[发明专利]一种自适应多信道多参数液压自控可变阻尼减震器

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种汽车用可变阻尼减震器及其多信道多参数液压自动控制变阻的方法。尤其适用于中高级轿车用减震器，也适用于其他车辆和设备用的减震器。

二、技术现状：

为了改善汽车的行驶平顺性，提高乘坐的舒适性，现代汽车在其悬架系统中广泛地采用了液力减震器。目前，在中高级以下车型上应用的传统的不可变阻尼减震器由于它们的功能定位是震动能量的消耗，在设计方法上是将减震器的阻尼特性分为低频区和高频区分别控制，低频区的阻尼特性由常通孔决定；高频区则由蝶阀的开口来决定。由于低频区的阻尼特性是由常通孔决定的，不能随负载、道路状况、行车速度自动调节阻尼；而高频区的阻尼特性由于蝶阀阀片的开闭受材质的均匀性以及疲劳和温度的影响很大，设计值不能准确控制，性能不稳定；使得配备这类产品的车辆的平顺性和舒适性较差。为了满足人们对舒适性的进一步要求，上世纪人们就开展了对可变阻尼减震器的研究，试图通过减震器阻尼随实际需求而改变来改善车辆的平顺性和舒适性，并取得了显著地效果。传统的可变阻尼减震器的控制模式均是由多路传感器信号采集→信号转换和处理→执行机构→调节阻尼等几个环节组成。但是，由于这种控制模式的固有弊端---响应时滞和成本高昂，严重的阻碍了它在中高级汽车车型悬架上的应用。今天，随着道路条件的改善和车辆进入家庭，人们对乘坐舒适性必然会有更高的要求。要进一步提高车辆的全路面行驶的平顺性和乘坐的舒适性，这种控制模式很难适用，只有对这种控制模式进行革命和创新。

三、发明目的和解决方案：

本发明的目的就是要研发一种结构简单，成本较低的，阻力特性是根据典型路况事先设定的变化曲线而变化的主动防震的，性能可靠和使用寿命长的新型可变阻尼减震器及其阻尼调节的方法。

本发明的解决方法是：减震器由筒体4、工作缸15、内缸盖1、弹簧座23、螺盖2、弹簧3、分流阀芯5、钢球6、弹簧座7、弹簧21、活塞9、螺塞8、弹簧10、伸张阀芯11、压缩阀芯12、活塞杆14、弹簧13和22、导向套16、支撑环17、O形圈18、油封19、螺帽20等组合构成。由内缸盖1、弹簧座23、弹簧3、螺盖2、分流阀芯5组成分流阀；由螺塞8、弹簧10、伸张阀芯11、压缩阀芯12、活塞杆14、弹簧13和22组成压缩阀和伸张阀；由内缸盖1、钢球6、弹簧21、弹簧座7组成补油阀。将原有的常通孔加蝶阀式压缩阀、伸张阀和分流阀改为滑阀式压缩阀、伸张阀和分流阀；将原有信号采集→信号转换和处理→执行机构→调节阻尼的控制模式改为压力、位移、速度、加速度、弹簧力和液阻力多参数液压自动控制模式；将减震器阻尼特性由震动频率控制改变为静态负载包括惯性负载和动态负载包括脉冲负载控制。根据减震器的负载性质分别采用不同的控制信号和不同的控制方式，具体地说，车辆静载和惯性负载的变动调节，由车身相对车桥的压力信号直接控制压缩阀芯12和分流阀芯5；将原用的由高速步进电机推动节流阀芯的控制方式改为由减震器工作腔下腔的压力直接控制，即由负载所产生的压力直接推动滑阀式节流阀芯来调节节流口大小的控制方式。道路状况调节，主要是针对阶跃负载(如减速带类路面凸块或路面破损的凹坑)采用压差控制，即由减震器活塞9上下腔的压差来控制压缩阀芯12和伸张阀芯11的开度的控制方式。行驶速度调节，一方面随着车辆运动速度的加快，其上下运动的速度亦加快，动压提高，它直接作用在压缩阀芯12和伸张阀芯11的控制面上，迅速跟踪行车速度和路面状况调节阻尼；另一方面，行驶速度的提高同样提高了减震器的运动速度，使得流经节流口的流量增大，在节流口面积随路面状况变化的情况下，对应地自动提高了阻尼，以提高车辆的高速行驶的稳定性和操控性。这样一来，就对现有可调阻尼技术进行了彻底的革命，使得本发明的控制信号的采集处理方式更加直接、简便、可靠，无转换环节；控制方式反应迅捷、稳定。相对现有的可调阻尼减振器的控制方式和控制信号的采集处理方式大大地减少成本和简化了结构。同时，优化了控制系统：将传统的摸拟控制或数字控制改变为自适应控制，将传统的被动减震改变为主动防震，从而提高控制系统的响应速度和性能并简化控制系统。

四、附图说明：

附图1是本发明的结构原理图。

五、实施方式：

本发明的具体实施方式是：当车辆的负载增加后，只要车辆起步，减震器活塞下腔的压力升高，打破了压缩阀芯12的平衡，推动其压缩弹簧13和22上移，关小了压缩阀芯12与活塞杆14之间的的常通节流口的面积，使之与车辆的负载相适应；同样也推动分流阀芯5压缩弹簧3并关小了弹簧座23与节流阀芯5之间的常通孔，实现了静载动态变阻。当车轮碰到凸起的块状物时，活塞9下腔的压力迅速增加，该压力同时作用在压缩阀芯12的下端面积上，推动其压缩弹簧13和22打开了其下端面与活塞杆14之间的节流孔，节流口加大，阻尼力减小；同样也推动分流阀芯5压缩弹簧3下移，打开了可变节流口，活塞下腔的油液迅速分别地排到活塞9的上腔和工作缸15与筒体4之间的储油室，减震器迅速缩回，减少了凸块对车身的冲击。当车轮跌向凹坑时，减震器在悬架弹性元件的弹簧力作用下向外伸出，此时活塞9上下腔的压差倒置，上腔的压力迅速推动压缩阀芯12压缩弹簧10并下移关闭了压缩阀的节流口通道，活塞上腔的油液经活塞杆14上的节流孔流进活塞杆14与压缩阀芯12上端组成的容腔，推动伸张阀芯11压缩弹簧10打开节流口流进活塞9的下腔，不够填满容腔的油液由钢球6打开从工作缸15与缸筒4之间的储备油液吸入补充。当车辆急刹或拐弯，都会造成某一位置的减震器的惯性载荷增加，此时减震器活塞下腔的压力会随之提高并作用于压缩阀芯12的下端面积上，推动其压缩弹簧13和22上移，关小了压缩阀芯12与活塞杆14之间的的常通节流口的面积，增加阻尼，同样也推动分流阀芯5压缩弹簧3下移关小了其常通孔，同步提高了阻尼，阻止车辆的点头和倾斜现象的加剧。