[发明专利]一种多级限压调节式液压缓冲器

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压缓冲器，特别涉及一种多级限压调节式液压缓冲器。

背景技术

高速公路汽车追尾事故经常发生，快速行驶的小车追尾慢速行驶的大货车，事故的结果往往造成小车的车毁人亡。现有的汽车冲击缓冲器可以分为弹簧缓冲、液压缓冲、电磁缓冲等耗能减震装置。为了使高速接近的两车平稳释放能量，需要的阻力不仅要大、持续时间长，而且需要阻力稳定、可控，不受速度变化的影响。

粘滞阻尼器被广泛应用于建筑结构和桥梁结构进行耗能减振，其阻尼力大。粘滞阻尼器的结构一般采用剪切阀式，如图1所示，图中101为缸体，102为活塞，103为粘滞流体，104为活塞杆，105为节流孔。

在汽车碰撞的一个冲程时间T内：W＝Fs，其中F为平均阻尼力，s为汽车碰撞时阻尼器的一个冲程。阻尼力F的大小随活塞运动速度变化关系可近似表示为：F＝cv^α，其中c为阻尼器粘性系数，与活塞上节流孔的大小及活塞截面积之比有关；v为活塞杆与阻尼器缸体运动的相对速度，一般情况下，0<α≤1，是粘滞阻尼器的一个重要性能指标，指数α越小，汽车碰撞的一个冲程内阻尼力变化越小。

在汽车碰撞过程中，阻尼力与加速度的关系服从牛顿第二定律：F＝ma，其中，m为小车质量，a为碰撞中小车加速度(假定大车速度不变)，有研究认为，普通人所能承受的最大瞬时加速度为5g，g＝9.8m/s²为重力加速度。在小车追尾过程中，其加速度、速度变化量、阻尼器冲程间关系为：2as＝Δv²，其中，s为汽车碰撞时阻尼器的一个冲程，a为小车加速度，假定小车追尾过程中，速度由120km/h降为80km/h，Δv＝40km/h≈11.1m/s，若设定a＝4g，由式2as＝Δv²可得汽车碰撞时阻尼器的一个冲程s＝1.5m；由此可知，s越大，对减小加速度越有利，但受现有机械制造加工技术和安装空间有限的限制，阻尼器缸体不能太长，由此，多级缓冲器成了最好的选择。如何降低每一级内阻尼力的指数α值，及在不同级之间，保证阻尼力基本保持一常数，即在汽车追尾的整个碰撞过程中，最大加速度基本保持一常数，这是缓冲的关键。对于现有粘滞阻尼器，其接近于1，阻尼力随速度近似成正比，这将导致碰撞初期加速度大，后期耗能不足。正是由于上述原因，目前大货车尾部没有安装缓冲装置，其所加装的挡板基本不能避免车毁人亡的惨局。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、反应快速、工作可靠、缓冲效果好的多级限压调节式液压缓冲器。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种多级限压调节式液压缓冲器，包括从左至右依次连接的多级缓冲机构，每级缓冲机构均包括缸体、限压调节式溢流阀和活塞，限压调节式溢流阀用螺纹固定在缸体左侧；相邻两级缓冲机构中，相对位于右侧的缓冲机构其缸体的左端与相对位于左侧的缓冲机构缸体的右端密封套接，并且右侧缓冲机构的缸体可相对于左侧缓冲机构的缸体运动以作为左侧缓冲机构的活塞，最左端缓冲机构的限压调节式溢流阀通过输油管与油箱相连，最右端缓冲机构的缸体右端与承压板螺纹连接。

上述多级限压调节式液压缓冲器中，相邻的两级缓冲机构中，左侧的缓冲机构其缸体内壁从左至右依次设有密封座、密封圈、端盖，所述端盖与左侧缓冲机构的缸体内壁螺纹连接。

上述多级限压调节式液压缓冲器中，所述右侧缓冲机构的缸体左端外壁上设有导环，导环与缸体外壁螺纹连接，导环与左侧缓冲机构的缸体内壁间隙配合，导环上设有泄流孔。

上述多级限压调节式液压缓冲器中，所述的多级缓冲机构中，从左至右各缓冲机构缸体的截面直径依次减小。

上述多级限压调节式液压缓冲器中，所述限压调节式溢流阀包括阀体、阀芯、弹簧、调节螺母和节流孔，所述阀体呈左侧开口半封闭状，阀体右侧壁上开有轴向节流孔，所述阀芯紧靠节流孔安装于阀体内，阀芯中部设有注油孔，所述弹簧的右端与阀芯连接，弹簧左端与调节螺母连接，所述调节螺母置于阀体内并与阀体螺纹连接。

本发明的有益效果在于：

1、本发明将多级缓冲与限压调节式溢流阀结合起来形成恒定阻尼力长行程缓冲器，延长了缓冲行程和碰撞时间，保证最大加速度小于设计值下进行最大限度的缓冲耗能；

2、本发明各级缓冲机构的阻尼力可调，压缩时阻尼力稳定均匀，基本不随速度变化；

3、碰撞发生时，各级缓冲机构的阻尼力迅速自动调整，反应快，不受其它因素干扰；

4、本发明在阀芯中部设置注油孔，配合螺栓的使用，可以用高压油枪对缓冲机构进行流体灌装和密封。