ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкции гидравлических одно- и двухтрубных амортизаторов подвесок транспортных средств.
Известна конструкция гидравлического телескопического однотрубного амортизатора, состоящего из штока, поршня с дроссельными отверстиями, гайки рабочего цилиндра, обоймы манжеты, манжеты штока, диска перепускного клапана, пружины перепускного клапана, диска клапана отдачи, тарелки пружины клапана отдачи, рабочего цилиндра, корпуса клапана сжатия, компенсационной камеры, трубопровода высокого давления, проушины. При этом поршень устанавливается на поршневой шейке штока и фиксируются на ней с помощью резьбового соединения (Раймпель, Й. Шасси автомобиля: Амортизаторы, шины и колеса / Пер. с нем. В.П.Агапова; Под. ред. О.Д.Златовратского. - М.: Машиностроение, 1986, с 66-67.).
Недостатком конструкции является сложность технологического процесса изготовления гидравлического амортизатора, в связи с необходимостью соблюдения соосности сопрягаемых контактирующих между собой деталей: поршневой шейки штока относительно рабочей поверхности штока, центрального отверстия направляющей штока относительно посадочной поверхности под рабочий цилиндр, центрального отверстия поршня относительно наружной поверхности поршня, а также перпендикулярности торцевых поверхностей: поршневой шейки штока относительно его рабочей поверхности, седел клапанов поршня относительно его центрального отверстия, посадочной поверхности направляющей штока под рабочий цилиндр относительно рабочей поверхности цилиндра.
Кроме того, из-за образующейся повышенной силы трения, обусловленной накопленными погрешностями изготовления деталей, происходит повышенный износ сопрягаемых поверхностей: поршневого кольца или наружной поверхности юбки поршня при его отсутствии и рабочего цилиндра, рабочей части штока и центрального отверстия направляющей штока.
При этом необходимость обеспечения фиксации резьбового соединения от самоотворачивания и наличие дополнительных деталей для предохранения от повреждения при полном ходе клапана сжатия значительно усложняют конструкцию известного амортизатора.
Наиболее близким аналогом к предложенному, является гидравлический двухтрубный амортизатор задней подвески автомобиля ВАЗ (Автомобили «Жигули» ВАЗ-2104, -2105, -2107: Устройство и ремонт / В.А.Вершигора, А.П.Игнатов, К.В.Новокшонов, К.Б.Пятков - М.: Транспорт, 1996, с.107, 108 рис.141, 142). Известный гидравлический амортизатор транспортного средства содержит установленный на штоке в рабочем цилиндре поршневой узел, состоящий из поршня, ограничительной тарелки, пружины перепускного клапана, дроссельного диска клапана отдачи (отбоя), дисков клапана отдачи (отбоя), тарелки клапана отдачи (отбоя), шайбы клапана отдачи (отбоя), пружины клапана отдачи (отбоя), гайки клапана отдачи (отбоя).
При этом поршневой узел монтируется на поршневой шейке штока с помощью гайки клапана отдачи (отбоя), а стопорение соединения от самоотворачивания осуществляется путем кернения резьбового соединения.
Известному устройству также присущи все недостатки выше указанного аналога.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эксплуатационной надежности амортизатора, улучшение параметров демпфирования подвески транспортного средства за счет уменьшения силы трения между деталями амортизатора, снижения трудоемкости изготовления и упрощение конструкции амортизатора в целом.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом гидравлическом амортизаторе, содержащем установленный на штоке в рабочем цилиндре поршневой узел с поршнем, перепускным клапаном (клапаном сжатия для однотрубных гидравлических амортизаторов), клапаном отдачи (отбоя) с диском, тарелкой, пружиной и ограничителем пружины, между перепускным клапаном и клапаном отдачи (отбоя) дополнительно установлено контактирующее с торцом штока седло клапанов, имеющее центральное и периферийные отверстия, поршень зафиксирован на штоке посредством стопорного элемента, а ограничитель пружины выполнен в виде обоймы, с отверстиями на торцевой и боковой поверхностях, свободный край которой закреплен в юбке поршня.
Поршневой узел установлен на штоке шарнирно. По крайней мере, одна из контактирующих между торцом штока и седлом клапанов поверхностей сферическая или коническая.
В варианте исполнения, по крайней мере, одна из контактирующих между торцом штока и седлом клапанов поверхностей - плоская. Между седлом клапана и торцом штока установлена промежуточная деталь, контактирующая с торцом штока и седлом клапанов.
Юбка поршня завальцована на обойму или свободный край обоймы закреплен в юбке поршня при помощи резьбового соединения.
Стопорный элемент выполнен в виде пружинного кольца.
Технический результат достигается за счет изменения конструкции поршневого узла и штока, компоновки клапанов в поршневом узле на седле клапанов, способе установки путем сопряжения контактных поверхностей поршневого узла и штока, фиксации поршневого узла на штоке. Поршень с установленным уплотнительным кольцом, зафиксирован на штоке от перемещения посредством стопорного элемента. Поршень прижимается к торцу штока через седло клапанов (одна из контактирующих поверхности может быть выполнена сферической, конической или плоской). Юбка поршня завальцована на обойму пружины (или свободный край обоймы закреплен в юбке поршня при помощи резьбового соединения) с усилием, достаточным для обеспечения возможности соосной установки наружной поверхности уплотнительного кольца относительно рабочей части штока, что позволяет ему самоустанавливаться в пределах радиального зазора между уплотнительным кольцом и внутренней поверхностью рабочего цилиндра.
Предложенная конструкция поршневого узла позволяет минимизировать действие радиальных сил на поршень и шток, возникающих в процессе работы амортизатора, тем самым уменьшить силу трения амортизатора и износ контактирующих между собой сопрягаемых поверхностей поршня, штока, направляющей штока и рабочего цилиндра, что обеспечивает повышение эксплуатационной надежности амортизатора, улучшение параметров демпфирования подвески транспортного средства в целом.
Кроме того, достигается упрощение конструкции амортизатора за счет уменьшения количества деталей, обеспечивающих соосность, а также снижение трудоемкости изготовления, в том числе за счет того, что шток амортизатора не имеет поршневой шейки и соединений с поршнем.
Предложенная полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 - представлен гидравлический амортизатор;
Фиг.2 - вид А на фиг.1 (вариант исполнения со сферическими контактирующими поверхностями седла клапанов и штока поршня гидравлического амортизатора);
Фиг.3 - вид А на фиг.1 (вариант исполнения с плоскими контактирующими поверхностями седла клапанов и штока поршня гидравлического амортизатора).
Гидравлический амортизатор содержит рабочий цилиндр 1 с установленным в нем поршневым узлом 2 (фиг.1).
Поршневой узел 2 установлен свободно, сопряжен с торцом штока 3, который закреплен на направляющей 4 штока. При этом поршень 5 зафиксирован на штоке 3 посредством стопорного элемента 6, предпочтительно выполненного в виде разрезного пружинного кольца. В поршне 5 выполнены соответствующие стопорному элементу 6 скосы поверхности 7. В проточке 8 юбки 9 поршня 5 установлено уплотнительное кольцо 10 (фиг.2).
Между перепускным клапаном (клапаном сжатия для однотрубного амортизатора), состоящем из дисков 11 и пластинчатой пружины 12, и клапаном отдачи (отбоя), состоящем из диска 13 с опирающейся на него тарелкой 14 с радиальным гнездом под пружину 15, второй конец которой упирается в дно обоймы 16, установлено седло клапанов 17, выполненное с центральным 18 и периферийными 19 отверстиями. При этом свободный край обоймы 16 закреплен в поршне 5 путем завальцовки юбки 9 на обойму 16. В варианте исполнения свободный край обоймы 16 закреплен в юбке 9 поршня 5 при помощи резьбового соединения (не показано). На торцевой и боковой поверхностях обоймы 16 выполнены отверстия 20, 21.
Торец штока 3 может иметь сферическую поверхность 22, плоскую поверхность 23 (фиг.3), коническую поверхность (не показано), сопряженную с ответной, контактирующей с ней поверхностью, седла клапанов 17. А также, в варианте исполнения, между сопряженными поверхностями седла клапанов 17 и штока 3 может быть установлена промежуточная деталь, контактирующая с торцом штока 3 и седлом клапанов 17 (не показано).
Гидравлический амортизатор транспортного средства работает следующим образом.
При ходе поршня 5 в направлении стрелки Б (ходе отбоя), жидкость из штоковой полости Г, проходя через зазор между поверхностью торца штока 3 и выборкой в центральном отверстии 18 седла клапанов 17, щель в диске 13 клапана отбоя и, преодолевая сопротивление, создаваемое диском 13 клапана отбоя и пружиной 15, опирающейся на тарелку 14, поступает в бесштоковую полость Д.
При обратном ходе поршня 5 в направлении стрелки В (ходе сжатия), жидкость из бесштоковой полости Д, проходя через отверстия 20, 21 в обойме 16 пружины 15, поступает через периферийные отверстия 19 седла клапанов 17 к подпружиненным дискам 11 клапана перепускного (сжатия) и, преодолевая усилие, создаваемое дисками 11 и пластинчатой пружиной 12, далее - в штоковую полость Г.
Поршневой узел 2 установлен свободно, путем сопряжения контактирующих поверхностей торца штока 3 с седлом клапанов 17, что позволяет ему самоустанавливаться в пределах радиального зазора между уплотнительным кольцом 10 и внутренней поверхностью рабочего цилиндра 1, и минимизирует действие радиальных сил на поршень 5 и шток 3, возникающих в процессе работы амортизатора.
Необходимые усилия демпфирования гидравлического амортизатора обеспечиваются подбором жесткости пружин 12, 15, дисков 11 и 13.
Испытания опытной партии гидравлических амортизаторов транспортного средства, изготовленных по предложенной полезной модели, подтвердили увеличение износостойкости подвески транспортного средства на 10-15% за счет уменьшения силы трения амортизатора, и, как следствие, повышение эксплуатационной надежности амортизатора, улучшение параметров демпфирования подвески транспортного средства за счет того, что поршень имеет возможность самоустанавливаться в пределах радиального зазора между уплотнительным кольцом и внутренней поверхностью рабочего цилиндра.
Кроме того, за счет предложенной конструкции поршневого узла, достигается снижение трудоемкости изготовления, путем уменьшения количества деталей амортизатора и упрощения технологического процесса их изготовления, в среднем на 8-10%.
По результатам испытаний разработаны рабочие чертежи на НПООО «Фенокс», г. Минск.