專利名稱：具有一個含基準閥門的連續可變閥的減震器的制作方法
技術領域：
本公開內容涉及適于用于懸架系統一諸如用于機動車輛的懸架系統一的液壓阻尼器或減震器。更具體而言，本公開內容涉及帶有外部安裝的電磁控制閥的液壓阻尼器或減震器，該電磁控制閥帶有隨著供給電磁控制閥的電流的變化而產生不同壓力流特性的軟閥門(softvalving)。
背景技術：
本節中的陳述僅提供與本公開內容相關的背景信息，并且可能并不構成現有技術。常規的液壓阻尼器或減震器包括一個其一端適于附接至車輛的簧載質量或非簧載質量的液壓缸。一活塞可滑動地布置在液壓缸內，同時該活塞將液壓缸的內部分隔為兩個流體室。一活塞桿連接至活塞，并從其中適于附接至車輛的另一簧載或非簧載質量處的一液壓缸端部處延伸出來。在減震器的活塞相對于液壓缸的伸展行程中，第一閥門系統通常被納入活塞內，以產生一阻尼載荷。以單管設計被包含在活塞內和以雙管設計被包含在底部閥組件內的第二閥門系統，在減震器的活塞相對于液壓缸的壓縮行程中發揮作用以產生一阻尼載荷。已經開發了各種類型的調整機構來產生與簧載或非簧載質量的位移的速度和/或幅度相關的阻尼力。這些調整機構主要被開發用于在車輛的正常穩定狀態的運轉中提供相對較小或較低的阻尼特性，而在需要拓展的懸架運動的車輛操縱期間，提供相對較大或較高的阻尼特性。車輛的正常穩定狀態的運轉伴隨有車輛非簧載質量的小的或細微的振動，因此需要懸架系統的軟乘坐(soft ride)或低阻尼特性以將簧載質量與這些小振動隔離。而例如在轉彎或剎車操縱的過程中，車輛的簧載質量試圖經歷相對較慢和/或較大的運動或振動，該運動或振動則需要懸架系統的硬乘坐(firm ride)或高阻尼特性以支持簧載質量和為車輛提供穩定的操控特性。通過將高頻率/小幅度的激振與非簧載質量隔離，同時在引起簧載質量的低頻率的/大的激振的車輛操作期間仍然為懸架系統提供需要的阻尼或硬減振，這些用于減震器阻尼速率的可調整機構提供了平滑穩態行使這一優點。通常，這些阻尼特性通過外部安裝的控制閥控制。外部安裝的控制閥的有益之處在于其可以為了維護和替換而方便地移除。減震器的不斷發展包括下述調整系統的發展，該調整系統為車輛設計者提供了一種連續可變系統，該連續可變系統可以為一個車輛特別定制，以提供與該車輛及其懸架系統的各種監測條件相關的特定量的阻尼
發明內容
根據本公開內容所述的減震器包括一個限定了工作室的壓力管。一活塞可滑動地布置在工作室內的壓力管上，該活塞將工作室劃分為上工作室和下工作室。一儲存管圍繞所述壓力管以限定一儲存室。一中間管布置在儲存管和壓力管之間以限定一中間室。一外部控制閥被緊固至儲存管和中間管。該控制閥的入口與中間室連通，以及該控制閥的出口與儲存室連通。控制閥為阻尼器或減震器生成不同的壓力流特性，其控制阻尼器或減震器的阻尼特性。不同的壓力流特性隨著被提供給所述控制閥的電流而變化。外部控制閥也包括調節減震器的軟阻尼特性的能力。該軟阻尼能夠實現在減震器的整個速度范圍內在被提供給控制閥的低電流電平下調節阻尼力。根據本說明書提供的說明，其它領域的應用將變得顯而易見。應理解的是，說明內容和具體實施例僅意在闡釋的目的，而并不意在限制本公開內容的范圍。


在此說明的附圖僅用于闡釋性目的，而并不意在以任何方式限制本公開內容的范圍。圖1圖解了包含根據本公開內容的減震器的機動車輛；圖2是圖1中圖解的減震器中一個減震器的截面側視圖；圖3是圖2中圖解的外部安裝的控制閥的放大的截面側視圖；圖4是根據本公開內容的另一實施方案的外部安裝的控制閥的放大的截面側視圖。
具體實施例方式以下說明在性質上僅是示例性的，而并不意在限制本公開內容、應用，或用途。現在參考其中在多個附圖中相同的參考標號指示相同部件的附圖，在圖1中示出了包含帶有根據本公開內容的減震器的懸架系統的車輛，該車輛用參考標號10標示。車輛10包括后懸架12、前懸架14及車體16。后懸架12帶有適于有效支撐一對后輪18的橫向延伸的后軸組件(未不出)。該后軸通過一對減震器20和一對彈簧22附接至車體16。相似地，前懸架14包括有效支撐一對前輪24的橫向延伸的前軸組件(未示出)。所述前軸組件通過一對減震器26和一對彈簧28附接至車體16。減震器20和26用來緩沖車輛10的非簧載部分(即，前后懸架12、14)相對于簧載部分(即車體16)的相對運動。雖然將車輛10描述為帶有前后軸組件的轎車，但減震器20和26可以用于其他類型的車輛或其他類型的應用中，包括但不限于:包含非獨立前懸架和/或非獨立后懸架的車輛、包含獨立前懸架和/或獨立后懸架或本領域已知的其他懸架系統的車輛。此外，在此使用的術語“減震器”意在指代通常的阻尼器，因此將包括麥弗遜懸架(Mcpherson strut)以及本領域已知的其他阻尼器設計。現在參考圖2，更詳細地示出了減震器20。雖然圖2僅圖解了減震器20，應理解的是，減震器26也包括了下述用于減震器20的控制閥設計。減震器26區別于減震器20的地方僅在于其適于連接至車輛10的簧載和非簧載質量的方式。減震器20包括壓力管30、活塞組件32、活塞桿34、儲存管36、底部閥組件38、中間管40，以及外部安裝的控制閥42。壓力管30限定了工作室44。活塞組件32可滑動地布置在壓力管30中，并將工作室44劃分為上工作室46和下工作室48。在活塞組件32和壓力管30之間布置一密封件，以允許活塞組件32相對于壓力管30的滑動同時不產生不適當的摩擦力，以及將上工作室46相對于下工作室48密封。活塞桿34附接至活塞組件32，并延伸穿過上工作室46并穿過上桿導組件50，該組件50閉合了壓力管30的上端。密封系統密封了上桿導組件50、儲存管36和活塞桿34之間的界面。活塞桿34的與活塞組件32相對的一端適于固定至車輛10的簧載質量。因為活塞桿34僅延伸穿過上工作室46而未穿過下工作室48，活塞組件32相對于壓力管30的伸展和壓縮運動引起上工作室46中的流體取代量和下工作室48中的流體取代量之間的差異。該流體取代量的差異被稱為“桿容積”(rod volume)，并且在伸展運動中，它流過底部閥組件38。在活塞組件32相對于壓力管30的壓縮運動中，活塞組件32中的閥門允許流體從下工作室48流向上工作室46，而流體的“桿容積”如下所述流經控制閥42。儲存管36包圍壓力管30以限定一位于管30和36之間的流體儲存室52。儲存管36的底端被底杯54閉合,該底杯54適于連接至車輛10的非簧載質量。儲存管36的上端附接至上桿導組件50。底部閥組件38布置在下工作室48和儲存室52之間，以控制從儲存室52到下工作室48流體流動。當減震器20在長度上伸展時，根據“桿容積”的概念，下工作室48中需要額外體積的流體。因此，如下文詳述的,流體將通過底部閥組件38從儲存室52流至下工作室48。當減震器20在長度上壓縮時，根據“桿容積”的概念，過量的流體必須從下工作室48中移除。因此，如下文詳述的，流體將通過控制閥42從下工作室48中流向儲存室52。活塞組件32包括活塞體60、壓縮閥組件62和伸展閥組件64。螺母66裝配至活塞桿34以將壓縮閥組件62，活塞體60和伸展閥組件64緊固至活塞桿34。活塞體60限定多個壓縮通道68和多個伸展通道70。底部閥組件38包括閥體72、伸展閥組件74和壓縮閥組件76。閥體72限定多個伸展通道78和多個壓縮通道80。在壓縮行程中，下工作室48中的流體被壓縮，引起作用在壓縮閥組件62上的流體壓力。壓縮閥組件62充當了下工作室48和上工作室46之間的止回閥。如下所述，壓縮行程中減震器20的阻尼特性由控制閥42單獨控制，以及可由與底部閥組件38并聯工作的控制閥42來控制。在一個如下所論述的壓縮行程中，控制閥42控制流體根據“桿容積”的概念而從下工作室48至上工作室46至控制閥42至儲存室52的流動。壓縮閥組件76控制流體在壓縮行程中從下工作室48至儲存室52的流動。壓縮閥組件76可以被設計為安全的液壓釋放閥(reliefvalve)、與控制閥42并聯工作的阻尼閥，或者壓縮閥組件可以從底部閥組件38移除。在伸展行程中，壓縮通道68由壓縮閥組件62閉合。在伸展行程中，上工作室46中的流體被壓縮，引起作用于伸展閥組件64的流體壓力。伸展閥組件64被設計為在上工作室46中的流體壓力越過預定界限時將會開啟的安全液壓釋放閥，或被設計為與控制閥42并聯工作以改變阻尼曲線的形狀的典型壓力閥，如下所述。伸展行程中減震器20的阻尼特性由控制閥42單獨控制，或者由與伸展閥組件64并聯的控制閥42控制，如下所述。控制閥42控制流體從上工作室46至儲存室52的流動。在伸展行程中流入下工作室48的置換流體流過底部閥組件38。下工作室48中的流體的壓力降低，導致儲存室52中的流體壓力開啟伸展閥組件74，并允許流體通過伸展通道78從儲存室52流至下工作室48。伸展閥組件74充當儲存室52和下工作室48之間的止回閥。如下所述，在伸展行程中減震器20的阻尼特性由控制閥42單獨控制，以及可由與控制閥42并聯的伸展閥組件64控制。中間管40在上端接合上桿導組件50，且在下端接合底部閥組件38。中間室82被限定在中間管40和壓力管30之間。通道84形成在上桿導組件50中，以用于流體地連接上工作室46和中間室80。參考圖3，更詳細地圖解了控制閥42。控制閥42包括連接接頭90、軟閥組件92、閥組件94、電磁閥組件96以及外殼98。連接接頭90限定一對準流體通道102的入口通道100，該流體通道102延伸穿過中間管40，以用于中間室82和控制閥42之間的流體連通。連接接頭90被軸向地容納于安裝在中間管40上的套管(collar)104內。一 O型環將連接接頭90與套管104之間的界面密封。套管104優選地是與中間管40不同的件，其通過焊接或本領域已知的任意其他方式安裝至中間管40上。連接接頭90、軟閥組件92、閥組件94和電磁閥組件96都布置在外殼98中，且外殼98通過焊接或本領域已知的任意其他方式附接至儲存管36。閥組件94包括閥座106，而電磁閥組件96包括閥體組件108。閥座106限定了從軟閥組件92接收流體的一軸向孔110，閥體組件108限定了一軸向孔112和多個徑向通道114，該多個徑向通道114與返流通道120連通，其中該返流通道120通過一個穿過儲存管36而形成的流體通道122與儲存室52連通。連接板124被緊固至外殼98，以將連接接頭90和控制閥42的其余部件定位在外殼98中。參考圖2和圖3，將說明當控制閥42單獨控制減震器20的阻尼載荷時減震器20的運行。在回彈或伸展行程中，壓縮閥組件62將所述多個壓縮通道68閉合，并且上工作室46內的流體壓力增加。流體從上工作室46通過通道84被推入中間室82，再通過流體通道102，通過連接接頭90的入口通道100，通過如下所述的軟閥組件92，到達閥組件94。減震器20的更高的流動阻尼特性通過閥組件94和電磁閥組件96的配置確定。同樣地，閥組件94和電磁閥組件96被配置為提供由提供給電磁閥組件96的信號控制的預定阻尼功能。基于車輛10的運行情況，該預定阻尼功能可以在軟阻尼功能至硬阻尼功能之間的任意處。在低活塞速度下，控制閥42保持關閉并且流體穿過在活塞組件32和底部閥組件38中加工的排放通道流動。減震器20的運行因此與典型的雙管阻尼器相類似。在更高的活塞速度下，隨著流體流增加，作用在閥體組件108的柱塞126的流體壓力將使閥體組件108的柱塞126與閥體組件108的閥座128分離，并且流體將在閥體組件108的柱塞126和閥體組件108的閥座128之間流動，通過徑向通道114，通過返流通道120，通過流體通道122，進入儲存室52。使閥體組件108的柱塞126與閥體組件108的閥座128分離所需的流體壓力將由電磁閥組件96確定。活塞組件32的回彈或伸展運動產生在下工作室48中的低壓。伸展閥組件74將開啟以允許流體從儲存室52流至下工作室48。在壓縮行程中，壓縮閥組件62將開啟以允許流體從下工作室48流至上工作室46。由于“桿容積”的概念，上工作室46中的流體將從上工作室46通過通道84，流入中間室82，通過流體通道102，通過連接接頭90的入口通道100，通過如下所述的軟閥組件92，到達閥組件94。類似于伸展或回彈行程，減震器20的阻尼特性由閥組件94和電磁閥組件96的配置確定。同樣地，閥組件94和電磁閥組件96被配置為提供由提供給電磁閥組件96的信號控制的預定阻尼功能。基于車輛10的運行情況，該預定阻尼功能可以在軟阻尼功能至硬阻尼功能之間的任意處。在低活塞速度下，控制閥42保持關閉，并且流體穿過在活塞組件32和底部閥組件38中制造的排放通道流動。減震器20的運行因此與典型的雙管阻尼器相類似。在更高的活塞速度下，隨著流體流增加，作用在閥體組件108的柱塞126上的流體壓力將使閥體組件108的柱塞126與閥體組件108的閥座128分離，并且流體將在閥體組件108的柱塞126和閥體組件108的閥座128之間流動，通過徑向通道114，通過返流通道120，通過流體通道122，而進入儲存室52。使閥體組件108的柱塞126與閥體組件108的閥座128分離所需的流體壓力將由電磁閥組件96確定。因此，伸展行程和壓縮行程兩者的阻尼特性由控制閥42以相同方式控制。類似于通過閥組件94的流體流和閥組件94的阻尼特性，通過軟閥組件92的流體流和軟閥組件92的阻尼產生特性對于壓縮行程和回彈或伸展行程都是相同的。軟閥組件92包括閥體130、閥銷132、進口盤134、孔口盤(orifice disc) 136、間隔物138、上彈簧座140、偏動彈簧(biasing spring) 142和下彈簧座144。閥體130布置在連接接頭90和閥座106之間。一 O型環將閥體130和連接接頭90之間的界面密封，以及一 O型環將閥體130和閥座106之間的界面密封。閥體130限定了多個流體通道146及一個中心孔148。閥銷132延伸穿過中心孔148。進口盤134和孔口盤136布置在閥體130和閥銷132之間，同時該孔口盤136接合于閥體130上的環形帶150，以閉合流體通道146，而進口盤134布置在孔口盤136和閥銷132之間。一個或多個排放孔152由孔口盤136限定，以允許流體的排放流如下所述穿過軟閥組件92。雖然本公開圖解的是帶有排放孔152的孔口盤136，但以環形帶150限定排放孔152也在本公開內容的范圍之內。間隔物138、上彈簧座140、偏動彈簧142和下彈簧座144裝配至閥體130的與進口盤134和孔口盤136相對的一側上的閥銷132。下彈簧座144被緊固至閥銷132以保持軟閥組件92的裝配。偏動彈簧142將閥銷132推至進口盤134，該進口盤134被偏壓至孔口盤136，該孔口盤136被偏壓至閥體130上的環形帶150。軟閥組件92為電磁閥組件96提供了在低電流電平的阻尼力調節。從連接接頭90的入口通道100流至軟閥組件92的流體流被導引至流體通道146。該初始流將流經排放孔152，經過閥座106流至閥組件94。通過閥組件94的流體流在上文中被描述。隨著通過排放孔152的流體流的增加，作用在孔口盤136和進口盤134的流體壓力將最終克服由偏動彈簧142產生的偏置載荷，而孔口盤136將從環形帶150上移開，以開啟軟閥組件92。該流體流也將通過閥座106被導引至閥組件94。軟閥組件92的調節可以通過改變偏動彈簧142的尺寸和/或載荷、改變進口盤134和/或孔口盤136的厚度和/或撓性、改變排放孔152的尺寸和/或數量，以及改變流體通道146的尺寸和/或數量來實現。軟閥組件92的引入能夠實現電磁閥組件96在低電流電平下阻尼曲線形狀的調節或改變，以使減震器20適合特定的車輛性能。因為在電磁閥組件96的高電流電平上，在軟閥組件92上的壓力降與在控制閥42上的壓力降相比非常低，其對于阻尼特性的影響可以忽略。如上所述，軟閥組件92能夠實現電磁閥組件96單就低電流電平下的阻尼曲線形狀的調節或改變。為了變動或改變電磁閥組件96在高電流電平的阻尼曲線，需要改變伸展閥組件64，并需要包含壓縮閥組件76。如果僅有控制閥42控制減震器20的阻尼載荷，伸展閥組件64和壓縮閥組件76被設計為液壓釋放閥，或它們從組件中移除。為了調節或改變電磁閥組件96在高電流電平的阻尼曲線，伸展閥組件64和壓縮閥組件76被設計為在特定流體壓力下開啟的阻尼閥，以與控制閥42并聯地對減震器20的阻尼特性起到一分作用。現在參考圖4，圖解了根據本公開內容的一個軟閥組件192。軟閥組件192是軟閥組件92的直接置換，該軟閥組件192布置在連接接頭190和閥座206之間。連接接頭190是連接接頭90的直接置換，以及閥座206是閥座106的直接置換。通過軟閥組件192的流動和軟閥組件192的阻尼產生特性對于壓縮行程和回彈或伸展行程也是相同的。軟閥組件192包括閥體230、閥銷232、多個進口盤234、孔口盤236和閥保持器238。閥體230布置在連接接頭190和閥座206之間。閥體230限定多個流體通道246及一個中心孔248。閥銷232延伸穿過中心孔248。閥保持器238、多個進口盤234和孔口盤236布置在閥體230和閥銷232之間，同時該孔口盤236接合于閥體230上的環形帶250，以閉合流體通道246。多個進口盤234接合于孔口盤236，以及閥保持器238布置在閥銷232和多個進口盤234之間。一個或多個排放孔252被孔口盤236限定，以允許流體排放流如下所述穿過軟閥組件192。雖然本公開圖解的是帶有排放孔252的孔口盤236，但以環形帶250限定排放孔252也在本公開內容的范圍之內。軟閥組件192為電磁閥組件96提供了在低電流電平下的阻尼力調節。從連接接頭190的入口通道100流至軟閥組件192的流體流被導引至流體通道246。該初始流將流經排放孔252，經過閥座206流至閥組件94。通過閥組件94的流體流在上文中被描述。隨著通過排放孔252的流體流的增加，作用在孔口盤236和多個進口盤234的流體壓力將最終克服多個進口盤234和孔口盤236的彎曲載荷，而孔口盤236將從環形帶250上移開，以開啟軟閥組件192。該流體流也將通過閥座206被導引至閥組件94。軟閥組件192的調節可以通過改變孔口盤236和/或該多個進口盤234的彈性和/或厚度、改變排放孔252的尺寸和/或數量，以及改變流體通道246的尺寸和/或數量來實現。軟閥組件192的引入能夠實現阻尼曲線形狀的調節或改變，以使減震器20適合特定的車輛性能。
權利要求
1.一種減震器,包括: 一個形成一流體室的壓力管； 一個活塞組件，該活塞組件可滑動地布置在所述壓力管內，所述活塞組件將所述流體室劃分為上工作室和下工作室； 一個儲存管，該儲存管圍繞所述壓力管布置； 一個中間管，該中間管布置在所述壓力管和所述儲存管之間，在所述中間管和所述壓力管之間限定一中間室，在所述中間管和所述儲存管之間限定一儲存室；以及 一個控制組件，該控制組件安裝至所述儲存管，所述控制組件帶有與所述中間室連通的一個入口和與所述儲存室連通的一個出口，所述控制組件包括: 一個第一閥組件，該第一閥組件布置在所述入口和所述出口之間；和 一個第二可變閥組件，該第二可變閥組件布置在所述第一閥組件和所述出口之間；其中 所述第一和第二閥組件在所述入口和所述出口之間串聯，使得在所有流體流過所述控制組件期間，來自所述第一閥組件的所有流體流總是流過所述第二閥組件； 所述第二可變閥組件控制流體流以產生所述減震器的可變阻尼特性。
2.根據權利要求1所述的減震器，其中所述第二可變閥組件包括一個閥座、一個柱塞和一個偏動構件，該偏動構件產生可變載荷，該可變載荷將所述柱塞推至與所述閥座接合。
3.根據權利要求2所述的減震器， 其中所述中間室中的流體壓力在遠離所述閥座的方向上推所述柱塞使所述柱塞與所述閥座分離，以開啟所述第二閥組件。
4.根據權利要求2所述的減震器，其中所述第二偏動構件是一個電磁閥組件。
5.根據權利要求4所述的減震器，其中所述第一偏動構件是一個盤簧。
6.根據權利要求1所述的減震器，其中所述第一閥組件限定在所述第一閥組件和所述第二閥組件之間的一個恒定開啟的流體通道。
7.根據權利要求1所述的減震器，其中所述第二閥組件包括一個電磁閥組件，該電磁閥組件控制流體流以產生所述減震器的阻尼特性。
8.根據權利要求1所述的減震器，其中所述第一閥組件的所述閥體限定一個中心孔，所述第一閥組件還包括延伸穿過所述中心孔的一個閥銷，所述第一偏動構件推所述閥銷使其緊靠所述進口盤，以將所述進口盤推至與所述閥體接合。
9.根據權利要求1所述的減震器，其中所述控制組件還包括直接接合所述閥體并直接接合所述閥座的密封件。
10.根據權利要求1所述的減震器，其中所述控制組件還包括一個連接接頭，該連接接頭布置在所述第一閥組件和所述儲存管之間。
11.根據權利要求10所述的減震器，其中所述控制組件還包括直接接合所述閥體并直接接合所述連接接頭的密封件。
12.根據權利要求10所述的減震器，其中所述第一閥組件的所述閥體限定一個中心孔，所述第一閥組件還包括延伸穿過所述中心孔的一個閥銷，所述第一偏動構件推所述閥銷使其緊靠所述進口盤，以將所述進口盤推至與所述閥體接合。
13.根據權利要求1所述的減震器，其中所述第一閥組件包括一個閥體，一個進口盤接合所述閥體，一個第一偏動構件將所述進口盤推至與所述閥體接合。
14.根據權利要求13所述的減震器，其中所述第二可變閥組件包括一個閥座、一個柱塞和一個第二偏動構件，該第二偏動構件產生可變載荷，該可變載荷將所述柱塞推至與所述閥座接合。
15.根據權利要求14所述的減震器， 其中所述第二偏動構件是一個電磁閥組件。
全文摘要
一種包括外部控制閥的減震器，所述外部控制閥控制該減震器的阻尼特性。所述外部控制閥控制流體在減震器的下工作室和儲存室之間以及減震器上工作室之間的流動。所述阻尼特性取決于被施加至控制一流體閥組件的電磁閥的電流量。軟流體閥組件被布置為與流體閥組件串聯，以能夠實現在被提供給電磁閥的低電流電平下的阻尼力調節。
文檔編號F16F9/18GK103148155SQ201210513049
公開日2013年6月12日 申請日期2008年4月15日 優先權日2007年4月16日
發明者G·曼格肖特, D·霍利維爾斯, G·范希斯, P·范米切萊, S·斯凱爾, M·N·奧科赫道 申請人:田納科汽車營運公司