减振器的制作方法

技术领域

本发明涉及一种液压减振器，它可以用于汽车或摩托车中，更特别是涉及一种液压回弹止动器。

背景技术：

液压减振器通常设计成这样，由减振器提供的阻尼度在回弹和压缩冲程的终端处变得较高。在终端处提供的附加阻尼将防止活塞杆运行的突然停止以及在减振器中的各个部件之间的金属与金属接触的碾轧声。已经提出了多种机构来在两个终端提供较高的阻尼度。例如，WO2005/106282提出了一种液压回弹止动器，称为HRS，它包括同轴装配在减振器的延伸腔室内部的液压阻尼器，且只在减振器达到完全的延伸时才进行操作。这样的装置包括固定在减振器的管内部的HRS管。HRS管设有斜切的进口和装配在主杆上的HRS匹配活塞。HRS活塞在外部设有环形槽，环形的弹性开口环位于该环形槽中，该弹性开口环可以在HRS活塞上在所述槽的两个凸缘之间自由地轴向滑动，当减振器延伸或压缩时，由于沿相反方向运行的流体而使所述环在槽中被迫进行轴向位移。环自身设有较大通道，该较大通道特别设计成这样，在压缩时，环抵靠槽的第一凸缘，该通道将打开，从而使得流体能够很容易地运行通过，在延伸时，环抵靠相对的凸缘，通道由该凸缘密封，从而防止流体送回。

在正常情况下，当减振器操作离开完全延伸位置时，HRS活塞位于HRS管的外部，且HRS并不操作。当减振器接近完全延伸时，HRS活塞通过HRS管的斜切开口穿入HRS管中，因此使得在HRS腔室中的一些液压流体处于压力下。装配在管上的弹性开口环在管内部呈圆形接触地滑动，仍然抵靠槽的凸缘，从而密封流体通道。因为环打开，因此环的两端彼此相对，从而产生用于流体的标定出口。该标定出口是在HRS腔室中处于压力下的流体可以离开返回减振器的主腔室中的唯一通路，因此对于活塞杆的最终位移提供了附加阻尼。在行程末端时，由固定在活塞上或主管中的橡胶垫来提供最终停止。它避免了在完全延伸时的金属与金属接触。当压缩返回时，环以抵靠相对的凸缘的方式在槽中运行，从而打开较大流体通道，因此取消了任何附加阻尼功能。

这样的装置和由于在HRS活塞中提供的各种孔而用作单向阀的类似方案都不再适应市场的预期。当接近行程末端时由HRS提供的附加阻尼恒定，并由标定出口的截面来确定。而且，为了防止金属与金属的最终接触，仍然被迫使用橡胶垫。这增加了部件和复杂性。

技术实现要素：

本发明的目的是通过提供一种装备有液压回弹止动器的液压减振器来解决这些问题，该液压回弹止动器称为HRS，它提供了行程端部的阻尼，该行程端部的阻尼遵循可变函数，可调节成设计者所希望的。另外，本发明不需要任何垫类型的装置来避免在行程端部的金属与金属内部接触，这简化了制造和装配，同时提高了可靠性和降低了总体成本。

本发明是一种线性液压减振器，它包括：主管，该主管限定了充满流体的主腔室；活塞，该活塞具有杆，该杆轴向延伸穿过主管的延伸末端，该活塞可滑动地安装在主腔室中，并以压缩模式和延伸模式而在完全延伸的轴向位置和完全压缩的轴向位置之间操作。减振器还设有液压回弹止动器，该液压回弹止动器称为HRS，其布置在主管中，并包括：HRS管，该HRS管固定在主管中，该HRS管具有提供了内表面的壁，该内表面称为HRS管内表面；以及HRS活塞，该HRS活塞调节至HRS管内表面，并安装在杆上。当减振器处于延伸模式和接近完全延伸位置时，HRS活塞通过HRS管进口进入HRS管，以便使得在HRS管的延伸末端和HRS活塞之间的流体处于压力下，更高压缩的该阶段称为HRS阻尼阶段。HRS还设有流体离开装置，用于向在HRS管内部处于压力下的流体提供通向主腔室的出口。

另外，HRS包括用于在HRS阻尼阶段中改变HRS阻尼水平的装置。这通过改变流体输出来实现。HRS活塞相对于HRS管的相对轴向位置确定了整个流体离开装置的流体输出。

优选地，该装置提供了在HRS阻尼阶段中阻尼水平的连续增大。

更特别是，流体离开装置布置在HRS管的柱形壁中，并从HRS管进口朝着HRS管内部延伸。

HRS还设有流体进口装置，当减振器处于压缩模式时，该流体进口装置打开，从而使得流体能够从主腔室传递至HRS管的内部。当减振器处于延伸模式时，流体进口装置关闭，因此阻止流体从主腔室传递至HRS管内部。而且，流体进口装置处于HRS活塞中。

更具体地说，流体进口装置包括至少一个孔。还有，HRS活塞在压缩止动表面和延伸止动表面之间可滑动地安装在杆上。当减振器处于压缩模式时，HRS活塞轴向平移成抵靠压缩止动表面，这使得孔打开。当减振器处于延伸模式时，HRS活塞轴向平移成抵靠延伸止动表面，这关闭该孔。

而且，HRS活塞设有内部径向凸肩，该内部径向凸肩形成凹口，这样，在压缩模式中，HRS活塞在凹口的底部处抵靠压缩止动表面。

优选地，为了获得变化的HRS阻尼，流体离开装置确定了一横截面，流体通过该横截面离开，且该横截面轴向变化。

本发明的还一优点是在HRS管的端部部分中没有流体离开装置，这样，减振器在任何内部金属与金属接触之前达到它的最大延伸，因为一些流体被限制和不能离开。

还有，HRS管进口设有斜切部，从而引导HRS活塞进入HRS管内部。

HRS管的另一可能实施例包括具有不同长度的多个流体离开装置。这可以有利地方便HRS管的制造。

还有，流体离开装置可以包括至少一个槽，该槽沿轴向设置在HRS壁中，并从HRS管进口朝着HRS管内部延伸，该槽在HRS管进口处比在HRS管更内部具有更大的横截面。

还一可能实施例是流体出口是在HRS管内表面和HRS活塞外表面之间的环形间隙。HRS管内表面为渐缩的，并在HRS管进口处更大，因此当HRS活塞进一步接合在HRS管内部时改变环形间隙的横截面。

也可选择，空腔可以在主管和HRS管之间。空腔通向延伸腔室。这样，流体离开装置包括至少一个通孔，该通孔在HRS壁中，并使得HRS管的内部与空腔连接。在这种结构中，流体通过孔和然后通过空腔而离开至延伸腔室。

优选地，为了容易制造，因为HRS管固定在主管上，因此它也可以与主管成一体。

附图说明

通过结合附图参考下面的详细说明，将很容易和更好地理解本发明的其它优点，附图中：

图1是处于完全压缩的车辆悬挂系统。

图2是处于完全延伸的车辆悬挂系统。

图3是减振器的内部细节的正视图。

图4是HRS管的截面S1。

图5是HRS管的截面S2。

图6是减振器在压缩状态下的剖视图；

图7是减振器接近完全延伸时的剖视图；

图8是HRS在延伸时的剖视图。

图9是HRS的截面S3。

图10是HRS管与HRS阻尼的联系的视图。

图10a是HRS管的剖视图。

图10b是槽沿轴线A的横截面的曲线图。

图10c是HRS阻尼沿轴线A的曲线图。

图11是设有圆锥形狭槽的HRS管的视图。

图12是设有各种长度的狭槽的HRS管的视图。

图13是HRS的剖视图，在HRS管中具有空腔和孔。

图14是圆锥形HRS管的剖视图。

图15是与主管成一体的HRS管的剖视图。

具体实施方式

图1和2表示了车辆10的悬挂系统，该悬挂系统包括减振器20，该减振器20使得车轮转向节(knuckle)12或悬臂沿轴线A与汽车本体14连接。减振器20的总长度L的范围为从附接在悬臂或车轮转向节12上的底部安装点16至附接在汽车本体14上的上部安装点18(称为本体端18)。在图1中，系统表示为处于完全压缩(FC)位置，减振器20处于它的最短长度L，车轮12尽可能地最靠近汽车本体14。在图2中，系统表示为处于完全延伸(FE)位置，减振器20处于它的最长长度L，车轮12尽可能地最远离汽车本体14。

为了容易说明，轴线A定向为从车轮12朝向汽车本体14。

如图3大致所示，液压减振器20包括主管22，固定在杆36的末端处的活塞32可轴向滑动(沿轴线A)地安装在该主管22中。杆36朝着汽车本体14轴向伸出主管22外，该杆36附接在汽车本体14上。

主管22的内部由确定主腔室38的内部圆柱形表面24来限制，该内部圆柱形表面24具有内径D1。活塞32具有直径为D2的外部圆柱形表面74，该直径D2与内径D1配。杆36具有杆直径D3。

活塞32将主腔室38分成压缩腔室40和延伸腔室42，该压缩腔室40具有由车轮端16确定的压缩末端26，该延伸腔室42具有由本体端18确定的延伸末端28。压缩末端26封闭。延伸末端28具有孔，用于使得杆36向外伸出至汽车本体14。密封系统(未示出)环绕杆36密封延伸末端28。主管22充满液压流体44。当减振器20的长度L变化时，活塞32在主管22内部轴向平移，从而使得腔室40和42中的流体44增压，因此缓冲车轮12相对于汽车本体14的位移。

本说明书基于单管减振器20，其中，在主汽缸22中，由于气体通过封闭主汽22的浮动气帽(未示出)的压缩来进行容积补偿。本发明也可以用于双管减振器20，其中，主汽缸22包括由基部阀(未示出)封闭的外部管和内部管，这样，当活塞32在主管22内部平移时，在减振器20内部的流体44可以通过例如在杆36和杆引导件之间的控制旁路(未示出)而从一个腔室转移至另一腔室40、42。

液压回弹止动器50(称为HRS 50)布置在主管22内部并位于延伸末端28。

HRS 50包括管52(称为HRS管52)、活塞70(称为HRS活塞70)、止动器84(称为回弹止动器84)和环86(称为HRS环86)。

HRS管52固定在主管22内部并在延伸末端28处。HRS管52具有壁54(称为HRS壁54)，该壁54具有内表面56(称为HRS管内表面56)，该内表面56具有直径D4(称为HRS管内径D4)，该直径D4小于内径D1。HRS管52从底端58轴向延伸至开口60，该底端58称为HRS底端58，定位成抵靠主管22的延伸末端28，并具有孔，以便使得杆36能够伸出，该开口60称为HRS管进口60，定向成朝向压缩末端26，且设有斜切部62。HRS管52还设有槽64，该槽64在HRS壁54中。槽64从HRS管进口60朝着HRS底端58轴向延伸。槽64在到达HRS底端58之前结束。各槽64具有横截面68。如图3所示以及图4(截面S1)和图5(截面S2)详细所示，横截面68由于HRS管进口60(截面S1)而较大，并在HRS底端58(截面S2)附近测量时连续减小。

HRS活塞70具有厚盘形几何形状，其具有内部圆柱形表面72和外部圆柱形表面74以及两个平行面76、78，该两个平行面76、78表示为从内部圆柱形表面72延伸至外部圆柱形表面74的止动面76和环形面78。环形面78设有形成凹口79的内部径向凸肩，该凹口79邻近内部圆柱形表面72。内部圆柱形表面72具有直径D6，称为HRS活塞内径D6，它大于杆直径D3。外部圆柱形表面74具有直径D5，称为HRS活塞外径D5，其被调节，比HRS管内径D4小。HRS活塞70还设有至少一个穿透通道80，称为流体进口80，它使止动面76与环形面78连接。在止动面76中，流体进口80的开口整个包含在圆C8内部，该圆C8具有轴线A和直径D8(称为C直径D8)(图9)。

HRS活塞70安装在杆36上，且在HRS活塞内径D6和杆直径D3之间的差部使得HRS活塞70能够沿杆36自由地轴向平移，并能够补偿在HRS活塞70、杆36和HRS管52之间的径向偏差。HRS活塞70布置在止动器84(称为回弹止动器84)和环86(称为HRS环86)之间，该止动器84和环86都固定在杆36上。回弹止动器84比HRS环86更靠近活塞32。就位时，止动面76面向回弹止动器84，环形面78面向HRS环86。

回弹止动器84是从杆36径向延伸至外径D7(称为回弹止动器直径D7)的平坦盘。如图7中所示，回弹止动器直径D7小于HRS活塞外径D5，并大于C直径D8。

当减振器20离开完全延伸位置(FE)(图2)而处于中间位置时，如图3和图6所示，HRS活塞70在HRS管52的外部。

图3表示了减振器20处于延伸模式ME，如箭头DE所示。在延伸腔室42中的流体44在环形面78上施加轴向方向力F78，该轴向方向力F78推动HRS活塞70，这样，它的止动面76抵靠回弹止动器84的延伸止动表面85。回弹止动器直径D7大于C直径D8，流体进口80由延伸止动表面85密封。流体44不能流过流体进口80，并只能沿着在HRS活塞的外部圆柱形表面74和主管22之间环绕HRS活塞70的流体流F1流动。

图6表示了减振器20处于压缩模式MC，如箭头DC所示。在延伸腔室42中的流体44在止动表面76上施加轴向方向力F76，该轴向方向力F76推动HRS活塞70。HRS活塞70在杆36上滑动，这样，凹口79的底部抵靠HRS环86的压缩止动表面87，且HRS环86完全在凹口79内部，HRS环86的轴向厚度小于凹口79的轴向深度。这使得流体进口80打开，且存在于延伸腔室42中的流体44可以沿着在HRS活塞的外部圆柱形表面74和主管22之间环绕HRS活塞70的流体流F2流动，同时它也可以流过流体进口80。

HRS活塞70用作单向阀，从而在压缩时打开流体进口80，在延伸时关闭流体进口80。

图7表示了当减振器20延伸ME和接近完全延伸FE时的HRS 50的结构。HRS活塞70在HRS管52中接合。斜切部62有助于该接合。HRS活塞内径D6大于杆直径D3，斜切部62引导HRS活塞70进入HRS管52。这能够平滑进入，从而避免堵塞或HRS活塞70硬抵靠(hard abutment)HRS管52。

HRS腔室88(一些流体44在该HRS腔室88中)这时形成于HRS管52内部，并在HRS底端58和进入的HRS活塞70之间延伸。

图8表示了当减振器20处于延伸模式ME以及在图7中所示的状态上面进一步延伸时的HRS 50结构。HRS活塞70进HRS管52。存在于HRS腔室88中的流体44处于压力下，且它仅有的可能出口66(称为HRS出口66)依赖于HRS活塞70上面的槽64，流体44强行通过该槽64，并沿流体流F3进入延伸腔室42。

这产生阻尼90，称为HRS阻尼90。HRS阻尼90叠加在由减振器20正常提供的阻尼上。HRS活塞70能够接近HRS底端58，只要处于压力下的流体44能够离开HRS腔室88。当HRS活塞70到达槽64的端部时，保留在HRS腔室88中的流体44仍然能够通过旁路(未示出)和在HRS活塞70的外部圆柱形表面74和HRS管内表面54之间(由于制造误差)离开。

在HRS提供HRS阻尼90时的操作阶段称为HRS阻尼阶段。

HRS阻尼90的力是HRS出口66的横截面的函数，流体44通过该HRS出口66而流过HRS活塞70(图9-截面S3)。流体44的粘性和HRS活塞70接合到HRS管52中的相对速度也影响HRS阻尼90。由于槽64的可变横截面68，流体44在HRS阻尼阶段开始时比该阶段结束时更容易离开。这产生了可变力HRS阻尼90。

当以高速度延伸时，减振器20的延伸优选地在达到内部金属与金属接触之前停止，因为槽64在到达HRS底端58之前终止。

当以非常低速度延伸时，减振器20可以进一步延伸。HRS环86完全隐藏在凹口79内部。存在于HRS腔室88中的流体44能够通过旁路(未示出)和在HRS活塞70的外部圆柱形表面74和HRS管内表面54之间离开。延伸可以继续进行，直到与抵靠主管22的延伸末端28的HRS活塞70之间金属与金属接触为止。因此，减振器20的测量最大延伸长度L与没有HRS 50的标准减振器相同。当处于金属与金属接触时，从杆36到达主管22的力将通过HRS活塞70传递，而不是通过HRS环86传递。

图10是三个部分，即图10a、图10b和图10c。它表示了HRS阻尼90作为HRS活塞70相对于HRS管52的位置的函数。

图10a是HRS 50沿轴线A的剖视图(HRS活塞70未示出)。HRS管52设有可变截面的槽64，该槽64提供了可变HRS出口66，该HRS出口在进入HRS管52时减小。

图10b表示了与图10a相关的、HRS出口66的截面变化。在图10b上表示了HRS活塞70在HRS管52内部沿纵向轴线A的位置以及HRS出口66沿横向轴线A66的横截面。图10b表示了HRS出口66的横截面在HRS活塞70进一步进入HRS管52时减小。

图10c表示了与图10a和10b相关的HRS阻尼90。图10c沿纵向轴线A和横向轴线A90来表示，其中可以确定HRS阻尼90的力。在轴线A-A90的系统中，HRS阻尼曲线具有回路形状，具有在延伸时在HRS阻尼阶段中遵循的通路E以及在压缩时遵循的通路C。图10c中只表示了一个曲线，所有其它参数被认为恒定(粘性和速度)。

图10c解释如下：

沿着通路E从点P1至点P2，HRS活塞70穿入HRS管52，且HRS阻尼90的力随着HRS出口66减小而增大。流体进口80关闭。

沿着通路C从点P2至点P3，HRS活塞70离开HRS管52，HRS阻尼90最小，这是因为流体进口80打开。

下面介绍本发明的几个可选实施例。

图11是本发明的另一实施例，其中，槽64由V形狭槽64代替，该V形狭槽64由于斜切部62具有较大开口，并在接近HRS底端58时减小。优选地，V形狭槽64在HRS壁54的两个圆柱形表面中开口。

图12是本发明的另一实施例。在HRS管52中，槽64由具有不同长度的多个直狭槽64来代替。在该实施例中，HRS出口66由连接HRS腔室88与延伸腔室42的多个狭槽64来确定。该数目在HRS活塞70进一步穿入HRS管52内时减小，从而减小HRS出口66，因此能够具有可变的HRS阻尼90。优选地，狭槽64开口于HRS壁54的两个圆柱形表面中。

图13是本发明的另一实施例。空腔92在主管22和HRS管52之间从延伸腔室42朝着延伸末端28延伸。HRS管52还设有多个径向通孔94，这些径向通孔94使得HRS腔室88与空腔92连接。存在于HRS腔室88中的流体44可以通过这些孔94而离开至空腔92中，并最终进入延伸腔室42，如箭头F4所示。在该实施例中，HRS出口66由多个孔94来确定，流体44能够通过这些孔离开。该数目在HRS活塞70进一步接合到HRS管52内时减小。在该实施例中，空腔92可以采用各种几何形状，例如轴向定向的槽、多个槽、或者环形间隙。

图14是本发明的另一实施例。HRS管52的内表面为圆锥形，因此，HRS出口66的横截面在HRS活塞70接合到HRS管52内时减小。如箭头F5所示，经过HRS出口66的流体44产生HRS阻尼90。

图15是本发明的另一实施例。HRS管52与主管22成一体。这可以有利地减少部件数目，并容易进行制造和装配处理。

多个不同实施例能够适应用作单向阀的HRS活塞70。例如，HRS活塞70可以固定在杆36上，并设置止回阀。止回阀可以包括小球或盘，该小球或盘在减振器延伸时关闭在HRS活塞70中设置的圆锥形流体进口80，并在减振器20压缩时打开该流体进口。该止回阀也可以包括弹性装置，例如弹簧，以便推动小球或盘。

还有，流体进口80介绍为孔。也可选择，流体进口80可以包括凹槽，该凹槽在内部柱形表面72中，并从止动面76延伸至环形面78。