一种汽车用液力缓冲器的制作方法

本发明涉及缓冲器技术领域，具体涉及一种汽车用液力缓冲器。

背景技术：

想要增加汽车乘坐的舒适度，汽车减震器则是汽车发展中不可或缺的零件。汽车悬架系统中广泛采用液力减震器。其原理是，当车架与车桥做往复相对运动而活塞在减震器的缸筒内往复移动时，减震器壳体内的油液便反复地从内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。此时，液体与内壁的摩擦及液体分子的内摩擦便形成对振动的阻尼力。

在一般情况下，弹簧受到外力的挤压时，会往力的方向进行回击，而当外部的作用力消失了以后，弹簧就会立马回复原状，这时车身由于受到惯性的影响，车体会发生一定程度的抖动，如果没有阻尼在其中发挥作用，汽车每当碾压了石子以后，都会发生较大幅度的波动，会使驾驶者和乘坐者产生较大的不适。阻尼的作用是放缓弹簧的压缩和回收的速率，将快速的回收效果慢慢降低，从而使弹簧在返回时不会产生很大的冲击力，并通过层层减弱的方法来让人逐渐的适应。

技术实现要素：

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种汽车用液力缓冲器，提高该缓冲器的减震效果，降低弹簧往返时产生的冲击力，提高舒适性，同时通过阻尼单元结构的设计，对油的流动进行缓冲，使得油的流动更加稳定，进而提高阻尼的稳定性，降低油流动不稳而导致的振动。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种汽车用液力缓冲器，包括管体，所述管体内设置有能够往复运动的活塞，所述活塞与所述管体动密封，所述活塞上固定有活塞杆并延伸至所述管体之外，所述活塞与所述管体的底部之间设置弹簧，所述活塞抵紧在所述弹簧的一端，当所述活塞杆未受到外部冲击力时，所述活塞抵紧固定在所述管体内的轴承上，当所述活塞进行往复运动时，所述活塞与所述轴承之间形成回油腔，所述弹簧所处的空间为进油腔；所述管体内设置有阻尼单元，所述阻尼单元内嵌在所述活塞上，且与所述活塞动密封，对应的所述活塞上开设有供其往复运动的位移空间，该位移空间与所述回油腔相通，所述阻尼单元上开设有与所述位移空间相通的进油孔；

所述阻尼单元包括固定在所述管体内的底座，所述底座上固定有圆柱状的套体，所述套体上固定有与其同轴的延伸套，并与所述活塞动密封；

所述套体内嵌有芯体，所述芯体呈一端扩口、另一端收口的锥状，对应的所述套体的中心开设有供所述芯体置入的锥孔，所述锥孔为贯穿孔，所述芯体与所述锥孔的内壁之间具有间隙，所述套体的侧壁上开设有若干个沿周向均匀分布的上所述进油孔，且所述进油孔与该间隙相通，所述进油孔的轴线穿过与所述芯体的轴线并与其相交；

所述芯体相对于所述套体具有沿着所述管体的轴线周向转动的自由度。

优选地，所述芯体的扩口端通过所述轴承转动设置在所述底座内，所述芯体的收口端固定有与其同轴线的延伸轴，所述延伸轴上嵌套有固定在所述活塞上的导向套；

所述延伸轴的外周壁上开设有若干个沿周向均匀分布的螺旋槽，所述螺旋槽对应的螺旋线的圈数小于0.5圈，且所述螺旋槽靠近所述导向套的端部贯穿至所述延伸轴靠近所述导向套的端部；所述导向套的内壁上固定设置有与这些所述螺旋槽一一对应的导向凸起，所述导向凸起能够在所述螺旋槽内移动；

当所述活塞往复运动时，所述延伸轴在所述螺旋槽与所述导向凸起的配合下，能够相对于所述管体的轴线周向转动。

优选地，所述导向凸起为滚珠。

优选地，所述套体包括嵌套在一起的外套和内套，且所述外套与所述内套密封，所述内套的外周壁上开设有一圈环槽，所述外套与所述内套的外壁上均开设有所述进油孔，位于所述外套上的进油孔与位于所述内套上的进油孔错位排列，且均与所述环槽相通。

优选地，所述延伸套与所述外套相固定，且所述外套的外径与所述延伸套的外径相同。

优选地，所述环槽的横截面呈一端扩口、另一端收口的锥状，且该扩口靠近所述管体的轴线，该收口远离所述管体的轴线。

优选地，所述活塞上开设有若干个均匀分布的出油孔，所述位移空间通过所述出油孔与所述回油腔相连通。

优选地，所述活塞上还开设有若干个单向阀孔，所述单向阀孔的一端与其中一部分所述出油孔相贯通，所述单向阀孔的另一端与所述进油腔相连通；

所述单向阀孔内设置单向阀，当所述活塞朝向所述进油腔位移时，所述单向阀闭合，当所述活塞朝向所述回油腔位移时，所述单向阀打开。

优选地，所述轴承上开设有供蓄压海绵置入的环形空间，该环形空间与所述进油腔相通；所述轴承与所述活塞杆之间还设置油封，所述轴承上固定有封盖；

所述活塞杆的端部固定有受撞头，所述受撞头上固定有消音套。

优选地，所述管体的底部固定有后盖，所述后盖上开设有与所述进油腔相通的注油孔。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过阻尼单元的设置，能够放缓弹簧的压缩和回收的速率，将快速的压缩和回收效果慢慢降低，从而使弹簧在压缩和返回时不会产生很大的冲击力，提高舒适性；

(2)本发明的阻尼单元通过径向进油的方式，当油流向具有锥形结构的芯体时，能够使得油作用在一个斜面上，相当于油对芯体的斜面产生一个作用力，通过芯体具有的斜面作用，该斜面能够对油产生与其运动方向相反的分力，进而降低其冲击力，使得油流动的更稳定，进而降低了油流动不稳定而带来的振动，此为第一种缓冲；

(3)本发明的阻尼单元内的芯体具有周向转动的自由度，使得芯体能够产生旋转，进而当活塞往复运动时，油在接触到芯体后，受于芯体的转动，使得芯体对油产生一个切向力，进而使得油也具有了周向转动的趋势，进而降低了油朝回油腔或者进油腔流动时的冲击力，此为第二种缓冲；

(4)本发明的套体采用外套和内套的结构，并在内套上设置横截面呈一端扩口、另一端收口的环槽，与呈周向均布的进油孔相结合，形成环形的圆周进油，也进一步的降低了油进入时的冲击力，使得油更能平稳的在阻尼单元内流动，此为第三种缓冲；

(5)本发明阻尼单元的三种缓冲，使得油流入时的减压缓冲的设计，使油流动的压力更稳定，进而降低油流动过程中的冲击力，提高阻尼的稳定性，降低油流动不稳而导致的振动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的一种汽车用油压缓冲器的剖视图；

图2为实施例2中阻尼单元的主视图；

图3为图2的爆炸图；

图4为图2的俯视图；

图5为图4中a-a向的剖视图；

图6为导向套的局部剖视图；

图7为图5中b部的放大图；

图8为芯体的另一种结构示意图；

图9为弹簧压缩活塞下移时，油和芯体的受力分析；

图10为弹簧恢复活塞上移时，油和芯体的受力分析；

图11为螺旋槽对应的螺旋线投影形成的圆弧。

附图标记说明：

1-管体、2-活塞、21-回油孔、22-单向阀孔、23-导向套、231-滚珠；

30-套体、31-底座、32-内套、321-环槽、33-外套、34-芯体、341-延伸轴、3411-螺旋槽、35-延伸套、301-进油孔、302-固定孔；

4-弹簧、5-活塞杆、51-受撞头、52-消音套、6-轴承、7-后盖、71-注油孔、8-蓄压海绵、9-油封、91-封盖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

如图1所示，本发明提供了一种汽车用液力缓冲器，包括管体1，管体1内设置有能够往复运动的活塞2，活塞2与管体1动密封，活塞2上固定有活塞杆5并延伸至管体1之外，在活塞杆5延伸出的端部上固定有受撞头51，受撞头51上固定有消音套52；

活塞2与管体1的底部之间设置弹簧4，活塞2抵紧在弹簧4的一端，当活塞杆5未受到外部冲击力时，活塞2抵紧固定在管体1内的轴承6上，当活塞3进行往复运动时，活塞3与轴承6之间形成回油腔，弹簧4所处的空间为进油腔；弹簧4在该缓冲器安装完成后，需具有一定的预紧力，即弹簧4处于一定的压缩状态，其可参照现有的缓冲器内的弹簧预紧力；

在管体1的底部固定有后盖7，后盖7上开设有与进油腔相通的注油孔71，用于加注油；另外在轴承6上开设有供蓄压海绵8置入的环形空间，该环形空间与回油腔相通；轴承6与活塞杆5之间还设置油封9，轴承6上固定有封盖91；上述结构与现有的缓冲器结构类似，即在管体1的后盖7上设置注油孔71，在轴承6上设置蓄压海绵8和油封9等结构。

实施例1：

结合图1所示，在本发明的方案中，管体1内设置有阻尼单元，阻尼单元包括固定在管体1内的底座31，底座31上固定有圆柱状的套体30，套体30上固定有与其同轴的延伸套35，并与活塞2动密封，即在活塞2的往复运动行程中，活塞2只与延伸套35动密封；阻尼单元内嵌在活塞2上，对应的活塞2上开设有供其往复运动的位移空间，该位移空间与回油腔相通，在套体30的侧壁上开设有若干个沿周向均匀分布的进油孔301，即在图1的剖视图中，活塞2呈u型结构；

套体30内嵌有芯体34，芯体34呈一端扩口、另一端收口的锥状，对应的套体30的中心开设有供芯体34置入的锥孔，锥孔为贯穿孔，且为圆台孔，即将套体30贯穿，芯体34与锥孔的内壁之间具有间隙(如图7中k所示)，且进油孔301与该间隙相通，进油孔301的轴线穿过与芯体34的轴线并与其相交；具体的对于芯体34的锥状结构，在本实施例中其可采用两种形式，即：

其一：如图1的剖视图所示，芯体34的横截面呈等腰梯形结构，即芯体34的外周壁倾斜，其相当于圆台体的外周壁；

其二：如图8所示，其外周壁呈内凹的弧形结构，图中虚线为第一种芯体34的外周壁；

对于上述的两种结构都能够使得芯体34具有斜面的结构，只是存在的区别是，第一种的斜面的斜率是固定的，第二种的斜面的斜率是可变的，进而可通过斜率的可变性，使得芯体34的斜面对油产生的力的分解会产生不同的效果，具体的如下述针对该力的具体描述。

在本实施例中，芯体34相对于套体30具有沿着管体1的轴线周向转动的自由度，即芯体34可在底座31上进行转动，具体的：

如图1和图5所示，为了实现芯体34的周向转动，芯体34的扩口端通过轴承转动设置在底座31内，芯体34的收口端固定有与其同轴线的延伸轴341，延伸轴341上嵌套有固定在活塞2上的导向套23；

延伸轴341的外周壁上开设有若干个沿周向均匀分布的螺旋槽3411，螺旋槽3411对应的螺旋线的圈数小于0.5圈，且螺旋槽靠近导向套的端部贯穿至延伸轴靠近导向套的端部；其中，如图11所示，圈数决定螺旋槽3411对应的螺旋线投影圆弧对应圆心角的大小，通过合理的设置圈数和螺距即可使得螺旋槽3411的螺旋趋于平缓，避免延伸轴341在转动时产生较大轴向阻力(即自锁)，当圈数确定后，增加螺距能够使得螺旋槽3411越趋近于直线，当螺距确定后，缩小圈数能够使得螺旋槽3411越趋近于直线；

导向套23的内壁上固定设置有与这些螺旋槽3411一一对应的导向凸起，导向凸起能够在螺旋槽内移动；为进一步降低摩擦，如图6，导向凸为滚珠231，其中图6中的虚线为在图1状态时，延伸轴341的端部；

螺旋槽3411与导向凸起的配合，当活塞2朝向进油腔位移时，延伸轴341在螺旋槽3411与导向凸起的配合下，能够相对于管体1的轴线周向转动；为了考虑到芯体34转动的稳定性，在其扩口端延伸出一端圆柱体，其上过盈配合一双列圆锥滚子轴承，该轴承的外圈与底座31也过盈配合，同时该轴承能承受轴向力，另外需要注意的是，过盈配合的力能够远远的大于芯体34转动时产生的轴向力，以保证芯体34不会从底座31上脱离。

进一步的，结合图1，为实现位移空间与回油腔的相通，活塞2上开设有若干个均匀分布的回油孔21，位移空间通过回油孔21与回油腔相连通；其中回油孔21为两组，第一组直接开设在位移空间的顶壁上，第二组开设在位移空间的侧壁上，由于对油的主要缓冲集中在阻尼单元上，因此不需要回油孔21再进行缓冲，多个回油孔21的设置便于油更好的流入回油腔；

此外，考虑到缓冲器在回程上的速度一般要较快些，由于芯体34不具有轴向位移的自由度，在回程时芯体34与锥孔之间的间隙是不变的，因此回油速度会相对较慢些，为了进一步提高回油速度，在活塞2上还开设有若干个单向阀孔22，单向阀孔22的一端与第二组回油孔21相贯通，单向阀孔22的另一端与进油腔相连通；在单向阀孔22内设置单向阀，当活塞2朝向进油腔位移时，单向阀闭合，当活塞2朝向回油腔位移时，单向阀打开；在此状态中，回油有两路，其中一路通过第二组回油孔21流入进油腔，另一组通过阻尼单元流入进油腔，同样的也将油的流动进行分解，提高了回油时油的平稳性，但是由于单向阀的加入，使得回油的速度加快，但阻尼效果要低于进油时的效果。

实施例2：

在本实施例中，其与实施例1的区别仅在于套体30采用外套33和内套32的嵌套方式组成，具体的：

如图3和图5所示，套体30包括嵌套在一起的外套33和内套32，且外套33与内套32密封，并固定在一起，在外套33的外壁上开设有若干个均匀分别的固定孔302，该固定孔302为沉孔，对应在内套32上开设有盲孔，该盲孔为螺纹孔，进而通过螺栓实现固定；

内套32的外周壁上开设有一圈环槽321，对应则在外套33和内套32的外壁上均开设有进油孔301，其中位于外套33上的进油孔301与位于内套32上的进油孔301错位排列，即二者不同轴，且均与环槽321相通，但是为了方便在同一个图中同时看到外套33和内套32上的进油孔301，在图5中使用虚线表示出了外套33的进油孔301，实际上，图5中的外套33的进油孔301是看不到的；

其中，环槽321的横截面呈一端扩口、另一端收口的锥状，该结构扩充了环槽321的容置空间，且该扩口靠近管体1的轴线，该收口远离管体1的轴线；其中延伸套35与外套33相固定，且外套33的外径与延伸套35的外径相同；

环槽321的该种结构与呈周向均布的进油孔301相结合，当油进入时，形成环形的圆周进油方式，并结合缓冲器一般都是竖直放置的方式，利用环槽321的横截面呈一端扩口、另一端收口的锥状结构，当油受到冲击产生急流时，一方面环形的进油能分散一部分油，另一方面锥状的结构形成的容置空间能够在其两侧形成类似缓冲囊的作用，进而使得油的流动更加平稳。

针对上述实施例，为了更清楚的表面本发明的技术方案，如图9和图10所示，针对芯体34具有的斜面和油进行了简单的受力分析(不考虑油自重的情况下)，该斜面为圆台体的外周壁，具体的如下：

如图9所示，当活塞2受冲击后，油会产生一个流动，并水平指向芯体34，在此可简单的将油拟化成一个质点，其对芯体34的作用力集合成一个水平指向芯体34的力f1，此时的f1是作用在芯体34上，即芯体34受到一个力f1；

而对于油的受力来说，根据作用力与反作用力，当油拟化呈一个质点后，该质点将受到f1的反作用力f1’的作用，对f1’进行分解，可分成一个沿着芯体34斜面方向的分力f11和一个垂直于斜面的分力f12，因此可以看出，油受到了一个与流向回油腔方向相反的一个力f11，进而使得油具有的流向得到分解，从而降低油的冲击力；最终形成第一种缓冲效果；

同时，在活塞2下移的过程中，由于螺旋槽3411的作用，芯体34还会产生周向转动，使得芯体34对油产生一个切向力，进而使得油也具有了周向转动的趋势，降低油朝回油腔流动时的冲击力，形成第二种缓冲。

如图9所示，当活塞2受冲击后外力撤销后，活塞2在弹簧4的作用下快速回程，回油腔的油流入进油腔，此时芯体34的倾斜面也会受到油的作用，此时将油拟化呈质点后，芯体34的斜面产生一个竖直向下力f1，进而能在芯体34上产生一个轴向力，但由于芯体34并不具有轴向位移的自由度，因此也无法推动芯体34轴向运动，芯体34的与锥孔的内壁之间的间隙也无法得到扩展，因此在回程时的回油速度相对较低，进而增设了单向阀以此提高；但根据作用力与反作用力，斜面本身对油具有一个与其流向相反的力f1’，该力可分成一个沿着芯体34斜面方向的分力f11’，因此可以看出，油受到了一个与流向进油腔方向相反的一个力f11’，依然能够对油产生一定的阻碍，降低其冲击力，最终形成第一种缓冲效果；

同时，在活塞上移回程的过程中，由于螺旋槽3411的作用，芯体34也会产生周向转动，使得芯体34对油产生一个切向力，进而使得油也具有了周向转动的趋势，降低油朝进油腔流动时的冲击力，形成第二种缓冲。

另外当芯体34外周壁呈内凹的弧形结构时，其受力同上，区别在与斜率的不同导致力的方向和大小产生一定的不同，具体的再此不做详述。

综上可以看出，在当活塞2受冲击后，芯体34具有的倾斜面和环槽321的相互配合能够形成第一种缓冲和第三种缓冲，并结合芯体34周向转动的自由度形成第二种缓冲，进而降低油流动时的冲击力，提高阻尼的稳定性，降低油流动不稳而导致的振动；

在当活塞2受冲击后外力撤销后，活塞2在弹簧4的作用下快速回程的过程中，芯体34的周向转动的自由度和其具有的斜面相结合，能够形成第二种缓冲和第一种缓冲，进而降低油流动时的冲击力，提高阻尼的稳定性，降低油流动不稳而导致的振动；并在活塞上增设单向阀，以提高回程时的回油速度。

使用时，本发明的缓冲器现有的缓冲器安装方式相同，需要注意的是，本发明的缓冲器在实际制造时要合理设置好弹簧4的压缩距离、位移空间的距离、延伸轴341与导向套23之间的位移距离以及延伸套35的长度四者之间的配合，即在达到弹簧4的压缩极限时，位移空间还存在使得延伸套35不与活塞2的顶壁接触，同时延伸轴341在导向套23内还具有一定的位移空间使其不能抵在活塞2上，并且滚珠231也位于螺旋槽3411内，同时活塞2也不与延伸套35的外周壁相脱离；此外在该缓冲器的初始状态中(即图1所示)，活塞2至少要有一部分与延伸套35相接触，并且滚珠231也要位于螺旋槽3411内。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。