CN203477160U - 一种阻尼主动可调的液压减振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种阻尼主动可调液压减振器，包括油缸，活塞，单向阀，液压马达，飞轮，双作用液压缸，双作用液压缸活塞，推杆，滑动电阻，电磁铁A，电磁铁B，摩擦片。油缸被活塞分成上油腔和下油腔，上油腔和下油腔通过管路、液压马达相连；液压马达与飞轮固定连接，并与摩擦片相接触。双作用液压缸活塞与双作用液压缸密封连接并将其分为左缸、右缸，推杆与双作用液压缸活塞连接并从左缸、右缸两端凸出。电磁铁A与电磁铁B极性相反安装，电磁铁B与摩擦片相连接；推杆可改变滑动电阻大小，改变电磁铁A和电磁铁B之间作用力，从而改变摩擦片与飞轮间摩擦力，最终改变液压马达对管路中油液阻力，本实用新型可实现减振器阻尼实时主动可调。

Description

一种阻尼主动可调的液压减振器

技术领域

本实用新型涉及一种减振器装置，特指一种阻尼主动可调的液压减振器。 

背景技术

汽车减振器安装在车架和车桥之间，可对车身的振动进行衰减。传统减振器的工作原理是：当汽车悬架高度压缩时，减振器随之压缩，减振器活塞下移，下油室油压升高，流通阀和压缩阀打开进行卸荷；当汽车车轮向下运动远离车架时，减振器复原，减振器活塞上移，上油室油压升高，伸张阀和补偿阀打开进行卸荷。 

传统的减振器阻尼值固定，没有阻尼可变这一功能。 

目前，已有多种阻尼可调的液压减振器设计公开。如，浙江大学王庆丰的车辆悬架阻尼主动可调的液压减振器(申报专利号02111068.9)。但这些设计仍存在以下问题：一是减振器工作过程中液压油温度升高，减振器性能降低；二是结构复杂，制造成本高昂，难以推广。 

发明内容

为解决上述问题，本实用新型旨在提供一种减振器装置，用于解决传统减振器装置性能不稳定、阻尼不可调、结构复杂，制造成本高昂等不足。 

本实用新型采用的技术方案： 

本实用新型包括油缸，浮动活塞，单向阀若干，液压马达，飞轮，双作用液压缸，滑动 电阻，电磁铁A，电磁铁B，摩擦片。减振器利用液压马达两端压力差，推动双作用液压缸活塞左右运动，推杆带动可变阻尼杆改变可变阻尼接入电路的大小，使得电路电流发生变化，电磁铁A，电磁铁B之间的排斥力随之发生变化，从而改变摩擦片与飞轮间的摩擦力，最终改变液压马达对管路油液的阻力，使减振器的阻尼随路况发生变化。 

液压马达施加于管路油液的阻力发生变化，从而达到变减振器阻尼的功能。减振器的振动能转化为机械能，并最终通过摩擦以热能形式散耗掉，达到了降低油液温度，使减振器保持优良性能的功能。 

本实用新型的有益效果 

1、减振器通过管路和液压马达的连接，将减振器的振动能量转化为机械能，并通过摩擦片和液压马达飞轮的摩擦，将机械能转化为热能形式耗散掉，避免了因为液压油温度升高，而影响减振器性能的情况； 

2、本实用新型对执行器件要求低、性能可靠，由于液压马达两端的压力差反馈特性，使得它能够大范围适应各种路况，可以实现阻尼主动可调，具有电控半主动悬架的大部分功能； 

3、本实用新型未应用传感器和高性能微处理器，使得成本大大降低，可作为各种车辆和机械装置的减振和隔振部件。 

附图说明

为了更全面地理解本实用新型的结构和工作原理，结合以下附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。 

图1是阻尼主动可调的减振器的俯视图； 

图2是阻尼主动可调的减振器的局部主视图； 

图3是阻尼主动可调的减振器的局部右视图； 

图4是管路d四条支路d1、d2、d3，d4的示意图； 

图5是压缩行程时管路d内油液流动路线； 

图6是伸张行程时管路d内油液流动路线。 

图中：1、油缸，2、浮动活塞，3、活塞，4、活塞杆，5、13、14、15、单向阀，6、液压马达，7、飞轮，8、双作用液压缸，9、双作用液压缸活塞，10、推杆，11、可变电阻杆，12、弹簧，16、可变电阻，17、电源，18、保护电阻，19、电磁铁A，20、电磁铁B，21、摩擦片。 

具体实施方式

图1是阻尼主动可调的减振器的俯视图。 

如图2所示，减振器包括油缸1、浮动活塞2、活塞3和活塞杆4。油缸1被浮动活塞2和活塞3分成压缩空气腔a、上油腔b和下油腔c。所述浮动活塞2直径与油缸1相同，可自由地沿油缸1轴向滑动，与油缸1一端构成一密闭腔体，在密闭腔体内充有高压空气，保证油缸1内油液与空气不接触。浮动活塞2和活塞3均与油缸1内壁密封接触。活塞杆4与活塞3连接，并从油缸1的下端凸出。压缩空气腔a能有效地减少车轮收到突然冲击时产生的高频振动，并且补偿由于活塞杆4进入油缸1内，油缸1储油容积的减少量。上油腔b与下油腔c之间的油液通过管路d、 单向阀(5、13、14、15)及液压马达(6)相连。如图4所示，管路d由四条支路(d1、d2、d3、d4)组成，支路d1首端与油缸1相连，与上油腔b连通，尾端与液压马达6上部相连，中间连有单向阀14；支路d2首端与支路d1通过三向流通阀连接，尾端与支路d4通过三向流通阀连接，中间连有单向阀13；支路d3首端与支路d1通过三向流通阀连接，尾端与支路d4通过三向流通阀连接，中间连有单向阀15；支路d4首端与油缸1相连，与下油腔c连通，尾端与液压马达6下部连接，中间连有单向阀5。管路d内的油液流经液压马达6，驱动液压马达6转动。四个单向阀(5、13、14、15)分为两组，单向阀(5、14)为第一组单向阀，允许上油腔b的油液流经所述液压马达6后流入下油腔c，单向阀(13、15)为第二组单向阀，允许下油腔c的油液流经液压马达6后流入上油腔b。由于单向阀(5、13、14、15)的作用，使得管路d中的油液始终由上至下流经液压马达6。如图5所示，当压缩行程时，活塞3向上运动，上油腔b油液流经单向阀14、液压马达6，单向阀5至下油腔c，由于此时，单向阀15上端油液压力大于下端，单向阀13右端油液压力大于左端，因此，油液不会通过单向阀(13、15)；如图6所示，当伸张行程时，活塞3向下运动，下油腔c油液流经单向阀13、液压马达6，单向阀15至上油腔b，由于此时单向阀14右端油液压力大于左端，单向阀5左端油液压力大于右端，因此，油液不会通过单向阀(5、14)。所以，管路d中的油液始终由上至下流经液压马达6。飞轮7与液压马达6的输出轴固定相连，从而飞轮7绕同一方向转动。 

如图2所示，管路(e、f)与液压马达6上下管路通过三向流通阀连通，并通向双作用液压缸8的左缸g和右缸h。双作用液压缸活塞9与双作用液压缸8密封接触，并将其划分为左缸g、 右缸h。推杆10与双作用液压缸活塞9连接并从左缸g、右缸h两端凸出。由于管路d中油液流经液压马达6时对其做功，且液压马达6上管路油压始终大于下管路，因此左缸g中油压始终大于右缸h。弹簧12绕在推杆10上并位于右缸h中，弹簧12不仅弥补左、右缸的压力差，也为双作用液压缸活塞9提供向左的回复力。推杆10与可变电阻杆11连接，可推动可变电阻杆11左右滑动。 

如图3所示，电路包括可变电阻16、电源17、保护电阻18、电磁铁A19、电磁铁B20。电磁铁A19与电磁铁B20极性相反安装，由于通电方向相反，从而产生排斥力。电磁铁B20左端与摩擦片21相连，随着可变电阻16的调节可以来回移动，电磁铁A19固定于车桥刚性位置，不可移动。摩擦片21与飞轮7贴合，对飞轮7施以压力，因为摩擦力与压力成正比，所以摩擦片21与飞轮7间有可变的摩擦力，从而飞轮7的机械能可通过摩擦以热能形式耗散掉。并且通过液压马达6为管路d中的油液提供阻力，形成减振器的阻尼。通过可变电阻杆11的左右滑动，可变电阻16接入电路中的电阻值也发生变化，从而改变电流大小。当可变电阻杆11受推杆10约束向右滑动时，电路中的电阻值变大，电流减小，从而电磁铁A19，电磁铁B20的排斥力减小，使得摩擦片21施加于飞轮7的压力也相应减小，所以摩擦片21与飞轮7间的摩擦力减小，此时，液压马达6对管路d中油液的阻力也减小，从而减振器的阻尼减小；当可变电阻杆11受推杆10约束向左滑动时，电路中的电阻值变小，电流增大，从而电磁铁A19，电磁铁B20的排斥力增大，使得摩擦片21与飞轮7间的摩擦力也相应增大，此时，液压马达6对管路d中油液的阻力也增大，从而减振器的阻尼增大。平衡位置时，可变电阻杆11位于可变电阻16中点处， 当油液流动时，由于双作用液压缸8的左缸g压力始终大于右缸h，所以可变电阻杆只受到推杆10向右的推力，因而平衡位置时，接入电路的电阻值为最大。保护电阻18为电路提供短路保护。 

工作原理 

当路况优良时，路面对减振器的激励较小，管路d中油液流速较慢，从而反映在液压马达6两端的压力差也较小，压力差作用于双作用液压缸活塞9上的推力与弹簧12的力相等，此时双作用液压缸活塞9处于平衡位置波动。可变电阻杆11位于可变电阻16中点处，电路为大电流，电磁铁A19，电磁铁B20间排斥力较大，摩擦片21施加于飞轮7的摩擦力较大，从而液压马达6为管路d中油液提供大的流动阻力，减振器具有大阻尼。此时满足在良好路况行驶下的车辆对舒适性和安全性的要求。 

当路况恶劣时，路面对减振器的激励很大，管路d中油液流速较快，从而反映在液压马达6两端的压力差也升高，此时由于双作用液压缸8的左右缸压力差变大，压力差作用于双作用液压缸活塞9上的推力增大，从而推动双作用液压缸活塞9克服弹簧12的力向右运动。由于推杆10的约束，可变电阻杆11向右滑动，电路中接入电阻值变大，电流减小。电磁铁A19，电磁铁B20之间的斥力也相应减小，摩擦片21对飞轮7的摩擦力减小，从而液压马达6对管路d内油液提供的流动阻力减小，减振器阻尼减小。此时满足在恶劣路况行驶下的车辆对舒适性和安全性的要求。 

不同路况时，由于液压马达6两端压力差不同，最终减振器的阻尼也不相同，可以使得 车辆根据行驶路况的好坏自适应地调节悬架阻尼大小以实现半主动悬架的最优控制。减振器的振动能转化为机械能，并最终通过摩擦以热能形式散耗掉，达到了降低油液温度，使减振器保持优良性能的功能。 

Claims (6)

1.一种阻尼主动可调的液压减振器，其特征在于：包括油缸(1)，浮动活塞(2)，活塞(3)，单向阀(5、13、14、15)，液压马达(6)，飞轮(7)，双作用液压缸活塞(9)，推杆(10)，可变电阻(16)，电磁铁A(19)，电磁铁B(20)，摩擦片(21)；所述油缸(1)被浮动活塞(2)和活塞(3)分成压缩空气腔a、上油腔b和下游腔c；所述浮动活塞(2)一端与油液接触，一端为密封气体腔室；所述单向阀(5、13、14、15)以特定方式安装；所述飞轮(7)与液压马达(6)的输出轴固定相连，并与摩擦片(21)相接触；所述双作用液压缸活塞(9)推动可变电阻杆(11)左右滑动；所述电磁铁B(20)与摩擦片(21)相连接。 

2.根据权利要求1所述的一种阻尼主动可调的液压减振器，其特征在于：所述油缸(1)被活塞(3)隔离成上油腔b和下游腔c，上油腔b和下游腔c通过管路d、单向阀(5、13、14、15)及液压马达(6)相连。 

3.根据权利要求1所述的一种阻尼主动可调的液压减振器，其特征在于：所述浮动活塞(2)安装于油缸(1)内部，直径与油缸(1)相同，可自由地沿油缸(1)轴向滑动，与油缸(1)一端构成一密闭腔体，在密闭腔体内充有高压空气，保证油缸(1)内油液与空气不接触。 

4.根据权利要求1所述的一种阻尼主动可调的液压减振器，其特征在于：所述电磁铁A(19)与电磁铁B(20)极性相反安装。 

5.根据权利要求1所述的一种阻尼主动可调的液压减振器，其特征在于：所述双作用液压缸 活塞(9)与双作用液压缸(8)密封接触，并将其划分为左缸g、右缸h，推杆(10)与双作用液压缸活塞(9)连接并从左缸g、右缸h两端凸出，所述推杆(10)与可变电阻杆(11)连接，可推动可变电阻杆(11)左右滑动。 

6.根据权利要求2所述的一种阻尼主动可调的液压减振器，其特征在于：所述管路d由四条支路(d1、d2、d3、d4)组成，支路d1首端与油缸(1)相连，与上油腔b连通，尾端与液压马达(6)上部相连，中间连有单向阀14；支路d2首端与支路d1通过三向流通阀连接，尾端与支路d4通过三向流通阀连接，中间连有单向阀(13)；支路d3首端与支路d1通过三向流通阀连接，尾端与支路d4通过三向流通阀连接，中间连有单向阀(15)；支路d4首端与油缸(1)相连，与下油腔c连通，尾端与液压马达(6)下部连接，中间连有单向阀(5)。管路d内的油液流经液压马达(6)，驱动液压马达(6)转动。 

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