一种油气扭转弹簧的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及减振器领域，特别涉及到一种油气扭转弹簧
【背景技术】
[0002]目前的扭转弹簧大多为机械式扭杆弹簧和螺旋扭转弹簧。传统扭转弹簧的刚度通常为线性刚度，并且不可调；阻尼系数不确定，不能有效衰减振动；同时传统扭转弹簧均为全机械式扭转弹簧，运行过程中容易产生噪声。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种可实现非线性扭转刚度与阻尼系数自动调整、可降低振动噪声、且能够以任意角度安装、适应性更强的油气扭转弹簧。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0005]一种油气扭转弹簧，其特征在于:包括缸筒(4)和设于缸筒(4)中心并可相对缸筒(4)旋转的扭转轴(2)，所述缸筒(4)内壁与扭转轴(2)外壁之间形成密闭的环形腔，所述环形腔沿圆周方向依次分隔为第一气室(5a)、第二气室(5b)和第一油室(8a)、第二油室(Sb);所述第一气室(5a)、第二气室(5b)之间通过固接于缸筒(4)内壁的固定挡板分隔且互不相通，所述第一油室(8a)、第二油室(Sb)之间通过固接于扭转轴(2)上的摆臂分隔并通过开设于摆臂(10)上的阻尼孔(11)连通，所述摆臂可随扭转轴(2)的转动而摆动；所述第一浮动活塞(6a)，位于第一气室(5a)与第一油室(8a)之间，将两者完全分开，可随第一气室(5a)与第一油室(8a)之间的压力差的变化而沿环形腔的圆周方向浮动；所述第二浮动活塞(6b)，位于第二气室(5b)与第二油室(Sb)之间，将两者完全分开，可随第二气室(5b)与第二油室(Sb)之间的压力差的变化而沿环形腔的圆周方向浮动。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进:
[0007]所述第一浮动活塞^a)、第二浮动活塞^b)的两个接触端面分别为与缸筒(4)内壁和扭转轴(2)外壁适配的圆弧面。
[0008]第一气室(5a)、第二气室(5b)相对于缸筒(4)内壁的固定挡板呈对称分布，第一油室(8a)、第二油室(Sb)相对于扭转轴摆臂(10)呈对称分布。
[0009]所述缸筒(4)底部中心设有中心轴(14)，所述扭转轴(2)的一端设有沉孔并通过沉孔同轴地套接于中心轴(14)上。
[0010]所述缸筒(4)底部开设有用于向第一气室(5a)、第二气室(5b)充填惰性气体的第一充气孔(15a)、第二充气孔(15b)和用于向第一油室(8a)、第二油室(8b)充填液压油的第一充油孔(16a)、第二充油孔(16b)。
[0011]所述缸筒(4)通过端盖⑴封闭，所述端盖⑴中心开设有供扭转轴(2)穿出的通孔。
[0012]所述第一浮动活塞(6a)、第二浮动活塞(6b)分别与缸筒(4)内壁、扭转轴(2)外壁、缸筒⑷底部和端盖⑴之间通过方形的第一浮动活塞密封环(7a)、第二浮动活塞密封环(7b)进行密封，所述第一浮动活塞(6a)、第二浮动活塞^b)的四周边缘分别开设有用于安装浮动活塞密封环的安装槽。。
[0013]所述扭转轴摆臂(10)与缸筒(4)内壁、缸筒⑷底部、端盖⑴之间通过U形的摆臂密封圈(9)进行密封，所述摆臂的外侧边缘开设有用于安装摆臂密封圈(9)的安装槽。
[0014]所述端盖(I)与缸筒(4)之间通过缸筒垫圈(13)进行密封，所述端盖(I)与扭转轴(2)之间通过端盖密封圈(17)进行密封，所述端盖通孔中间开有用于安装密封圈(17)的圆周安装槽；所述扭转轴(2)与缸筒(I)之间通过扭转轴密封圈(12)进行密封。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0016]本发明的油气扭转弹簧，当扭转轴(2)与缸筒(4)之间发生相对转动时，两个油室的容积将发生变化，其中容积变小的油室里的液压油受压而通过阻尼孔(11)进入另一个容积变大的油室，液压油通过阻尼孔(11)时产生阻尼力，从而实现扭转弹簧对振动的衰减；同时，由于相邻气室与油室之间的压力不再平衡，压力差将推动浮动活塞(6)绕缸筒(4)中心作圆周运动，进而使得两个气室容积发生改变，气室内的惰性气体压缩与膨胀，产生非线性的刚度力，从而实现扭转弹簧对振动的缓冲作用。因此，本发明的油气扭转弹簧具有非线性的扭转刚度和阻尼特性，能够跟随扭转轴(2)的运动情况实现扭转刚度和阻尼系数的自动调整，从而有效地缓冲和衰减扭转振动，减振噪声小。由于相邻的气室与油室互不相通，不用担心油气互窜，因此本油气扭转弹簧能够以任意空间角度进行安装布置，可适应各种场合，适应性非常强。同时，通过调节气压、更改阻尼孔形式，即可实现不同的减振需求，易于实现产品系列化。
【附图说明】
[0017]图1是油气扭转弹簧的整体效果图
[0018]图2是油气扭转弹簧的内部效果图
[0019]图3是扭转轴效果图
[0020]图4是扭转轴摆臂密封圈效果图
[0021]图5是浮动活塞效果图
[0022]图6是浮动活塞密封圈效果图
[0023]图7是缸筒效果图
[0024]图8是缸筒垫圈效果图
[0025]图9是扭转轴密封圈效果图
[0026]图10是端盖效果图
[0027]图11是端盖密封圈效果图
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，应当指出，本发明的保护范围并不仅局限于下述实施例，在不脱离本发明原理的前提下，对本发明所作出的任何改进和润饰，均应视为本发明的保护范围。
[0029]参见图1、图2，本发明公开了一种油气扭转弹簧，包括缸筒(4)、扭转轴(2)、浮动活塞(6)和端盖(I)。所述缸筒(4)为圆柱形，并设计有缸筒中心轴(14)，扭转轴(2) —端为沉孔设计，一端为扭转轴摆臂(10)，摆臂上开有阻尼孔(11)，并通过沉孔同轴地安装在缸筒⑷内，将缸筒⑷分为对称的两部分。浮动活塞(6)对称的安装在缸筒⑷内，将缸筒(4)分为第一气室(5a)、第二气室(5b)和第一油室(8a)、第二油室(8b)。端盖(I)穿过缸筒中心轴(14)通过螺栓(3)与缸筒(4)连接。
[0030]参见图3、图4，本实施例中，扭转轴摆臂(10)上留有阻尼孔(11)，并装有扭转轴摆臂密封圈(9)，油液只能通过阻尼孔(11)由一个油室进入另一个油室。
[0031]参见图5、图6，本实施例中，浮动活塞(6a)、(6b)装有密封环(7a)、(7b)，浮动活塞(6a)、^b)分别与缸筒(4)和扭转轴(2)接触的两个端面为圆弧形。
[0032]参见图7、图8、图9，本实施例中，缸筒(4)底部中间设有密封槽，通过扭转轴密封圈(12)使得扭转轴(2)与缸筒(4)有相对转动时，两个气室(5)能够完全分开。缸筒(4)底部留有第一充气孔(15a)、第二充气孔(15b)和第一充油孔(16a)、第二充油孔(16b)。油气扭转弹簧安装好时，同时分别从两个充油孔中充入等量的油液，充完油液后再分别充入相同、适量的稀有气体(一般是氮气)。
[0033]参见图10、图11，本实施例中，端盖⑴中部与扭转轴⑵接触的地方，通过端盖密封圈(17)进行密封，可有效隔绝与外界的连接，保证了油气弹簧良好的气密性。端盖(I)与缸筒(4)结合处采用阶梯状配合，并在结合处使用缸筒垫圈(13)密封。
【主权项】
1.一种油气扭转弹簧，包括缸筒(4)、扭转轴(2)、浮动活塞(6)和端盖(I)，其特征在于: 所述缸筒(4)内壁与扭转轴(2)外壁之间形成密闭的环形腔，环形腔沿圆周方向依次分隔为第一气室(5a)、第二气室(5b)和第一油室(8a)、第二油室(8b);所述第一气室(5a)、第二气室(5b)之间通过固接于缸筒(4)内壁的固定挡板分隔且互不相通；所述第一油室(8a)、第二油室(Sb)之间通过固接于扭转轴(2)上的摆臂(10)分隔并通过开设于摆臂(10)上的阻尼孔(11)连通；所述摆臂(10)可随扭转轴(2)的转动而摆动；所述第一气室(5a)与第一油室(8a)之间通过第一浮动活塞(6a)分隔且互不相通，所述第二气室(5b)与第二油室(8b)之间通过第二浮动活塞^b)分隔且互不相通；所述浮动活塞(6)可随相邻气室与油室之间的压力差的变化而沿环形腔的圆周方向浮动。2.根据权利要求1所述的油气扭转弹簧，其特征在于:所述第一浮动活塞(6a)、第二浮动活塞^b)的两个接触端面分别为与缸筒(4)内壁和扭转轴(2)外壁适配的圆弧面。3.根据权利要求1所述的油气扭转弹簧，其特征在于:第一气室(5a)、第二气室(5b)相对于缸筒(4)内壁的固定挡板呈对称分布，第一油室(8a)、第二油室(8b)相对于扭转轴摆臂(10)呈对称分布。4.根据权利要求1所述的油气扭转弹簧，其特征在于:所述缸筒(4)底部中心设有中心轴(14)，所述扭转轴(2)的一端设有沉孔，并通过沉孔同轴地套接于中心轴(14)上。5.根据权利要求1所述的油气扭转弹簧，其特征在于:所述缸筒(4)底部开设有用于向第一气室(5a)、第二气室(5b)充填惰性气体的第一充气孔(15a)、第二充气孔(15b)和用于向第一油室(8a)、第二油室(Sb)充填液压油的第一充油孔(16a)、第二充油孔(16b)。6.根据权利要求1所述的油气扭转弹簧，其特征在于:所述缸筒(4)通过端盖(I)封闭，所述端盖(I)中心开设有供扭转轴(2)穿出的通孔。7.根据权利要求6所述的油气扭转弹簧，其特征在于:所述第一浮动活塞(6a)、第二浮动活塞(6b)分别与缸筒(4)内壁、扭转轴⑵外壁、缸筒⑷底部和端盖⑴之间通过方形的第一浮动活塞密封环(7a)、第二浮动活塞密封环(7b)进行密封，所述第一浮动活塞(6a)、第二浮动活塞(6b)的四周边缘分别开设有用于安装浮动活塞密封环的安装槽。8.根据权利要求6所述的油气扭转弹簧，其特征在于:所述扭转轴摆臂(10)与缸筒(4)内壁、缸筒⑷底部、端盖⑴之间通过U形的摆臂密封圈(9)进行密封，所述摆臂的外侧边缘开设有用于安装摆臂密封圈(9)的安装槽。9.根据权利要求6所述的油气扭转弹簧，其特征在于:所述端盖(I)与缸筒(4)之间通过缸筒垫圈(13)进行密封，所述端盖(I)与扭转轴(2)之间通过端盖密封圈(17)进行密封，所述端盖通孔中间开有用于安装密封圈(17)的圆周安装槽；所述扭转轴(2)与缸筒(4)之间通过扭转轴密封圈(12)进行密封。
【专利摘要】本发明公开了一种油气扭转弹簧。包括缸筒、扭转轴、浮动活塞和端盖。缸筒为圆柱形，并设计有缸筒中心轴。扭转轴一端为沉孔设计，并通过沉孔同轴地套装在缸筒中心轴上，将缸筒分为对称的两部分，另一端为扭转轴摆臂，摆臂上开有阻尼孔。浮动活塞对称的浮动安装在缸筒内，将缸筒分为对称的两个气室和两个油室。气室内充满惰性气体，油室内充满液压油。端盖上开有通孔，穿过扭转轴通过螺栓与缸筒固定连接。本发明中的油气扭转弹簧具有非线性的扭转刚度和阻尼特性，能够实现扭转刚度和阻尼系数的自动调整，从而有效地缓冲和衰减扭转振动。
【IPC分类】F16F9/32, F16F9/06, F16F9/36
【公开号】CN104930104
【申请号】CN201510412308
【发明人】谷正气, 张沙, 庄晓东, 安兴强, 朱一帆, 马骁骙
【申请人】湖南大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月14日