一种单向阻尼流体元件及其应用的流体装置的制作方法

1.本发明涉及流体技术领域，具体为一种单向阻尼流体元件。本发明还涉及一种具有该单向阻尼元件的机动车减震器。


背景技术：

2.在流体动力系统设备中，常需要用到单向阻尼阀(或单向节流阀)，使流体正反两个方向流动阻尼力不相等，以实现调速等功能。特别是利用单向阻尼的特点，在液压系统中起到阻尼吸震的作用，例如：机动车减震器的阻尼吸能减震；电液换向阀的主阀芯移动的控制中，实现平稳换向；在负载敏感(ls)液压系统中，负荷压力的反馈在通道里的波动的快速衰减；安装在液压油缸上，形成回路节流，使其运行平稳，防止抖动震颤。
3.由于现有单向节流阀由节流阀和单向阀并联组合而成，如图1所示。内部有阀芯、弹簧等活动部件，使得其应用在频繁高强度的减震场合，特别是机动车的底盘行走减震，由于工作频率高，强度大，容易导致损坏而失效。同时结构复杂，容易泄露，并且体积较大，成本也较高。
4.因此，如何简化结构，降低成本，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种单向阻尼流体元件及其应用的流体装置，以解决上述背景技术中所提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单向阻尼流体元件，包括柱状腔体，以及内部开设的流通腔，所述流通腔内部导通，两端分别形成流通口，其内部结构形状根据流体力学特性，设置为流体在正反两个方向上的流动阻力不相同，以实现单向阻尼或双向不等阻尼。
7.优选的，所述流通腔的一端的通孔口径较大，另一端较小，二者过渡连接形成漏斗形。
8.进一步地，在所述另一端处开设扩孔，所述扩孔的上部与所述漏斗形的小孔之间形成倒刺型锐角台阶，并与所述扩孔的孔壁通过倒圆角连接。
9.优选的，所述流通腔的内部设置有单向导流部件，所述单向导流部件包括头部、群部、底端。所述头部为子弹头形的锥状，群部与流通腔的内壁连接，且沿此处周边设置有若干流通孔，所述底端成弧形凹进面。
10.本发明所提供的一种单向阻尼流体元件，其内部的单向阻尼功能是根据流体特性由内部流道的结构形状作用决定，没有活动件，因此结构简单可靠，体积也可以做得很小，带来的有益效果是：所述单向阻尼流体元件性能稳定可靠、使用寿命长；可为独立的零件，安装于流体装置上，也可以在流体装置上形成上述结构，与装置融为一体，成为功能件的一部分，省去了另行外接单向节流阀器件及其带来的问题，简化了结构同时减少了成本。
11.本发明还提出了一种具有所述单向阻尼流体元件的流体装置；
12.进一步地，所述流体装置为机动车减震器。
附图说明
13.图1为现有的液压单向阻尼阀的示意图；
14.图2为本发明实施例一的截面示意图；
15.图3为本发明实施例一的流体流动示意图；
16.图4为本发明实施例二的截面示意图；
17.图5为图4的c向视图示意图；
18.图6为本发明实施例二的流体流动示意图；
19.图7为本发明在机动车减震器内的安装示意图；
20.图8为图7的局部放大及流体示意图。
21.其中：1-腔体；2-流通腔；21-流通口a处通孔；22-流通口b处通孔；3-单向导流体；31-头部；34-群部；32-底端；4-流通孔；6-扩孔；8-减震器活塞；9-减震器底阀。
具体实施方式
22.为使本发明的技术方案得到充分了解，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分，其他相关部分可参考现有通常设计。
23.此外，除非另有定义，本发明描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本发明描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本发明的限制。
24.本发明描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本发明描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本发明描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
25.此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本发明的描述中使用的“安装”、“设置”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，安装，可以是固定式，也可以是可拆卸式安装；设置，可以是一体式成型，也可以是外加部件；连接，可以是可拆卸式连接，也可以是一体式连接或焊接连接。领域内技术人员可根据具体情况理解其在本发明中的具体含义。
26.下面结合附图2～6对本发明的详细方案作进一步说明。
27.一种单向阻尼流体元件，包括柱状腔体1，柱状腔体1的内部开设有流通腔2，流通腔2内部贯通，两端分别形成流通口a和流通口b，流体可通过流通口a、流通口b在流通腔2内部正反两个方向流动；
28.流通腔2的内部形状根据流体力学特性，设置为在正反两个方向上流体的流动阻力不相同，即：在一个方向上平滑过渡，接近流线型，流体的流动成层流状态，雷诺数re较小，利于流体顺利流动，阻力较小，为顺流状态；当在相反方向流动时，流通腔2内部的结构形式对流体产生强烈的紊流，阻碍流动，雷诺数re较大，产生了明显的阻尼作用，为逆流状态；
29.如此，则所述单向阻尼流体元件整体表现为单向节流阻尼。
30.为实现上述目的，本发明提供实施例一：
31.参阅图2～3：
32.一种单向阻尼流体元件，包括柱状腔体1，柱状腔体1的内部开设有流通腔2，流通腔2内部贯通，两端分别形成流通口a和流通口b,流体可通过流通口a、流通口b在流通腔2内部正反两个方向流动；
33.流体腔2在流通口a处通孔21的口径较大，在流通口b处通孔22的口径较小，二者过渡连接形成漏斗形。
34.当流体从流通口a流入，从流通口b流出时，由于结构特点，流道于流体呈现流线型，因此流体状态接近层流状态，雷诺数re较小，流通较为顺畅，阻尼较小，为顺流状态；
35.当从b口流向a口时，由于小孔处台阶的作用，产生强烈的紊流，雷诺数re较大，阻碍流动，产生了明显的阻尼作用，为逆流状态。
36.上述特征使得所述单向阻尼流体元件表现为单向阻尼的效果；
37.进一步地，在流通口b处开设出扩孔6，其上部与通孔22之间形成倒刺型锐角台阶61，并与扩孔6的孔壁通过倒圆角62连接。当流体从b口流入，流经倒刺型锐角台阶处时，外围的流体被导流至倒圆角62处，并导向至扩孔6的内壁，形成回旋涡流，对所流入的流体形成部分反冲抵消作用，阻碍整个流体的流动，从而形成更大的阻尼；
38.可以理解的是，流体的流通阻力与流体腔2及扩孔6的形状、大小有关。
39.图3表示该实施例流体顺流和逆流的流动示意图。
40.实施例二：
41.参阅图4～6：
42.一种单向阻尼流体元件，包括柱状腔体1，所述柱状腔体1的内部开设流通腔2，所述流体腔2的内部设置有单向导流部件3，流体可从正反两个方向流经流体腔2；所述流体腔2两端分别形成流通口a和流通口b。
43.所述单向导流部件3，包括头部31，群部34及底端32，其中头部31成子弹头形的锥状，向上朝向a口，群部34与流体腔2内壁连接，并沿此处周边设置若干流通孔4，底端32成弧形凹进面。
44.当流体从a口到b口流动时，经过单向导流部件3的锥状后，向下朝周边导流至流通孔4，至流通口b流出。由于结构特点，流道于流体呈现流线型，因此其流动状态接近层流状态，雷诺数re较小，阻尼较小；
45.反之，流体由流通口b到流通口a流向时，当流经底端32的弧形凹进面时，中间部分受到其阻挡并向外部四周反方向导流，与将流过流通孔4的流体相抵抗，产生强烈的紊流，阻碍流动，雷诺数re较大，流体不易通过，因而产生了明显的节流作用；
46.上述特征使得所述单向阻尼流体元件表现为单向阻尼的效果。
47.图6表示该实施例流体顺流和逆流的流动示意图；
48.单向导流部件3可以位于流体腔2的任意位置。
49.可以理解的是，节流阻力的大小与流通孔4的大小、分布数量、头部31及底端32的弧形凹进面的弧度、形状相关。
50.上述实施例的单向阻尼流体元件，可作为独立的零件，安装于流体装置上，也可以在所述流体装置上形成上述结构，与其融为一体，作为流体装置的一部分。
51.作为独立的零件，可以理解的是，为了安装方便，其安装位置加工出螺纹并在合适位置设置内外多边形或槽口等工具着力面，以便用工具将其紧固到装配体上。
52.在一些流体装置如液压系统中，油缸需要锁止及调速并防止抖动的情况下，上述措施带来的益处是：本发明所提供的单向阻尼流体元件，其体积可以做的很小，可将其直接安装于液压油缸的油口上，或集成在液压锁的油缸口内，从而使得液压锁可直接安装在油缸上，如此，既能使油缸锁止更加安全可靠，避免了因管路的破损泄露带来的安全问题，同时也避免了因单向节流阀安装在液压锁之后而产生的油缸抖动问题。
53.本发明还提供一种机动车减震器，其活塞8上设置有本发明所述的单向阻尼流体元件，以取代现有的单向阻尼装置，其安装方式如图7所示：活塞的四周均布有若干个通孔，本发明所提供的单向阻尼流体元件安装于其上，或直接与活塞融为一体，其中，a口朝下，b口朝上，即在减震器压缩过程中，内部流体-液压油处于顺流状态，阻尼较小，而在伸张过程，流体逆流，阻尼力较大，从而形成减震阻尼效果。
54.同理，减震器的底阀9也可按上述方法加工制作，以实现单向阻尼。
55.减震器的其他部分可参见现有技术的相关描述，兹不赘述。
56.上述措施，由于减震器的阻尼设施没有阀片等活动件，从而简单可靠，可显著延长机动车减震器的寿命，同时降低成本。
57.至此，已结合附图所示的优选实施方案对本发明的技术方案进行了详细阐述，应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不偏离本发明的原理的前提下，本领域的技术人员可以对相关技术特征做出等同替换、变形修改、拼接及相互组合，都在本发明的保护范围之内。