一种阻尼无级可调减振器的制作方法

本发明涉及汽车减振技术领域，特别涉及一种阻尼无级可调减振器。

背景技术：

现代汽车正朝着安全、舒适、节能、环保、智能化的方向发展，人们对汽车的舒适性和整体品质的追求日益提升。汽车悬架系统的设计必须满足行驶平顺性和操纵稳定性的要求，然而车在行驶过程中，其平顺性和操纵稳定性对悬架参数的要求是不同的，从平顺性角度来考虑，需要悬架具有较软的特性，而从操纵稳定角度考虑，需要较硬的悬架。悬架的软和硬的特性主要受到减振器的影响。常见的车辆悬架用的减振器中设置有伸张阀、压缩阀、补偿阀和流通阀片。减振器阻尼的大小取决于各阀件阀片组弹性的大小，一旦将各阀片组调整安装好后，该减振器各阀件的阻尼特性以及整体减振性能就随之确定，因此悬架系统适应路面状况变化的能力也已确定。当路面状况变化超出悬架系统适应范围时，其阻尼力会偏大或偏小而达不到最佳的减振效果，更不能依据工况变化而自动调整，因而不能同时兼顾车辆的舒适性与操纵稳定性。

现有的阻尼可调减振器形式有很多种，如外置电磁阀式减振器、磁流变减振器、电流变减振器及可变阻尼孔式减振器等，其改变减振器中的阻尼特性的方法主要可归纳为几点，一是增加额外的流体介质通道，二是通过改变流体介质的物理特性来实现，三是通过改变节流孔的面积来实现。然而，以上减振器内部结构复杂，制造难度大，成本较高。所以国内还没有广泛地应用于实车上的可变(或可调)阻尼减振器，因此，研制出性价比相对较高、适用于普通汽车的半主动悬架的可变阻尼减振器，对推进我国半主动悬架技术的进步和实车应用方面具有十分重要的意义。

如现有的一种三级阻尼可调减振器，其活塞杆采用空心管，在空心管内安装一个控制杆，在活塞头部加工有径向阻尼孔，当控制杆转动时，可以改变径向阻尼孔的大小。可由驾驶员手动调节控制杆来选择阻尼级，也可以由微型直流电机根据传感器信号自动调节控制杆来选择阻尼级。这种减振器通过改变径向阻尼孔的大小实现了减振器阻尼的无级调节，但其缺点在于：1)控制控制杆转动的电机设置于活塞杆中，使得活塞杆的机械强度大幅降低，并使得制造和装配十分困难，良品率偏低；2)步进电机的体积受到活塞杆体积的限制。通过对现有的步进电机的调研发现，相同输出扭矩的电机，其体积越小，价格越昂贵，电机的寿命越短。因此由于上述存在的问题，不仅极大的增大了减振器的生产制造成本，同时减振器的使用寿命较短。

中国发明专利cn203656028u中公开了一种节流口式阻尼可调减振器，主要由步进电机、活塞杆、转动阀杆、活塞以及各缸体等构成，其主要特点为在传统双筒减振器油液流通的基础上，在活塞杆上加入了连通工作缸上下腔的可调节流孔，实现阻尼可调。具体工作时，通过转动阀杆控制阻尼孔的开度，从而变换减振器内节流孔的流通面积，进而控制减振器阻尼力为所需的大小。这种减振器中将电机设置到活塞杆外，一定程度上解决了上一技术中存在的问题，但其同样存在以下不足：由于该减振器的节流孔采用的全部都是圆形的通孔，在调节其油液流量时，油液流量变化的变换规律不易控制，并且会产生骤开或骤停的现象，使得油液流量变化不连续，进而影响汽车平顺性和操纵稳定性；并且，在活塞杆和活塞中部设置有油液流道，必然会增加活塞杆的加工难度，并降低了活塞的机械强度，使得减振器的使用寿命仍然受到影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种阻尼无级可调减振器，整体结构简单合理，可根据路面状况变化实现阻尼的无机调节。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种阻尼无级可调减振器，包括储油缸筒、工作缸筒、减振器盖、设置在工作缸筒一端的底阀总成及设置在工作缸筒内的活塞和活塞杆，所述活塞连接在活塞杆一端；所述活塞杆为中空结构，活塞杆内设置有控制杆，控制杆可在活塞杆内自由转动，控制杆和活塞杆之间设置有限位机构，所述限位机构用于限制控制杆在活塞杆内的上下运动；

所述活塞包括活塞本体和活塞阀总成，活塞阀总成包括流通阀片、复原阀片和活塞阀座，所述流通阀片和复原阀片分别设置在活塞本体两端，活塞阀座设置在复原阀片下方，活塞阀座一端端面顶在复原阀片上，活塞阀座下方设置有调节块，所述活塞阀座和调节块之间设置有弹性件，调节块套设在控制杆上；所述控制杆一端伸出到活塞杆上安装有活塞的一端外，控制杆的该端端部设置有调节机构，控制杆旋转时通过调节结构对调节块的位置进行调节。

上述技术方案中，进一步地，所述调节机构为设置在控制杆端部的螺母，所述螺母与控制杆之间为螺纹连接。

上述技术方案中，进一步地，所述限位机构包括设置在控制杆上的凹槽和设置在活塞杆上的限位块，所述限位块一端伸入到凹槽内。

上述技术方案中，进一步地，所述弹性件采用线性弹簧。

上述技术方案中，进一步地，所述控制杆另一端上连接有电机。

上述技术方案中，进一步地，所述电机连接控制器。

上述技术方案中，进一步地，所述活塞杆伸出到工作缸筒外的一端端部固定设置有固定座，所述电机设置在固定座上，所述固定座上连接有防尘罩，电机设置在防尘罩和固定座之间，防尘罩上固定设置有吊环。

本发明所具有的有益效果：

1)该减振器通过对控制杆的转动控制，实现对复原阀片的开合力进行线性调节，达到了对减振器阻尼力的无级调节，且阻尼力调节的反应速度快；调节机构及控制杆的控制方式简单，容易实现，且活塞杆结构简单，加工方便，不会增加活塞杆的加工成本；

2)该减振器可适用于对现有普通双筒液压减振器的改造，无需增加额外的油液流道或电磁阀等易损元件，结构简单，可靠性高；可广泛适用于汽车垂向半主动控制，用以改善乘坐的舒适性；或适用于高速列车横向半主动控制，用以改善机车车辆的横向稳定性和舒适性；

3)该减振器还可作为普通减振器使用，适用于长时间作用工况，当减振器复原阀的弹簧发生疲劳损耗时，通过调节机构进行调节，可对弹簧的疲劳进行补偿，以延长减振器的使用寿命。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1中a-a向剖面图。

图3为本发明减振器控制原理示意图。

图中：1、吊环，2、电机，3、减振器盖，4、密封垫，5、固定座，6、活塞杆，7、控制杆，8、活塞阀总成，801、流通阀片，802、复原阀片，803、活塞阀座，804、线性弹簧，901、限位块，902、凹槽，10、调节块，11、螺母，12、工作缸筒，13、复原腔，14、储油缸筒，15、压缩腔，16、底阀总成，1601、补偿阀弹簧，1602、补偿阀片，1603、压缩阀座，1604、压缩阀片，17、控制器，18、防尘罩，19、活塞本体，20、储油腔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1和2所示，本实施例中的阻尼无级可调减振器，包括储油缸筒14、工作缸筒12、减振器盖3、设置在工作缸筒一端的底阀总成16及设置在工作缸筒内的活塞和活塞杆6，所述活塞连接在活塞杆6一端。底阀总成16将储油缸筒14和工作缸筒12进行隔离，使储油缸筒14形成封闭的储油腔。活塞设置在工作缸筒12内，将工作缸筒12分割成两个封闭的腔室，分别为位于工作缸筒上部的复原腔13和位于工作缸筒下部的压缩腔15。

本实施例中，活塞杆6为中空结构，活塞杆6内设置有控制杆7，控制杆7可在活塞杆6内自由转动，控制杆7和活塞杆6之间设置有限位机构，该限位机构用于限制控制杆在活塞杆内的上下运动。具体地，本实施例中的限位机构包括设置在控制杆7上的凹槽902和设置在活塞杆上的限位块901，所述限位块901一端伸入到凹槽902内，通过限位块与凹槽之间的配合安装，实现对控制杆上下方向运动的限制，这里凹槽902为环形凹槽结构，使控制杆能在活塞杆内转动。

该减振器中的活塞包括活塞本体19和活塞阀总成8，活塞阀总成8包括流通阀片801、复原阀片802和活塞阀座803，所述流通阀片801和复原阀片802分别设置在活塞本体19两端，活塞阀座803设置在复原阀片802下方，活塞阀座803一端端面顶在复原阀片802上，活塞阀座803下方设置有调节块10，所述活塞阀座803和调节块10之间设置有弹性件804，调节块10套设在控制杆上，可沿控制杆做上下方向的运动。这里流通阀片801与活塞本体19、复原阀片802与活塞本体19之间分别形成单向阀结构，通过控制流通阀片和复原阀片的开启和关闭，实现对复原腔与压缩腔之间油液流通的控制；这里活塞中的这种单向阀控制结构为减振器活塞所采用的常规结构，这里就对其具体结构不进行详细的描述。同时，这里调节块在沿控制杆做上下运动时，实现对弹性件压缩量的控制，通过弹性件所提供弹性力的大小来调节上述单向阀开启所需的压力，实现对减振器阻尼的调节。

为实现对弹性件弹簧力的调节，本实施例中，控制杆7一端伸出到活塞杆6上安装有活塞的一端外，控制杆7上在该端端部设置有调节机构，控制杆7旋转时通过调节结构对调节块10的位置进行调节。具体地，本实施例中的调节机构为设置在控制杆7端部的螺母11，所述螺母11与控制杆7之间为螺纹连接。当控制杆旋转时，在调节块和控制杆的作用下，螺母与控制杆之间发生相对转动，螺母在控制杆上转动时，螺母沿控制杆向上或向下运动，此时调节块沿控制杆向上或向下运动，从而实现对弹性件弹性力大小的调节，实现对减振器阻尼力的调节。

本实施例中，如图1所示，底阀总成16包括依次设置的补偿阀弹簧1601、补偿阀片1602、压缩阀座1603和压缩阀片1604；补偿阀片1602与压缩阀座1603、压缩阀片1604与压缩阀座1603之间分别形成单向阀结构，通过控制压缩阀座上补偿阀片和压缩阀片的开启和关闭，实现对油液腔与压缩腔之间油液流通的控制。同样地，这里底阀组件中的这种单向阀控制结构为现有减振器中所采用的常规结构，这里就对其具体结构不进行详细的描述。

优选地，本实施例中，所述弹性件804采用线性弹簧，通过调节机构控制线性弹簧的弹性力，实现对活塞阀总成中上述单向阀开启压力的线性调节，易于实现减振器阻尼力的连续、线性调节。

为实现减振器阻尼力的自动无级调节，本实施例中在控制杆7另一端上连接有电机2，通过电机对控制杆的转动进行控制，通过电机的转动控制可实现对控制杆转动方向和转动量的控制，即可实现对减振器阻尼力的实时、连续、线性调节。电机2可连接控制器17，通过控制器对电机的转动进行自动控制，从而实现对减振器阻尼力的自动无级调节。本实施例中，电机2采用步进电机；控制器17采用微处理器，通过微处理器实现对步进电机的智能控制。

优选地，本实施例中活塞杆6伸出到工作缸筒12外的一端端部固定设置有固定座6，所述电机2设置在固定座6上，所述固定座6上连接有防尘罩18，电机2设置在防尘罩18和固定座6之间，防尘罩18上固定设置有吊环1。

本实施例中减振器在实际工作中包括复原行程和压缩行程两个工况，两个工况下减振器的工作原理如下：

1)复原行程

当活塞杆6相对于工作缸筒12向上运动时，复原腔13体积减小，复原腔13的油液压力升高；当活塞杆6与工作缸筒12相对速度较小时，油液压力不足以克服线性弹簧的预紧力，而不能推开复原阀片802时，油液通过复原阀片802的长通缝隙流回压缩腔15；当油液压力增大到足够克服线性弹簧的预紧力时，复原阀片802开启。活塞杆6不断向上运动过程中，由于复原腔13的截面积比压缩腔15的截面积小，由复原腔13流入压缩腔15的油液不足以填满压缩腔15所空出的容积，导致压缩腔15压力比储油缸筒14内油液压力小，储油缸筒14中的油液将推开补偿阀片1602补充到压缩腔15中，以确保在压缩行程初期不出现空程。

2)压缩行程

当活塞杆6相对于工作缸筒12向下运动时，压缩腔15体积减小，压缩腔15的油液压力升高；由于流通阀片801构成的是单向阀结构，其开启不需要太大的压力，此时流通阀片801开启，部分油液经流通阀片801进入复原腔13。由于复原腔13的截面积比压缩腔15的截面积小，活塞杆6的向下运动将导致压缩腔15油液压力逐渐增大，使部分油液推开压缩阀片1604流回储油缸筒14。

该减振器中通过控制流通阀片801和复原阀片802对油液的阻尼力大小，实现对减振器阻尼力的调节。工作时，微处理器17接收采集的路面信号，对采集的路面信号分析，根据路面的不同情况，对步进电机发出不同的指令信号：当需要较小阻尼力时，步进电机控制控制杆7向左转动，调节块10经螺纹传动向下移动，此时线性弹簧压缩量减小，复原阀片和流通阀片的开启压力减小，减振器复原行程油液流经复原阀片受到的阻尼力和压缩行程油液流经流通阀片受到的阻尼力相应减小；当需要较大阻尼力时，步进电机控制控制杆向右转动，调节块经螺纹传动向上移动，线性弹簧压缩量增大，复原阀片和流通阀片的开启压力增大，减振器复原行程油液流经复原阀片受到的阻尼力和压缩行程油液流经流通阀片受到的阻尼力相应增大；从而实现通过电机对控制杆旋转方向和旋转量的控制，对减振器阻尼力的无级调节。控制杆左旋或右旋的旋转量与路面状况对应，由微处理器的程序预先设定，控制杆的连续转动使减振器的阻尼在短时间内可实现连续、线性无级调节。

本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本发明基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本发明的保护范围内。