[发明专利]采用级联双活塞双阻尼的减振器

说明书

采用级联双活塞双阻尼的减振器及采用该减振器的车辆，大筒体内采用的第一级活塞配置低刚度的螺旋弹簧和微多孔金属材料作为阻尼元件和中低粘度的液压油作为阻尼介质来快速适应地面的冲击和实时跟随车轮的上下位移；上部车身相连接的第二级活塞组合采用高刚度的碟簧组件，利用碟簧片的变形弛豫能力降低强振动激励条件下的冲击，碟簧片与片之间采用高粘度的工业黄油或液体橡胶作阻尼介质，在碟簧片之间挤压时形成内摩擦和阻尼作用，本发明的级联双活塞筒体双阻尼的减振器具有优秀的防冲击和减振性能。

技术领域

本发明属于减振器(shock absorber)和车辆(vehicle)领域。

技术背景

在现代车辆工程中，随着消费升级的日益提高，对车辆平顺性、舒适性的要求越来越高。当车辆运行中由地面干扰引起的冲击或振动通过车轮传递到车身时，悬架对车身是一个有效的隔振装置，匹配良好的减振器，可以将 90％左右的振动能量阻隔并吸收掉。

车辆悬架，目前广泛采用的是双向作用筒式液压减振器，减振器内的工作介质常采用液压油，作为技术上相对成熟的一种减振器，从阻尼力和吸收能量方面作比较，它重量轻、外形小，能获得比较稳定的阻尼力，并且可以按需要设定和调整工作速度与阻力的函数关系。传统的双向作用筒式液压减振器(详见说明书附图1)，主要部件包括：活塞杆(1)、上部油腔(2)、活塞上分布的流通阀(3)、下部油腔(4)、底阀上的补偿阀(5)和压缩阀(6)、储油腔(外筒7)、活塞上的伸张阀(8)、油封(9)；减振器上/下两端相对运动时，液压油流经阀门上开设的节流通道产生局部剪切和内摩擦作用，由阀两端的压差形成阻尼力，来实现减振器的阻尼特性。双向作用筒式液压减振器工作原理说明如下：在压缩行程时，指车轮移近车身，减振器受压缩，此时减振器内活塞向下移动，活塞下腔室的容积减少，油压升高，油液流经流通阀(3)流到活塞上部的油腔室(上腔2)。上部油腔被活塞杆占去了一部分空间，因而上腔增加的容积小于下腔减小的容积，一部分油液于是就推开压缩阀(6)，流回外筒的储油腔(7)，这些阀系对油的节流作用形成悬架受压缩运动的阻尼力。减振器在伸张行程时，车轮相当于远离车身，减振器受拉伸这时减振器的活塞向上移动，活塞上腔油压升高，流通阀(3)关闭，上腔内的油液推开伸张阀(8)流入下腔(4)，由于活塞杆的存在，自上腔流来的油液不足以充满下腔增加的容积，促使下腔产生一定的真空度，这时储油腔中的油液推开补偿阀(5)流进下腔(4)进行补充，由于这些阀系的节流作用对悬架在伸张运动时起到阻尼作用。

传统的双向作用筒式液压减振器(简称双筒式减振器)存在四大缺点，一是活塞阀和底阀的阀系结构很复杂，产品的一致性受限于加工和装配精度不好保证；二是阻尼作用主要靠阀片的节流作用，活塞每次往复运动时阀片部分的节流面积较小、产生的内摩擦吸能效果有限、虽然能够提供较大的反向作用力，但是吸收转化振动能量的速度不够；三是存在下面详述的高速畸变现象；四是为了形成一定的阻尼作用，通常的传统双向作用筒式液压减振器的内部压力设计在3-5MPa，过高的内压容易导致活塞杆与油封之间摩擦力大，容易导致活塞杆磨损而产生漏油现象，减振器的寿命有限。

传统的双筒式减振器在复原行程末期，活塞处于减振器工作腔顶部，此时，流入下腔的工作液不足以充满减振器下腔，在后续压缩行程初期，活塞便会“空行”一段距离，表现在示功图上为空程。下腔工作液的补偿是由底阀上开设的补偿阀完成的，由于液压减振器的结构所限，补偿阀的开度是有一定限值的，补偿的最大流量也是一定的。减振器复原行程中，下腔要求补偿的流量却是随减振器工作速度的增大而增加的。因此，当速度增大到一定程度时，便会发生补偿阀补油不足的现象，使压缩行程最终出现空程，这称为减振器的高速畸变。双向作用筒式液压减振器，无论将补偿阀设计得如何灵敏，都存在着一个临界速度：当减振器工作速度高于此临界速度时，减振器外特性便会发生畸变，这是一般液压减振器固有的缺陷，若想避免这种高速畸变发生，可以采用充气式/液压组合单筒减振器(即取消外部的油腔)，相当于利用气囊以提高下部油腔内的压力，形成一定的背压，增大了上下油腔之间液压油的流动速度，从而提高临界速度，使减振器具有更高的抗畸变能力。