[发明专利]具有高耗散能力的几乎无油的减振器

说明书

本发明涉及具有高耗散功率的减振器，具体来说，涉及这样类型的减振器，其包括杆/活塞组件，该杆/活塞组件可在管状本体内滑动，所述杆/活塞组件适于连接到外部干扰源，所述管状本体适于连接到要被保护的结构。

背景技术

在传统的液压或油-气减振器中，使用包括杆和活塞以及复位弹簧的系统，该系统间设在要被保护的结构（例如，机动车的车体）和外部干扰源（例如，直接与地面接触的车辆轮子）之间。然后，提供缸与杆/活塞单元，该杆/活塞单元由复位弹簧包围，并具有利用液压流体的粘性流动来耗散冲击能量的功能。在该类型的传统减振器中，借助于固体-液体系统，将摩擦的机械能转换为热量，热量散发到外界中去，由此来耗散能量。

这种传统减振器非常广泛，但这样的减振器却仍然依赖于这样的能量耗散原理：仅通过对通常为油的粘性流体节流来获得能量耗散，这就解释了如此减振器耗散功率低下的原因。还存在着减振器结构固有的实际缺陷，尤其是减振器始终处于高压之下。这适用于Monroe减振器（由发明人Bourcier de Carbon发明的油-气减振器），它利用了位于气体和油之间的自由浮动的活塞。即使减振器处于静止状态，也存在范围从50巴至100巴的永久性压力，该压力的存在是防止油通过校准的节流孔时蒸发掉。存在这种高压会在组装和拆卸过程中以及在搬运减振器时引起危险。为了避免该危险，传统的做法是提供安全带，该安全带在杆/活塞的自由端前走过，以避免会引起严重事故的杆的任何突然伸出。

另一与长久地处于高压之下的事实类似固然有关的缺点是为了减振器的储存和运输，杆/活塞处于伸出位置，因而，减振器占很长的长度。

大约十年之前，有人提出了设计新型的减振器，该减振器能够获得大得多的能量吸收耗散功率，同时又比传统的减振器结构上轻和体积小。在这一方面，可参照文献EP1250539B1，该专利发明人与本申请的发明人相同。

该新型减振器采用不均质的能量吸收-耗散结构的概念，该结构使用多孔的毛细管基质和相关的液体，所述基质相对于该液体是疏液的，这在文献EP0791139B1有详细描述，该文献与本发明为同一发明人，并且已过了十年之久。根据该非常创新的不均质的结构，使用多孔的毛细管固体基质，该基质具有敞开的且形状受控的孔，连同包围多孔毛细管基质的液体一起在固体和液体之间形成较大的特定分离表面面积，该基质相对于液体是疏液的。然后，分离表面面积根据不均质的结构所经受的外部压力等温地和可逆地变化。

不均质的结构的等温“压缩-膨胀”循环的特征在于，在PV图中呈现大量滞后的闭环，其中，滞后H对应于差值ΔP=P_侵入–P_排出，这里，P_侵入是液体强制侵入基质多孔空间内的压力，而P_排出是液体从所述多孔空间自发排出的压力，由闭环所限定的面积表征了所要耗散的能量。该基本原理非常创新，在出版物中有详细的解释，该出版物出现在V.A.Eroshenko的英文期刊汽车工程（Automobile Enginerring），2007年第221卷D部分285-300页，其题目为“机械能耗散的新范例-第I部分：理论方面和实用方案”，又及第301至312页，其题目为“机械能耗散的新范例-第II部分：实验研究和新颖汽车阻尼器的有效性”。

因此，文献EP1250539B1描述了一种类型的减振器，该减振器包括杆/活塞组件，其可在缸内滑动，并在活塞的各侧形成含有液压流体的对应工作腔室，每个工作腔室连续地与含有不均质的能量吸收-耗散结构的相关腔室连通，并还通过具有止回阀和收缩结构的相关系统与共同腔室连通，该共同腔室构成在杆/活塞组件在缸内运动期间确保液压流体的连续性的补偿腔室。在这一点上，可参考文献EP1250539B1，该文与本申请有同一发明人。

在该减振器中，能量耗散无需求助于例如油的粘性流体，只要活塞的行进速度超过用于从传统的牛顿力学范畴变换到表面能量范畴的预定临界速度，就可利用不均质的能量吸收-耗散结构，其中，“固体-液体”交界面用作工作体。

然而，在上述的减振器结构中还是发现了某些缺点。

首先，当减振器使用传统的带有两个密封系统的两腔室活塞时，有必要提供沿着某一长度向后延伸的工作体，该长度足以使杆/活塞完全地穿过，由此，即便在杆/活塞完全穿过之时，也造成长度颇长的减振器。

此外，唯一的补偿腔室布置在减振器的中心部分内，该补偿腔室是具有可变形壁的腔室，可变形壁由柔性袋子形成，并将其定位在该位置会不可避免地对工作腔室和外界之间的传热造成一定阻力。