減振器防塵罩的製作方法

2023-04-29 01:42:46 1

專利名稱：減振器防塵罩的製作方法
技術領域：
本公開內容涉及供車輛的懸架系統使用的阻尼器或減振器。更具 體而言，本公開內容涉及一種這樣的阻尼器或減振器，所述阻尼器或
減振器包括一動態減振器以減少傳至客廂的振動和/或噪聲。
背景技術：
這部分的陳述僅提供了與本公開內容相關的背景信息，可能並不 構成現有技術。
減振器與汽車懸架系統和其他車輛的懸架系統結合使用，以吸收 在車輛運行過程中出現的不希望的振動。為了吸收這種不希望的振動， 減振器連接在車輛的簧上質量(車身)和簧下質量(懸架系統)之間。 活塞位於減振器的壓力管內，並且連接至車輛的簧上質量。壓力管連 接至車輛的簧下質量，並且通常被注滿液壓流體。因為當減振器壓縮 或者伸張時活塞具有限制壓力管內的液壓流體流動的能力，所以減振 器能夠產生一阻尼力，該阻尼力抵消掉原本會從車輛的懸架(簧下質 量)傳至車身(簧上質量)的振動。
傳統的雙管式減振器包括其中布置有活塞的壓力管，以及圍繞所
述壓力管的儲存管(reserve tube)。活塞杆連接至活塞，並且延伸 穿過壓力管和儲存管的上端。在壓力管的下端，底閥(base valve) 位於壓力管和儲存管之間。所述底閥控制在壓力管所限定的工作室和 儲存管所限定的儲存室之間的流體流動。阻尼力由以下兩種流體的限 制流動產生 一種是穿過活塞中的通道和閥系(valving)流體，所述活 塞調節在工作室內流體在活塞的相對兩側之間的通行；另一種是穿過 座閥中的通道和閥系的流體，所述底閥調節流體在工作室和儲存室之 間的底閥的相對兩側之間的通行。
由於活塞杆僅位於活塞的一側，相比於伸張行程，在壓縮行程中 排出不同量的流體。流體量的差異被稱為杆容量(rod volume)。在 壓縮行程中，杆容量的流體被推出壓力管，通過底閥進入儲存管。在伸張行程中，杆容量的流體沿相反方向從儲存管通過底閥流入壓力管。 活塞杆在其下端被活塞支撐，並且在減振器的上端被杆導向器滑 動地容納。因此杆導向器起到了杆的滑動軸承的作用。所述杆導向器 將活塞杆正確定位在壓力管中並且也充當壓力管和儲存管兩者的閉合
件(closure member)。為了使活塞杆平穩滑動穿過杆導向器，在杆 導向器的軸承部分的內周緣和活塞杆的外周緣之間形成有微小間隙。 這種微小間隙允許液壓流體將活塞杆和杆導向器之間的界面潤滑。
懸架系統是乘用車中所產生的內部結構性噪聲的重要來源。減振 器產生高頻力(50~ 1000HZ),所述高頻力在減振器級別是聽不到或 者很難聽到的。止回閥的液壓轉換、打開和關閉、以及各種組件之間 的摩擦通常是這種非線性現象的根本原因。
這些振動在車輛的整個車身傳播，並且局部地在車身的各種局部 結構處諸如淺盤形地板(floor pan)、車架及其他結構處，這些振動 被削弱。然後，這些結構產生大部分位於大約150~ 300Hz的典型低頻 "敲擊"噪聲。這些因傳播而產生的"敲擊"噪聲通常被稱為呼嗒或 者咯吱噪聲。
用於減振器的頂部支座是減振器和車輛車身之間的橡膠界面，並 且這種支座應完全濾掉這些振動。最優的噪聲、振動和不平順性(NVH) 性能需要高頻率下的4氐動態剛度(low dynamic stiffness)。然而， 該性能要求必須根據用於要求高靜態剛度的操縱、轉向和制動活動的 準靜態性能來獲得。
所述問題的一個根本原因已被認為是未充分阻尼的減振器活塞 杆。活塞杆在由杆質量、頂部支座動態剛度和阻尼器油可壓縮性所確 定的150~ 400 Hz的範圍內共振振動。圖6示出了減振器的機械上等 同的彈簧-質量-阻尼器系統。正如在圖6中可看到的，事實上存在 兩個自由度(兩個振動質量)。第一個是活塞杆，第二個是阻尼器管 或多個阻尼器管。然而，由活塞杆引起的傳送力是最高的，因此這種 共振是最主要的。杆共振頻率的公式是
激勵是由止回闊的液壓轉換、打開和關閉以及在產生壓力波的減述活塞杆將共振振動。藉助於排出的內部液壓阻尼將降低所形成的
活塞杆加速級別和傳送力。圖7示出了對於特定減振器所測得和仿真 的共振。圖7表明共振頻率位於大約320 Hz。為了提高NVH性能，希 望減小或者消除該共振頻率。

發明內容
本公開內容提供了 一種用於減振器的活塞杆的調諧動態減振器 (tuned dynamic vibration absorber)。 調諧動態減振器是一種抑
制特定共振頻率的振動的有效和簡易方法。調諧動態減振器被設計為 通過增加一簡單的彈簧/質量系統，來抑制第一階系統的共振。必須選 擇所增加系統的彈簧剛度(spring rate)和質量，使得該系統具有相 等於"問題"系統的共振頻率的自有共振頻率。用於減振器的防塵罩 被設計為所述調諧動態減振器。
從本說明書中所提供的說明中，更多的適用領域將變得顯而易見。 應理解的是，所述說明和具體實施例僅意在示例，並不意在限制本公 開文本的範圍。


在此所描述的附圖僅為了示例性目的，而不意在以任何方式限制 本7>開文本的範圍。
圖l是一汽車的示意圖，該汽車包括具有根據本公開文本的調諧 動態減振器的減振器；
圖2是包含有根據本公開文本的調諧動態減振器的減振器的側視
圖，部分為截面圖3是圖2中所示的調諧動態減振器的放大截面圖4是減振器和動態減振器的等效機械系統；
圖5是示出活塞杆和動體減振器共振的曲線圖6是不具有動態減振器的減振器的等效機械系統；以及
圖7是示出不具有動態減振器的活塞杆的共振的曲線圖。
具體實施例方式
下面的說明本質上僅是示例性的，並且不意在限制本公開文本、 本申請或其使用。現在參照附圖，在這些附圖中相同的參考數字標示 在多個圖中相同或者相應的部分，在圖1中示出了包含有包括根據本
公開文本的動態減振器的減振器的車輛，所述車輛總體由參考數字10 標示。車輛10包括後懸架系統12、前懸架系統14和車身16。後懸架 系統12包括適於可操作地支撐一對後輪18的一對後懸架臂。每個後 懸架臂藉助於減振器20和螺旋彈簧22附接至車身16。類似地，前懸 架系統14包括適於可操作地支撐一對前輪24的一對懸架臂。每個懸 架臂藉助於減振器26和螺旋彈簧28附接至車身16。後減振器20和 前減振器26用於阻尼車輛10的簧下部分(即，前懸架系統14和後懸 架系統12)相對於車輛10的簧上部分(即，車身16)的相對運動。 儘管車輛10已被描述為具有獨立的前懸架系統14和後懸架系統12的 乘用車，但是減振器20和26也可用於具有其他類型的懸架和彈簧的 其他類型車輛，或者用在其他類型的應用中，所述其他類型的應用包 括但不限於，包含空氣彈簧、板簧、非獨立前懸架系統和/或非獨立後 懸架系統的車輛。而且，本說明書中所用的術語"減振器"概括地指 代阻尼器，因此會包括麥弗遜立柱(MacPherson strut )、彈簧座單元 以及本領域中公知的其他減振器設計。
現在參照圖2,更加詳細地示出了後減振器20。儘管圖2僅示出 了後減振器20，應理解的是，前減振器26也被設計為包括根據本公 開文本的動態減振器。前減振器26與後減振器20的區別僅在於它適 於被連接至車輛10的簧上部分和簧下部分的方式。減振器20包括壓 力管30、活塞組件32、活塞杆34、儲存管36和底閥組件38。
壓力管30限定一工作室42。活塞組件32被滑動地布置在壓力管 30內，並且將工作室42劃分為上工作室44和下工作室46。在活塞組 件32和壓力管30之間布置一密封件48,以不僅將上工作室44與下 工作室46相密封，而且允許活塞組件32相對於壓力管30滑行運動， 而不產生不適宜的摩擦力。活塞杆34附接至活塞組件32並且延伸穿 過上工作室44並穿過上部的杆導向器50，所述杆導向器50將壓力管 30和儲存管36兩者的上端封閉。密封系統52將杆導向器50、儲存管36和活塞杆34之間的界面密封。活塞杆34的與活塞組件32相對的 末端適於固定至車輛10的簧上部分。在活塞組件32在壓力管30內運 動的過程中，活塞組件32中的閥系控制上工作室44和下工作室46之 間的流體運動。因為活塞杆34僅延伸穿過上工作室44而沒有穿過下 工作室46,活塞組件32相對於壓力管30的運動引起上工作室44中 排出的流體量的差異，當與下工作室46中排出的流體量相比時。所排 出的流體量的差異是杆容量，並且它流過底閥組件38。
儲存管36圍繞壓力管30，以限定位於所述管之間的儲存室54。 儲存管36的底端被端蓋(end cap ) 56封閉，所述端蓋適於連接至車 輛10的簧下部分。通過將儲存管36的開口端機械變形以形成一定位 凸緣58，儲存管36的上端被附接至杆導向器50。底岡組件38被布置 在下工作室46和儲存室54之間，以控制兩個室之間的流體——杆容 量的流體一一的流動。當減振器20長度伸長(伸張)時，下工作室 46中需要額外的流體量。因此，流體將從儲存室54穿過底岡組件38 流至下工作室46。當減振器20長度縮短(壓縮)時，多餘的流體必 須從下工作室46中移出。因此，流體將從下工作室46穿過底閥組件 38流至儲存室54。在伸張行程中減振器20的阻尼特徵被活塞組件32 中的閥系控制，在壓縮行程中減振器20的阻尼特徵被底閥組件38中 的閥系控制。
動態減振器70附接至活塞杆34，以抑制活塞杆34在其共振頻率 的振動。動態減振器70還起到防塵罩的作用，該防塵罩保護並遮擋活 塞杆34免於接觸水或者其他汙染物。動態減振器70包括阻尼質量 (damping mass) 72、蓋(cap) 74、保持器(retainer) 76和一對 彈性支座78。
阻尼質量72是一個構成減振器20的防塵罩的杯狀構件。杯狀阻 尼質量72的底部80限定一孔82，活塞杆34和蓋74延伸穿過所述孔。 杯狀阻尼質量72的環形壁84從底部軸向延伸以不僅覆蓋儲存管36還 覆蓋活塞杆34。
蓋74限定環形體86、上部凸緣88和下部凸緣90，所述環形體 86沿著活塞杆34的側面向下延伸，該上部凸緣88從環形體86向內 徑向延伸以接合活塞杆34上的軸肩，該下部凸緣90從環形體向外徑向延伸至杯狀阻尼質量72內的、位於底部80下方的位置，如圖2和 圖3中所示。當裝配進車輛時，減振器上支座將接合上部凸緣88以將 動態減振器70固定至活塞杆34。
保持器76限定一具有內螺紋的環形壁92，以及從環形壁92向外 徑向延伸的凸緣94。環形壁92上的內螺紋與蓋74的環形體86上的 外螺紋螺紋嚙合。儘管保持器76被公開為螺紋嚙合蓋74，但是保持 器76可藉助於本領域中公知的任何其他方式附接至蓋74。
一彈性支座78被布置在保持器76的凸緣94和阻尼質量72的底 部80之間。另一彈性支座78被布置在阻尼質量72的底部80和蓋74 的下部凸緣90之間。儘管彈性支座78被示出為O形環，然而利用滿 足特定性能要求的彈性支座78中的任一個或兩個的任意形狀也在本 發明範圍內。
動態減振器70提供增加質量以抑制活塞杆34的振動。阻尼質量 72使用該對彈性支座78與蓋74相分開。彈性支座78的壓縮率將決 定預負荷，因而確定動態減振器70的剛度。從而，通過改變彈性支座 78的預負荷、改變彈性支座78的設計和/或改變用於彈性支座78的 材料，可實現動態減振器的調諧。彈性支座78也將向系統提供附加的 阻尼，這是一個對於抑制所引入的共振起作用的附加特徵。
動態減振器70是一種抑制特定共振頻率的振動的有效和簡易的 方法。通過增加一簡單的彈簧/質量系統，動態減振器70被調諧以抑 制第一階系統的共振。所述增加系統的彈簧剛度和質量必須被調諧， 以使得系統具有等於活塞杆34的共振頻率的自有共振頻率。圖4示出 了圖6所示的減振器的機械系統，但是增加了動態減振器70。在圖4 中，通過省略被假設為非常剛性的下支座襯套(lower mount bushing )， 簡化了系統。
活塞杆共振可通過以下方程組計算formula see original document page 9
《m、 ^和《，分別是上支座、減振器20和動態減振器70的複合 動態剛度。M^和M皿是活塞杆34和動態減振器70的模態質量。
動態減振器70被設計為，使得其共振頻率等於活塞杆34的頻率。因此，
formula see original document page 10
結果將是，圖7中所示的單個共振峰被分為兩個峰。如圖5所示， 一個峰將小於單個共振峰，另一峰將大於共振峰，圖5示出了包括動 態減振器70的減振器的所仿真和所測得的共振。
權利要求
1.一種減振器，包括壓力管，其限定一工作室；活塞組件，其被布置在所述工作室內，所述活塞組件將所述工作室分為上工作室和下工作室；活塞杆，其附接至所述活塞組件，所述活塞杆從所述活塞延伸穿過所述壓力管的一端；以及動態減振器，其附接至所述活塞杆。
2. 根據權利要求1所述的減振器，其中所述動態減振器的共振頻率基本等於所述活塞杆的共振頻率。
3. 根據權利要求1所述的減振器，其中所述動態減振器包括一用於所述減振器的防塵罩。
4. 根據權利要求1所述的減振器，其中所述動態減振器包括蓋，其被附接至所述活塞杆；阻尼質量，其被附接至所述蓋；第一彈性支座，其被布置在所述保持器和所述阻尼質量之間；以及第二彈性支座，其被布置在所述阻尼質量和所述蓋之間。
5. 根據權利要求4所述的減振器，其中所述動態減振器的共振頻率基本等於所述活塞杆的共振頻率。
6. 根據權利要求4所述的減振器，其中所述阻尼質量包括用於所述減振器的防塵罩。
7. 根據權利要求4所述的減振器，其中所述保持器可移動地接合所述蓋，通過所述保持器和所述蓋之間的可移動接合形成一調整機構。
8. 根據權利要求7所述的減振器，其中所述保持器與所述蓋螺紋嚙合。
9. 根據權利要求1所述的減振器，其中所述減振器進一步包括儲存管，所述儲存管圍繞所述壓力管布置，在所述壓力管和所述儲存管之間限定一儲存室；以及底閥組件，其布置在所述工作室和所述儲存室之間。
10. 根據權利要求9所述的減振器，其中所述動態減振器的共振頻率基本等於所述活塞杆的共振頻率。
11. 根據權利要求9所述的減振器，其中所述動態減振器包括用 於所述減振器的防塵罩。
12. 根據權利要求9所述的減振器，其中所述動態減振器包括 蓋，其附接至所述活塞杆；阻尼質量，其附接至所述蓋；第一彈性支座，其被布置在所述保持器和所述阻尼質量之間；以及第二彈性支座，其被布置在所述阻尼質量和所述蓋之間。
13. 根據權利要求12所述的減振器，其中所述動態減振器的共振頻率基本等於所述活塞杆的共振頻率。
14. 根據權利要求12所述的減振器，其中所述阻尼質量包括用於所述減振器的防塵罩。
15. 根據權利要求12所述的減振器，其中所述保持器可移動地接 合所述蓋，通過所述保持器和所述蓋之間的可移動接合形成一調整機 構。
16. 根據權利要求15所述的減振器，其中所述保持器與所述蓋螺 紋嚙合。
全文摘要
一種包括動態減振器的減振器，所述動態減振器被設計為抑制減振器的活塞杆的振動。所述動態減振器包括阻尼質量，所述阻尼質量被形成為防塵罩以保護所述減振器免受汙染物汙染。
文檔編號F16F9/34GK101680505SQ200780052884
公開日2010年3月24日 申請日期2007年10月30日 優先權日2007年3月15日
發明者G·范赫斯 申請人:田納科汽車營運公司