ДВУХПОРШНЕВОЙ АМОРТИЗАТОР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к гидравлическим телескопическим амортизаторам транспортных средств.
Известен гаситель колебаний недифференциального типа (с мало различающимися площадями поршневой и штоковой полостей), содержащий резервуар, коаксиально установленный в нем с образованием рекуперативной полости цилиндр с днищем, содержащим демпфер, обратный и предохранительный клапаны, размещенный в цилиндре поршень с демпфером и предохранительными клапанами ходов сжатия и растяжения, который установлен на проточке штока и связан с ним резьбой, и направляющую с отверстием для прохода штока, закрывающую цилиндр и резервуар, при этом новым является то, что гаситель колебаний снабжен дополнительно установленными в поршне переливными клапанами ходов » сжатия и растяжения со статическими характеристиками, соответствующими наклону рабочей характеристики гасителя до точки излома, а на цилиндрической поверхности поршня с обоих его концов выполнены пары оппозитных лысок, открытых с торцов поршня и перпендикулярно плоскости лысок выполнено по паре сквозных отверстий, причем одна из пар проходит через пружинные полости переливного и предохранительного клапанов хода сжатия, а другая - растяжения (патент RU №2288387, F16F 5/00, 27.11.2006).
Недостатком описанного устройства является наличие большого числа клапанов, размещенных в поршне. Так, из четырех клапанов предусмотрено по два клапана (переливной и предохранительный) и для хода сжатия и для хода растяжения. Для достижения требуемой характеристики гасителя колебаний необходима согласованная работа четырех подпружиненных запорно-регулирующих элементов конусной формы, что трудно достижимо без индивидуальной подстройки каждого клапана. В описанном устройстве настройки предусмотрены, но это снижает производительность технологического процесса производства гасителей колебаний.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является амортизатор передней подвески транспортного средства (Автомобили семейства ВАЗ-2108, 2109. Руководство по техническому обслуживанию и ремонту. М: издательство «За рулем», 2004, с. 87), который состоит из резервуара, внутри которого размещен цилиндр с направляющей втулкой, расположенной в верхней его части, и клапаном сжатия, расположенном в нижней его части, шток, уплотняемый сальником, на штоке расположен поршень с проходными отверстиями, одна группа которых перекрывается перепускным клапаном, а вторая группа перекрывается клапаном отдачи, включающим диски, поджатые к поршню упругим элементом через опорную тарелку.
Однако, диапазон регулировки клапанной системы, влияющей на усилия демпфирования амортизатора, ограничен. При однопоршневом построении амортизатора присутствует значительная кавитация жидкости, что влияет на стабильность и надежность работы амортизатора. Возникает сложность при подборе вязкости рабочей жидкости при увеличении демпфирующей способности амортизатора и расширении температурного диапазона эксплуатации.
Технический результат достигаемый - повышение надежности за счет увеличения демпфирующей нагрузки амортизатора без увеличения его габаритов, снижения кавитации рабочей жидкости, снижения вязкости рабочей жидкости, увеличения рабочего температурного диапазона амортизатора, повышения стабильности работы в целом.
Сущность ПМ заключается в следующем. Двухпоршневой амортизатор транспортного средства состоит из резервуара, внутри которого размещен цилиндр с направляющей втулкой, расположенной в верхней его части, и клапаном сжатия, расположенном в нижней его части, шток, уплотняемый сальником, на штоке расположен поршень с проходными отверстиями, одна группа которых перекрывается перепускным клапаном, а вторая группа перекрывается клапаном отдачи, включающим диски, поджатые к поршню упругим элементом через опорную тарелку, причем на штоке расположен дополнительный поршень, который в свою очередь снабжен проходными отверстиями, одна группа которых перекрывается перепускным клапаном, а вторая группа перекрывается клапаном отдачи, включающим диски, поджатые к поршню упругим элементом через опорную тарелку.
На чертеже изображен двухпоршневой амортизатор транспортного средства, где 1 - резервуар, внутри которого расположен цилиндр 2 с направляющей втулкой 3 в верхней части и клапаном сжатия 4 в нижней части. С направляющей втулкой 3 подвижно сопряжен шток 5, на котором закреплен первый поршень 6 с перепускным клапаном 7 и клапаном отдачи 8. Перепускной клапан перекрывает проходные отверстия 9 поршня, а клапан отдачи - проходные отверстия 10 поршня. Перепускной клапан может иметь различное конструктивное исполнение, например, как показано на чертеже, он содержит опорную тарелку 11, поджимаемую к поршню упругим элементом 12, например пружиной.
Клапан отдачи 8 первого поршня содержит диски 13, поджимаемые к поршню упругим элементом 14 через опорную тарелку 15 клапана отдачи. В отличие от прототипа на штоке 5 предлагаемого устройства закреплен дополнительный поршень 16 с перепускным клапаном 17 и клапаном отдачи 18. Перепускной клапан 17 перекрывает проходные отверстия 19 дополнительного поршня, а клапан отдачи 18 проходные отверстия 20 дополнительного поршня. Перепускной клапан 17 дополнительного поршня может иметь различное конструктивное исполнение, например, как показано на чертеже, он содержит опорную тарелку 21, поджимаемую к поршню 16 упругим элементом 22, например, пружиной. Клапан отдачи 18 дополнительного поршня содержит диски 23, поджимаемые к поршню упругим элементом 24 через опорную тарелку 25.
Клапан сжатия 4 может иметь различную конструкцию. Например, он содержит корпус 26, к которому пружиной 27 поджимаются диски 28 через тарелку 29. Внутренняя полость цилиндра 2 и резервуар 1 заполнены амортизаторной жидкостью 30. Шток 5 уплотняется сальником 31.
Двухпоршневой амортизатор транспортного средства работает следующим образом.
При наезде автомобиля, снабженного описываемым амортизатором, на неровности дороги возникают вертикальные колебания кузова. При движении кузова вниз шток 5 вместе с первым поршнем 6 и дополнительным поршнем 16 перемещается в цилиндре 2 также вниз, совершая ход сжатия. При этом амортизаторная жидкость перетекает в компенсационную полость резервуара 1 через отверстия в тарелке 29 клапана сжатия, отжимая внутренние края дисков 28. Кроме того, амортизаторная жидкость перетекает в надпоршневое пространство через отверстия 9 и 19 первого и дополнительного поршней соответственно смещая опорные тарелки 11 и 21, подпружиненные упругими элементами 12 и 22. Возникающие при указанных перетеканиях усилия сопротивления демпфируют и гасят смещения кузова автомобиля вниз.
При движении кузова автомобиля вверх шток 5 вместе с первым поршнем 6 и дополнительным поршнем 16 перемещается в цилиндре 2 вверх, совершая ход отдачи. При этом амортизаторная жидкость перетекает из надпоршневого пространства первого поршня 6 через отверстия 10 в межпоршневое пространство, отжимая наружные края дисков 13. Далее амортизаторная жидкость из межпоршневого пространства через отверстия 20 дополнительного поршня перетекает в подпоршневое пространство дополнительного поршня 16, отжимая наружные края дисков 23, подпружиненных упругим элементом 24. Возникающие при указанных перетеканиях усилия сопротивления демпфируют и гасят смещения кузова автомобиля вверх. Также при ходе отдачи штока в подпоршневое пространство дополнительного поршня вследствие возникновения разрежения перетекает жидкость через клапан сжатия 4. При этом смещаются вверх диски 28 и тарелка 29, сжимая пружину 27.
В заявляемой ЛМ между первым поршнем 6 и дополнительным поршнем 16 перепад давления между пространством над первым поршнем и пространством под дополнительным поршнем делится на две части - между надпоршневым пространством первого поршня и межпоршневым пространством и далее между межпоршневым пространством и подпоршневым пространством дополнительного поршня. При этом перетекание амортизаторной жидкости через отверстия 10 и 20 при меньших перепадах давления способствует снижению вредного пенообразования (кавитации) и облегчает достижение стабильности (меньшего разброса) усилий отбоя амортизатора.
Последовательное расположение клапанов суммирует их воздействие на рабочую жидкость, что дает возможность в разы снизить усилия клапанной системы, соответственно через конкретный клапан рабочая жидкость протекает с меньшим усилием, тем самым снижая кавитацию и увеличивая надежность работы двухпоршневого амортизатора.