專利名稱：內(nèi)置電磁閥式三級可調(diào)阻尼減振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種內(nèi)置電磁閥式三級可調(diào)阻尼減振器，屬汽車制造技術(shù)領(lǐng)域。
國外關(guān)于汽車主動懸架系統(tǒng)的研究已有三十多年的歷史，關(guān)于汽車半主動懸架系統(tǒng)的研究也有二十多年的歷史。八十年代之后，美國、日本、德國和英國等發(fā)達國家對此非常重視，隨著計算機芯片技術(shù)的高速發(fā)展以及現(xiàn)代汽車高速行駛的需要，許多成果已被應用到汽車上。目前，世界各大汽車公司及科研單位都投入相當?shù)娜肆臀锪硌芯扛咝阅軆r格比的產(chǎn)品，以便獲得在汽車上廣泛的應用。由于和主動懸架相比，半主動懸架具有相近的性能和價位低的優(yōu)點，故更加引起各方面的重視。
附圖1是Nakashima等人發(fā)明的一種開—關(guān)式電磁鐵驅(qū)動的滑閥式可調(diào)阻尼減振器[United States Patent，Shock Absorber Control System and Method of Controlling theSame，No.4506909]。該發(fā)明所涉及的減振器阻尼力調(diào)節(jié)系統(tǒng)使汽車轉(zhuǎn)彎時處于平穩(wěn)狀態(tài)。該減振器上活動筒3內(nèi)的線圈2與激勵電路相連，線圈內(nèi)安裝的環(huán)形鐵芯1與聯(lián)結(jié)桿4的一端固接。當線圈2解除激勵時，流通控制閥8處在附圖1所示的活塞6中的最低位置，在此處流通閥8不能關(guān)閉活塞孔9，因而油液可較平穩(wěn)地經(jīng)過活塞孔或流通孔，由于此時的節(jié)流面積較大，因此，減振器產(chǎn)生較弱的阻尼力。當線圈2被激勵電路激勵時，環(huán)形鐵芯1和聯(lián)結(jié)桿4在線圈2產(chǎn)生的電磁力作用下上移，以至流通閥8將活塞孔9關(guān)閉，因而油液只能通過流通孔7而在活塞上、下腔之間流通，由于此時的節(jié)流面積較小，因此，減振器產(chǎn)生較強的阻尼力。
這種結(jié)構(gòu)及其工作原理都比較簡單。但它存在較多的缺點1、活塞桿5里套的聯(lián)結(jié)桿4與活塞桿之間頻繁移動，會造成接觸表面的磨損，從而導致泄漏直至減振器失效。
2、由于線圈2和環(huán)形鐵芯1的存在，必將損失一部分活塞的有效行程。
3、由于活塞桿5里套有聯(lián)結(jié)桿4，故活塞桿5直徑必須增大，使減振液的體積減小，從而降低了減振器的減振能力。
4、活塞上的斜向孔一般較難精確加工。
5、電磁閥環(huán)形鐵芯1和聯(lián)結(jié)桿4垂直布置，但減振器垂直方向運動復雜，故較難精確控制環(huán)形鐵芯1和聯(lián)結(jié)桿4的運動。
國內(nèi)在主動和半主動懸架這個領(lǐng)域起步較晚，特別是應用研究是一個涉及面很廣的綜合性課題，由于受許多條件的限制，這方面的研究進展緩慢。在這種狀況下，對半主動懸架的應用與實驗研究就具有非常重要和緊迫的意義。
本實用新型的目的是設(shè)計一種內(nèi)置電磁閥式三級可調(diào)阻尼減振器，使其所消耗的能量遠低于主動懸架，卻有與其相近的性能，且可靠性大大提高。擬采用電磁閥來調(diào)整節(jié)流面積的大小，從而達到實時調(diào)整阻尼力的目的。
本實用新型設(shè)計的內(nèi)置電磁閥式三級可調(diào)阻尼減振器，包括貯油缸筒、工作缸筒、底閥總成、活塞總成、密封總成和活塞桿?；钊偝捎苫钊碗姶砰y組成，電磁閥橫置于活塞中部，電磁閥包括電磁閥芯桿、電磁線圈、電磁閥端蓋，電磁閥端蓋與活塞固定聯(lián)接?；钊牡撞坑幸涣魍ㄩy，流通閥與活塞相固定，流通閥包括流通閥座、流通閥片和流通閥彈簧，流通閥片置于閥座上，彈簧置于流通閥片上，活塞底部二側(cè)開有常通孔，該常通孔通過節(jié)流孔與流通閥座上的中心孔相通，流通閥座底部開有節(jié)流孔。
經(jīng)過對本實用新型設(shè)計的內(nèi)置電磁閥式三級可調(diào)阻尼減振器進行臺架試驗，試驗結(jié)果表明1、該可調(diào)阻尼減振器能產(chǎn)生所要求的三級阻尼工況，且減振器的性能良好，阻尼特性穩(wěn)定。
2、該可調(diào)阻尼減振器的瞬態(tài)響應很快，能夠在12ms之內(nèi)實現(xiàn)阻尼工況的改變并且穩(wěn)定工作在所要切換到的阻尼工況下。
因此，本可調(diào)阻尼減振器具有很重大的實用價值和廣闊的市場前景。


圖1是已有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型設(shè)計的內(nèi)置電磁閥式三級可調(diào)阻尼減振器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是減振器中活塞總成結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖3的左視圖。
圖5是圖3的B-B剖視圖。
以下結(jié)合附圖，詳細介紹本實用新型的內(nèi)容。
圖1中，1是環(huán)形鐵芯，2是線圈，3是活動筒，4是聯(lián)結(jié)桿，5是活塞桿，6是活塞，7是流通孔，8是流通閥，9是活塞孔。圖2中，10是活塞桿，11是密封總成，12是活塞總成，13是貯油缸筒，14是工作缸筒，15是底閥總成。圖3中，41是活塞桿，42是導線，43是活塞，44是導磁園環(huán)，45是電磁線圈，46是電磁線圈骨架，47是導磁墊片，48是電磁閥端蓋，49是電磁閥芯桿，50是流通閥彈簧，51是活塞環(huán)，52是流通閥座，53是流通閥片，54是O形密封圈，55是電磁閥彈簧，56是電磁閥套筒。
如圖2和圖3所示，本實用新型設(shè)計的內(nèi)置電磁閥式三級可調(diào)阻尼減振器，包括貯油缸筒13、工作缸筒14、底閥總成15、活塞總成12、密封總成11和活塞桿10?；钊偝?2由活塞43和電磁閥組成，電磁閥橫置于活塞中部。電磁閥包括電磁閥芯桿49、電磁線圈45、電磁閥端蓋48。電磁閥端蓋48與活塞43固定聯(lián)接?；钊牡撞坑幸涣魍ㄩy，流通閥與活塞相固定。流通閥包括流通閥座52、流通閥片53和流通閥彈簧50，流通閥片53置于閥座52上，彈簧50置于流通閥片上，活塞底部二側(cè)開有常通孔D，該常通孔通過節(jié)流孔C與流通閥座上的中心孔J相通，流通閥座底部開有節(jié)流孔E。
本實用新型設(shè)計的可調(diào)阻尼減振器最突出的特點是在活塞43中裝有一個對稱的雙向作用的小電磁閥，通過這個電磁閥來控制節(jié)流面積的大小，從而實現(xiàn)不同的阻尼狀態(tài)?；钊麠U41內(nèi)有一長孔，導線42由此孔通過，減振器工作時導線42與活塞桿41相對靜止，故可以很好地解決此處密封問題；由于減振器用電磁閥來實現(xiàn)節(jié)流口的切換與保持，雖然活塞中裝了電磁閥，但這個電磁閥占用空間很小，對活塞行程的影響也較小，也較好地克服了可調(diào)阻尼減振器研究中使活塞行程減小的難題該可調(diào)阻尼減振器的外觀與被動減振器很相似，可以直接替換裝在汽車上的被動減振器而不會與相關(guān)的零、部件的運動發(fā)生干涉，因而不需對汽車相關(guān)的零、部件進行重新設(shè)計。
因研究需要，活塞43和活塞桿41、流通閥座52與活塞43之間均采用螺紋聯(lián)接，以使拆卸和調(diào)試方便。如果批量生產(chǎn)時，則可采用焊接或翻邊等連接及定位方式。流通閥彈簧50在批量生產(chǎn)時亦可采用彈性閥片代替，這樣可進一步減小活塞43本身的長度，從而增加活塞的有效行程。
該可調(diào)阻尼減振器的工作原理按復原和壓縮行程分別敘述如下1復原行程在復原行程中，減振器活塞43向上移動。減振器的一部分油液從上腔通過活塞43上四個常通孔D經(jīng)流通閥座52上四個節(jié)流孔C和流通閥座52的中心孔J流入下腔。其中活塞43上四個常通孔D的總面積及流通閥座52的中心孔J面積均較大，可認為此通道的主要節(jié)流阻力來自于流通閥座52上的四個節(jié)流孔C。
當電磁閥芯桿49處于圖中最右端位置時，即緊挨著右邊的導磁墊片47(此時右邊電磁線圈45通電，左邊電磁線圈斷電)，節(jié)流孔A被堵住，油液無法從節(jié)流孔A通過。從圖3中左端B-B剖視圖和最右端圖形可看出，此時活塞常通孔I內(nèi)會有液體流通。因此，一部分油液從上腔經(jīng)活塞上四個常通孔I、節(jié)流孔G和流通閥座52的中心孔J流入下腔。這種狀況下，由于節(jié)流孔G面積較小，故總的節(jié)流面積較小，屬于“硬”阻尼工況。
當電磁閥的閥芯49處于圖中最左端位置時，即緊挨左邊的導磁墊片(此時左邊電磁線圈通電，右邊電磁線圈斷電)，節(jié)流孔G被堵住，油液無法從節(jié)流孔G通過，但一部分油液可從上腔經(jīng)活塞上四個常通孔I、節(jié)流孔A和流通閥座52的中心孔J流入下腔。這種狀況下，由于節(jié)流孔A面積較大，故總的節(jié)流面積較大，屬于“軟”阻尼工況。
當電磁閥芯桿49處于圖示的中間位置左、右兩個電磁線圈均不通電時，由于電磁閥芯桿49與電磁閥套筒56之間有間隙，故此時從上腔流向下腔的流體除了從上腔通過活塞上四個常通孔D、流通閥座52上四個節(jié)流孔C和流通閥座52的中心孔J流入下腔外，還可從上腔通過活塞上四個常通孔I、電磁閥芯桿49與電磁閥套筒56之間的間隙、節(jié)流孔G或A和流通閥座52的中心孔J而流入下腔。通過適當設(shè)計電磁閥芯桿49與電磁閥套筒56之間的間隙，就可使此時的節(jié)流工況介于“硬”阻尼工況和“軟”阻尼工況之間，實現(xiàn)所要求“正?！弊枘峁r。
由于活塞桿的影響，自上腔流來的油液還不足以充滿下腔所增加的容積，下腔內(nèi)會產(chǎn)生一定的真空度，這時儲油缸中的油液便推開補償閥附圖3中沒畫出，可參考附圖2而流入下腔進行補充。2壓縮行程壓縮行程時，減振器活塞43向下移動。油液可從下腔經(jīng)與上述復原行程通道相反的方向流入上腔。流通閥座52上有一流通閥片53，復原行程時，此流通閥片在流通閥彈簧50的作用下閉合，液體不能從流通閥座52上節(jié)流孔E通過而在壓縮行程時，由于上腔壓力小于下腔壓力，且流通閥彈簧50剛度很小，故流通閥很易打開，從而使一部分液體可從下腔經(jīng)流通閥座52上節(jié)流孔E和活塞上四個常通孔D而流入上腔，這樣就可在壓縮行程亦得到三條不同的阻尼力曲線。
由于上腔被活塞桿占去一部分容積，上腔內(nèi)增加的容積小于下腔減小的容積，故還有一部分油液推開壓縮閥而流回貯油缸附圖3中沒畫出，可參考附圖2。
阻尼的調(diào)節(jié)過程為1、當需要減振器工作在“硬”阻尼工況時，左邊電磁線圈斷電而右邊的電磁線圈通以瞬時大電流，在電磁閥芯桿49、電磁閥套筒56、導磁墊片57、導磁圓環(huán)44和電磁閥端蓋48之間形成一電磁回路，從而使電磁閥芯桿49受到一向右的電磁吸力，此電磁吸力將克服彈簧力和流體運動阻力而使芯桿49向右運動到達右端極限位置。當芯桿49到達右極限位置后，磁路中氣隙大大減小，只需在右邊電磁線圈通以小電流就可使芯桿49保持在該極限位置，從而使減振器穩(wěn)定地工作在“硬”阻尼工況。
2、當需要減振器工作在“正?！弊枘峁r時，兩邊電磁線圈均斷電，左右兩個對稱的彈簧所產(chǎn)生的彈簧力使電磁閥芯桿49在中位保持平衡，從而實現(xiàn)“正?！弊枘峁r。
3、當需要減振器工作在“軟”阻尼工況時，右邊電磁線圈斷電而左邊電磁線圈通以瞬時大電流，電磁閥芯桿49在電磁力、彈簧力和流體運動阻力的共同作用下運動到左極限位置。芯桿49到達左極限位置后，給左邊電磁線圈通以小電流就可使芯桿49保持在該極限位置以使減振器穩(wěn)定地工作在“軟”阻尼工況。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)置電磁閥式三級可調(diào)阻尼減振器，包括貯油缸筒、工作缸筒、底閥總成、活塞總成、密封總成和活塞桿，其特征在于，所述的活塞總成由活塞和電磁閥組成，電磁閥橫置于活塞中部，電磁閥包括電磁閥芯桿、電磁線圈、電磁閥端蓋，所述的電磁閥端蓋與活塞固定聯(lián)接，所述的活塞的底部有一流通閥，流通閥與活塞相固定，流通閥包括流通閥座、流通閥片和流通閥彈簧，流通閥片置于閥座上，彈簧置于流通閥片上，活塞底部二側(cè)開有常通孔，該常通孔通過節(jié)流孔與流通閥座上的中心孔相通，流通閥座底部開有節(jié)流孔。
專利摘要本實用新型涉及一種內(nèi)置電磁閥式三級可調(diào)阻尼減振器,包括貯油缸筒、工作缸筒、底閥總成、活塞總成、密封總成和活塞桿,活塞總成由活塞和電磁閥組成,電磁閥橫置于活塞中部。電磁閥端蓋與活塞固定聯(lián)接,活塞的底部有一流通閥,流通閥與活塞相固定。本可調(diào)阻尼減振器能產(chǎn)生所要求的三級阻尼工況,且減振器的性能良好,阻尼特性穩(wěn)定,且瞬態(tài)響應很快,能夠在12ms之內(nèi)實現(xiàn)阻尼工況的改變并且穩(wěn)定工作在所要切換到的阻尼工況下。
文檔編號F16F9/10GK2382895SQ9921793
公開日2000年6月14日 申請日期1999年8月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月13日
發(fā)明者金達鋒, 章意生, 趙六奇, 段曉峰, 陳志林, 黃興惠, 韓曉東 申請人:清華大學