a涉及用于吸收离合器踏板的振动的阻尼管。为了降低安装成本并减弱不同频率的振动，波纹阻尼单元在液压管中被安装。

us2014/0353098a1公开选择性固定的阻尼器。可锁定的阻尼器包括在缩回位置和相对于管道的延伸位置之间将阀组件与活塞组件一起移动，该移动未由可锁定的阻尼器辅助。

us2002/0129603a1公开用于减小液压力传递系统中的振动的设备。该设备具有壳体和限定腔室的膜，该腔室可以经由连接件与主缸连接并经由进一步的连接件与从动缸连接，使得膜可以由在主缸和从动缸之间的流体柱液压地加压。

然而，发明人在此已认识到，上述减振器在一个以上共振频率处不提供阻尼。此外，由以上参考文献描述的减振器所提供的阻尼特性通过设计被固定，这意味着阻尼器的阻尼行为不是用户可调节的。

技术实现要素：

发明人在此已经认识到以上引用的潜在问题，并且提供至少部分地解决问题的系统和方法。在一个示例中，用于液压离合器致动器系统的减振器包括包含腔室的刚性壳体、入口和出口以及流体地连接入口和出口的通道，以及包括多个叶片的螺旋桨。螺旋桨可旋转地安装在所述腔室中，并且该腔室以流体通过通道的运动引起螺旋桨的旋转的方式与通道流体地连接。减振器进一步包括螺旋扭力弹簧，其以螺旋桨的旋转引起弹簧的卷绕或退绕的方式可操作地连接到所述螺旋桨。

以这种方式，通过由流体运动施加到螺旋桨叶片上的拖拽力(dragforce)吸收高频振动能量并通过扭力弹簧的卷绕和/或退绕吸收低频振动，减振器可以减少振动。进一步地，通过设计可以抑制一个或多个共振频率的减振器，在不同驾驶状态期间经历的振动可以被减少，这进一步改善客户的驾驶舒适性。通过有效地吸收不期望的发动机振动，可以提高发动机性能，这可以进一步导致改善的燃料经济性和发动机效率的总体提高。

因此，不仅在设计时，而且在安装之后，特别是在不必从液压系统中移除阻尼装置的情况下，本文呈现的减振器可以容易地被微调。

应当理解，提供上述总结以便以简化的形式介绍概念的选择，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，其范围由随附权利要求唯一地定义。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或本公开的任何部分中的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出本领域已知的具有布置在主缸和从动缸之间的阻尼器的液压致动器系统。

图2示出根据本公开的包括本发明的阻尼器的液压致动器系统。

图3示出根据本公开的本发明的阻尼器的第一实施例的分解图。

图4示出根据本公开的本发明的阻尼器的第二实施例的分解图。

图5示出图3的阻尼器的3d剖视图。

图6示出在移除盖之后的处于组装状态下的图3的阻尼器的俯视图，并且为了说明的目的，其中密封元件是透明的。

图7是图3的阻尼器壳体的透视俯视图，并且螺旋桨安装在壳体中。

图8是根据本公开的可以在阻尼器的实施例中使用的扭力弹簧的示例。

图9是具有耦连到图2的液压致动器系统的手动变速器的车辆的框图。

具体实施方式

以下描述涉及用于衰减液压致动器系统中的发动机振动的减振器的系统和部件。用于致动机动车辆离合器的液压致动器系统可以包括定位在液压管线内的用于阻尼车辆的发动机振动的图2的减振器。图2的减振器的零件和部件在图3至图8中描述。包括减振器的液压致动器系统可以作为图9中所示的车辆的发动机系统一部分被包括。

在实施例中，本公开公开用于液压离合器致动器系统的减振器，该减振器包括：包括腔室的刚性壳体；入口和出口以及流体地连接入口和出口的通道；包括多个叶片的螺旋桨，该螺旋桨可旋转地安装在所述腔室中；腔室，其以流体通过通道的运动引起螺旋桨旋转的方式与通道流体地连接；螺旋扭力弹簧，其以螺旋桨的旋转引起弹簧卷绕(wind)或退绕(unwind)的方式可操作地连接到所述螺旋桨。

该阻尼器的优点在于，它具有不变形的刚性壳体，并且因此在振动的阻尼中不起重要作用。使用功能上耦连的螺旋桨和弹簧是有利的，因为流体在通道中的运动将引起螺旋桨的旋转，这进而将引起弹簧被卷绕或退绕。这种转动抑制从入口到出口的流体流动的运动，并且反之亦然(取决于离合器踏板是否被压下或释放)。进一步，该布置还抑制在所述流体通道中的振动(例如，源自发动机振动的振动)，所述振动经由液压管线朝向离合器踏板传递。叶片可以都具有相同的形状和尺寸，或者一些叶片可以具有与其它叶片不同的形状、尺寸和取向。这允许在设计阶段微调阻尼特性的几个自由度。

根据本公开的进一步实施例，壳体是具有圆形横截面并具有底表面的圆柱形壳体。

圆柱形壳体的优点在于，叶片与圆柱形壳体的内壁之间的距离是相对恒定的，这允许叶片相距所述壁仅很小间隔的配置，从而产生更大的运动阻力。

根据本公开的进一步实施例，入口和出口经由位于腔室下面的通道连接；并且其中底表面具有提供通往通道的细长狭缝，用于流体地连接通道和腔室。

该实施例的优点在于，除了通过通道的流体运动“拖动(dragalong)”并使存在于腔室中的流体旋转之外，流体可以很大程度上不受阻碍地从入口流动到出口，反之亦然。流体的这种拖动和旋转导致叶片吸收(相对高频率)振动能量，并且弹簧吸收(相对低频率)能量。

根据本公开的另一实施例，底表面是闭合表面；并且入口和出口连接到壳体的侧壁。

该实施例的优点在于，从入口到出口(或反之亦然)流经阻尼器的流体直接而不是间接地有意接触螺旋桨的叶片。根据叶片的形状、尺寸和取向，可以确定与叶片的接触量，并且因此可以确定螺旋桨的旋转程度和弹簧的卷绕程度。

根据本公开的进一步实施例，减振器进一步包括布置在螺旋桨和螺旋扭力弹簧之间的密封元件，用于防止液压液体与弹簧接触及从腔室逸出。减振器可以进一步包括用于提供通往弹簧的可拆卸盖。

密封元件和盖的优点在于，其允许螺旋扭力弹簧容易地被更换(例如在车库里)而没有液压流体泄漏的风险。这允许在生产阶段之后以非常简单的方式对设备的阻尼特性进行微调。这甚至允许根据每个车主的个人偏好微调阻尼特性。

根据本公开的进一步实施例，螺旋桨的多个叶片被配置具有预定义的第一振动共振频率。

当叶片根据具有是最大阻尼频率的第一振动共振频率的预定义阻尼特性来配置(例如，形状、尺寸和/或取向)时是有利的。

根据本公开的进一步实施例，多个叶片至少包括具有预定义的第一振动共振频率的第一组叶片，和具有与第一共振频率不同的预定义的第二振动共振频率的第二组叶片。

该阻尼器的优点在于，它具有两个(或更多个)共振频率，这允许进一步微调阻尼特性。

根据本公开的进一步实施例，本公开还提供用于车辆的液压致动系统，液压致动系统包括：可连接到离合器踏板的主缸；可连接到马达的离合器的从动缸；如上所述的减振器；连接在主缸和减振器的入口之间的第一液压管线；连接在减振器的出口和从动缸之间的第二液压管线。

减振器可以适合于阻尼在此类液压致动系统中的振动，以便将离合器踏板的振动和/或由此产生的声学噪声降低到驾驶员感觉不到的水平。

图2示出根据本公开的液压致动器系统11。液压系统11包括根据本公开的阻尼器12。该系统进一步包括经由第一液压管线14连接到阻尼器装置12的主缸13，所述阻尼器设备12还经由第二液压管线15连接到从动缸16。主缸13可以包括连接到离合器踏板(未示出)的活塞杆(未示出)。在一个示例中，当离合器踏板由车辆操作者(例如，驾驶员)压下时，活塞移动到主缸13中，这进一步引起液压流体从主缸到从动缸16的运动。本公开的焦点是在布置于主缸13和从动缸16之间的阻尼器装置12上。

图3示出根据本公开的阻尼器12的第一实施例的分解图。减振器12包括限定中空的腔室18的刚性壳体17。壳体17具有圆柱形壁并且具有底壁19。在本文中，“刚性”可以被定义为“坚硬的”，意味着壳体17的变形对阻尼特性没有重要影响。阻尼器装置12进一步包括由通道22连接的入口20和出口21(在图3中不可见，但是参见图5)，用于允许液压流体从主缸通到从动缸。

在图3所示的减振器12的实施例中，通道22位于壳体17的底壁19“之下”，但是通道22经由提供在底壁19中的纵向狭缝23与腔室18流体连通，还形成通道22的开口。

根据本公开的方面，减振器12进一步包括可操作地连接到螺旋扭力弹簧25的螺旋桨24。

螺旋桨24通常由金属板(例如不锈钢、铝或铝合金)制成，并且被安装在可旋转的轴26上。螺旋桨24具有多个叶片27，例如八个叶片，但是也可以使用具有小于八个叶片或多于八个叶片的螺旋桨。

螺旋扭力弹簧25以螺旋桨24的旋转使得弹簧卷绕(当沿第一方向旋转时)或退绕(当沿相反方向旋转时)的方式功能地连接到螺旋桨24。由于离合器踏板被压下，通道22中的液压流体的大运动将导致螺旋桨24的旋转，这进而导致能量被储存在弹簧25中。由于离合器踏板被释放，通道22中的液压流体的大运动还将导致螺旋桨24的旋转，但是在相反的方向上，并且将导致能量从弹簧25释放。此外，当螺旋桨24旋转时，由于摩擦损失能量将由弹簧25吸收。

由于马达振动，即使当离合器踏板静止时，液压流体的小运动也将导致螺旋桨叶片27的小运动，但是该振动能量将主要以以下方式中的一种或多种来消散：通过使叶片弯曲、腔室18中的液压流体的湍流运动，以及通过弹簧25消散能量。

阻尼器装置12进一步包括密封元件28，该密封元件28固定地安装在螺旋桨24之上、壳体17的内部。在图3的示例中，密封元件28具有环形形状。

图3所示的阻尼器装置12进一步包括轴承29，例如滚珠轴承，用于保持在其上安装有螺旋桨24的可旋转轴26。轴26具有在轴承29的顶部上延伸的上端。该上端连接到螺旋扭力弹簧25的一端30。螺旋扭力弹簧25的另一端31连接到环形密封元件28上的突出部32。

密封元件28和轴承29被布置成使得液压流体不能从壳体17逸出。

壳体17通过盖33在上侧上被封闭，例如以避免灰尘。盖33可以由塑料材料制成，盖33被夹紧抵靠壳体17的内表面。替代地，盖33可以由金属材料制成，该盖具有螺纹部分，用于接合壳体17的对应的螺纹部分，但是也可以使用其它材料或连接机构(例如，基于凹槽和凸缘)。

注意的是，该封闭不需要是液压流体的密封，并且即使没有该盖33，阻尼器13仍将工作。实际上，根据本公开的方面，盖33可以在现场例如在车库中被移除，并且现有的螺旋扭力弹簧25可以由具有不同特性(例如由不同的材料制成、具有更大或更小的厚度、更大或更小的直径、更大或更小的高度、更少或更多的线圈等)的另一扭力弹簧代替。以这种方式，阻尼器装置13的阻尼特性可以在生产阶段很久以后被微调到具体客户。阻尼器刚度的简单调谐(tuning)允许根据实际振动(例如，振动类型、频率和振幅)来改变阻尼器。假设特定客户对特定频率范围内(例如，在0.5hz至50hz的频率范围内)的振动敏感，则可以容易地安装用于阻尼这些特定频率的合适的弹簧25。

密封元件28确保在弹簧25的此更换期间没有液压流体或没有大量的液压流体可以从液压系统逸出。

图4示出根据本公开的阻尼器34的第二实施例的分解图。

该阻尼器装置34与图3所示的阻尼器装置12之间的主要结构差异在于，入口20和出口21连接到壳体17的侧壁(而不是底部之下的通道22)，并且腔室18流体地连接入口20和出口21。

图4所示的装置34和图3所示的装置12之间的主要行为差异在于，液压流体的流动现在完全通过腔室17，这允许对螺旋桨24的旋转产生更大的影响。影响量可以通过选择螺旋桨叶片27的合适的形状和尺寸以及取向来确定。

换句话说，图3和图4的装置工作如下：

螺旋桨叶片27用作第一级阻尼器；液压流体和螺旋桨叶片27之间的每个接触都吸收能量，因此从动缸16(参见图2)和主缸13之间的振动能量将被减少。

在流体流的返回(当释放离合器踏板时，从从动缸16到主缸13)期间，螺旋弹簧25可以例如当其退绕时通过释放剩余的储存能量来对踏板作用力特性产生积极的影响。因此，特别是在寒冷的天气期间，踏板返回能力的忧虑可以被消除。

与其他类型(螺旋形、圆锥形、叶片式等)的弹簧相比，螺旋扭力弹簧的使用在包装方面具有几何优点。

一旦在液压流体内有运动，螺旋桨24就可以旋转并挤压/松开螺旋扭力弹簧25。因此，阻尼器12、34将不仅当离合器踏板被压下或释放时起作用，而且当即使踏板静止也有来自发动机侧的压力波(由发动机振动引起)时也起作用。

壳体17和密封元件28限定腔室18，腔室18经由第一液压管线14(参见图2)与主缸13连接并且经由第二液压管线15与从动缸16连接，使得弹簧25可以通过流体柱在主缸13和从动缸16之间的运动被液压地卷绕或退绕。

根据本公开，至少在液压力传递系统的休息状态下，通过弹簧25沿与螺旋桨叶片24上的液压压力方向相反的方向抵靠腔室侧支撑表面，螺旋桨24旋转。根据流动方向(按压或释放离合器踏板)，螺旋桨24将旋转并且将卷绕或退绕螺旋扭力弹簧。

当离合器踏板被压下时，流体将进入腔室18并首先挤压螺旋桨，直到压力水平达到与从动缸侧的压力水平相同的压力水平。根据弹簧特性(最大允许扭矩、线圈数量、材料厚度等)可以设置折旧水平，并且一旦阻尼器已达到更高水平，流体就开始克服在从动缸侧上的力。

该装置可以进一步包括用于防止螺旋桨24沿相反方向旋转的致动机构。只要离合器踏板被压下，正的液压压力就不允许此相反运动。直到离合器踏板被释放，压力被施加在螺旋桨叶片27上。可以选择叶片27的轮廓来影响流动路由。

阻尼器还吸收振动能量，因为螺旋桨24的运动被转换为弹簧的压缩/减压(decompression)，并且弹簧以类似于膜和弹簧组合的方式通过摩擦损失来吸收该能量中的一些。

图5示出图3的阻尼器12的3d剖视图，示出通道22在入口20和出口21之间的相对位置。通道22位于壳体17的底表面19之下，但是经由细长狭缝(在图5中不可见，但是在图3和图7中可见)流体地连接到腔室18。螺旋桨的两个叶片27被示出。螺旋桨24安装在可旋转轴26上，可旋转轴26可以安装在从底部19突出的风眼(pen)上。轴承29围绕轴26布置。环形密封元件28围绕轴承29并且防止液压流体离开腔室18。轴26突出于环形密封元件28的顶部，并且连接到螺旋扭力弹簧25的一端。扭力弹簧31的第二端31(在图5中不可见，但是参见图3)接合密封元件28的突出部32。如果需要，这允许在现场容易地更换弹簧25。盖33例如橡胶盖或金属盖33封闭壳体17，但是由于液压流体不能通过轴承29和密封元件28，它不能到达弹簧25。因此，盖33不需要用o形环等封闭，尽管其可以用o形环等封闭。

图6示出在移除盖33之后的在组装状态中的图3的阻尼器的俯视图，并且为了说明的目的，其中的密封元件28是透明的。该图示出通道22相对于壳体17偏心地被定位。该图还示出叶片27相对于通道22并相对于弹簧25的相对位置。

图7是在螺旋桨24插入腔室之后的图3所示的阻尼器12的壳体17的透视图。可见的是在通道22(在图3中描述)之间形成开口35的细长狭缝23(在图3中描述)，通道22位于入口20和出口21之间。

图8是如可以在图3的阻尼器装置12中和图4的阻尼器装置34中使用的螺旋扭力弹簧25的示例。因此，可以通过另一弹簧相对容易地更换弹簧25以微调装置的振动频率特性。

参考图9，示出车辆发动机系统900。车辆发动机系统900包括内燃发动机100、离合器110和变速器150。离合器110经由曲轴40和变速器150(经由涡轮轴107)选择性地耦连发动机100，以将来自发动机100的驱动扭矩传递到变速器150以驱动车辆。

在图9的示例中，变速器150是具有多个可选齿轮(未示出)的手动变速器，所述可选齿轮可以以不同的比率选择性地接合以经由离合器110增加或减少车辆的旋转速度。

离合器110可以由液压致动器系统(诸如图2描述的液压致动器系统)来控制，液压致动器系统被配置为选择性地操作与各种齿轮相关联的离合器。液压致动器系统将液压流体引导到离合器系统并从离合器系统引导液压流体，以便离合器与连接到曲轴40的飞轮(未示出)接合或分离。此外，减振器120(类似于图2至图4中的减振器12或34)可以耦连到离合器110的液压致动器系统的液压管线。

变速器15可以进一步经由轮轴210(axle)耦连到轮胎190。轮胎190联接车辆(未示出)到路面230。虽然可以使用各种车辆配置，但是在一个示例中，发动机是单独的动力源，并且因此车辆不是混合电能的(hybrid-electric)、插电式混合动力的(hybrid-plug-in)等。在其他实施例中，该方法可以并入混合动力车辆中。

在实施例中，根据本公开的减振器可以用于车辆的液压致动系统。

应当注意，下面描述中列出的各个特征可以以任何技术上有意义的方式彼此组合并且示出本公开的进一步的实施例。本公开的描述特别地结合附图被附加地表征和指定。

以这种方式，发动机产生的振动可以由本发明的减振器衰减。此外，减振器的振幅和振动频率范围可以根据用户偏好容易地被调整。经由减振器衰减发动机系统中的振动的技术效果在于，减少不期望的nvh相关问题，并且因此使得能够提高发动机性能。

应注意，本文中包括的示例控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件组合的控制器的控制系统来执行。本文中描述的特定例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以按照所示的顺序执行，并行执行或在某些情况下被省略。同样地，实现本文所描述的示例实施例的特征和优点不一定要求处理的顺序，而是为了便于说明和描述而提供处理的顺序。根据所使用的特定策略，可以重复地执行所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过执行包括与电子控制器组合的各种发动机硬件部件的系统中的指令来执行。

将认识到，本文公开的配置和例程在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性能的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别地指出被认为是新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或其等同物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或性能的其他组合和子组合可以通过修改本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。此类权利要求，无论与原始权利要求相比更宽、更窄、相等或不同的范围，都被认为包括在本公开的主题内。