АМОРТИЗАТОР С АВТОМАТИЧЕСКИ РЕГУЛИРУЕМЫМ УСИЛИЕМ ОТБОЯ ШТОКА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к амортизирующим устройствам подвески и может быть использовано в амортизаторах легковых и грузовых автомобилей или другой техники.
Из уровня техники известны амортизаторы с автоматически регулируемым усилием отбоя штока, содержащие наружный резервуар с рабочим цилиндром, по оси которого расположен шток, на котором закреплен поршень с проходными отверстиями, перекрытыми подпружиненным компрессионным клапаном, предназначенным для прохода рабочей жидкости из безштоковой (поршневой) полости в штоковую полость рабочего цилиндра, и регулятор усилия отбоя штока, включающий полый корпус, выполненный с осевым резьбовым отверстием для крепления к штоку и для входа потока рабочей жидкости из штоковой полости рабочего цилиндра внутрь регулятора, и донной частью с наружным выступом, соединенную с полым корпусом, по меньшей мере одно, перепускное отверстие для выхода потока рабочей жидкости из регулятора в безштоковую (поршневую) полость рабочего цилиндра, а также радиальные дренажные отверстия для выхода потока рабочей жидкости из полого корпуса в безштоковую (поршневую) полость рабочего цилиндра, выполненные в полом корпусе и перекрытые нормально закрытым клапаном, выполненным в форме втулки с кольцевым внутренним выступом, расположенным на конце клапана, снабженным уплотнительной манжетой и подпружиненным наружной пружиной, к которым относятся:
«Регулятор зусилля опору амортизатора» UA 89176 C2 (Переверзєв В.Г., Єркович В.А.) (фiг.1, 2) B60C 17/00, F16F 9/50, 11.01.2010 [1].
«Регулятор зусилля вiдбою штока амортизатора» UA 59042 U (СЄркович В.А., Єркович Д.В.) (фiг.3) B60G 17/02, B60G 17/04, B60G 17/06, B60G 17/08, F16F 9/00, F16F 9/50, 26.04.2011 [2].
Оба амортизатора [1, 2] содержат регулирующий шток с пружиной, установленные внутри полого корпуса регулятора, что существенно усложняет конструкцию, снижает технологичность, повышает металлоемкость и стоимость изготовления амортизатора.
Из уровня техники известен также наиболее близкий по количеству общих признаков и достигаемому техническому результату амортизатор с автоматически регулируемым усилием отбоя штока, содержащий наружный резервуар с рабочим цилиндром, по оси которого расположен шток, на котором закреплен поршень с проходными отверстиями, перекрытыми подпружиненным компрессионным клапаном, предназначенным для прохода рабочей жидкости из безштоковой (поршневой) полости в штоковую полость рабочего цилиндра, и регулятор усилия отбоя штока, включающий полый корпус, выполненный с осевым резьбовым отверстием для крепления к штоку и для входа потока рабочей жидкости из штоковой полости рабочего цилиндра внутрь регулятора, и с донной частью с наружным выступом, соединенную с полым корпусом, по меньшей мере одно, перепускное отверстие для выхода потока рабочей жидкости из регулятора в безштоковую (поршневую) полость рабочего цилиндра, а также радиальные дренажные отверстия для выхода потока рабочей жидкости из полого корпуса в безштоковую (поршневую) полость рабочего цилиндра, выполненные в полом корпусе и перекрытые нормально закрытым клапаном, выполненным в форме втулки с кольцевым внутренним выступом, расположенным на конце клапана, снабженным уплотнительной манжетой и подпружиненным наружной пружиной [«Регулятор зусилля вiдбою штока амортизатора» UA 74032 U (Єркович В.А., Єркович Д.В.) (фiг.7) B60G 17/00, 10.10.2012] [3].
Этот амортизатор не содержит регулирующий шток с пружиной, установленные внутри полого корпуса регулятора как в амортизаторах [1, 2], что несколько упрощает конструкцию, снижает металлоемкость и стоимость изготовления амортизатора.
В известном амортизаторе регулятор имеет 6 модификаций его выполнения.
Однако следует отметить, что в известном амортизаторе [3] не исчерпаны все возможности усовершенствования амортизатора по упрощению его конструкции, повышению технологичности, а также снижению металлоемкости и стоимости изготовления.
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в усовершенствовании амортизатора путем улучшения компоновки радиальных дренажных отверстий и нормально закрытого клапана в регуляторе усилия отбоя штока.
Технический результат, который достигается при решении поставленной технической задачи и использовании усовершенствованного амортизатора, состоит в упрощении конструкции, повышении технологичности, снижении металлоемкости, трудоемкости и стоимости изготовления амортизатора а также в улучшении эксплуатационных характеристик и повышении срока службы.
Поставленная техническая задача решается, а технический результат достигается тем, что в амортизаторе с автоматически регулируемым усилием отбоя штока, содержащем наружный резервуар с рабочим цилиндром, по оси которого расположен шток, на котором закреплен поршень с проходными отверстиями, перекрытыми подпружиненным компрессионным клапаном, предназначенным для прохода рабочей жидкости из безштоковой (поршневой) полости в штоковую полость рабочего цилиндра, и регулятор усилия отбоя штока, включающий полый корпус, выполненный с осевым резьбовым отверстием для крепления к штоку и для входа потока рабочей жидкости из штоковой полости рабочего цилиндра внутрь регулятора, и с донной частью с наружным выступом, соединенную с полым корпусом, по меньшей мере одно, перепускное отверстие для выхода потока рабочей жидкости из регулятора в безштоковую (поршневую) полость рабочего цилиндра, а также радиальные дренажные отверстия для выхода потока рабочей жидкости из полого корпуса в безштоковую (поршневую) полость рабочего цилиндра, выполненные в полом корпусе и перекрытые нормально закрытым клапаном, выполненным в форме втулки с кольцевым внутренним выступом, расположенным на конце клапана, снабженным уплотнительной манжетой и подпружиненным наружной пружиной, согласно полезной модели, радиальные дренажные отверстия и нормально закрытый клапан расположены между наружным выступом донной части полого корпуса регулятора и наружной пружиной, верхний торец которой упирается в поршень, а нормально закрытый клапан установлен кольцевым внутренним выступом вверх, посредством которого он контактирует с нижним торцем наружной пружины.
Главным отличием усовершенствованного амортизатора с автоматически регулируемым усилием отбоя штока является то, что в амортизаторе улучшена компоновка расположения радиальных дренажных отверстий и нормально закрытого клапана регулятора усилия отбоя штока, которые расположены между наружным выступом донной части полого корпуса регулятора и наружной пружиной, верхний торец которой упирается в поршень, а нормально закрытый клапан установлен кольцевым внутренним выступом вверх, посредством которого он контактирует с нижним торцем наружной пружины.
За счет этого достигается упрощение конструкции, повышение технологичности, снижение металлоемкости, трудоемкости и стоимости изготовления амортизатора, так как высокую чистоту и точность механической обработки поверхности наверхнем торце выступа донной части полого корпусу регулятора, который контактирует с нижним торцом нормально закрытого клапана, выполнить намного удобнее, чем в верхней части регулятора или, например во впадине нижнего торца поршня.
Кроме того, опытным путем установлено, что за счет такого изменения компоновки расположения радиальных дренажных отверстий и нормально закрытого клапана регулятора усилия отбоя штока, улучшаются эксплуатационные характеристики и увеличивается срок службы усовершенствованного амортизатора.
Дополнительными отличиями усовершенствованного амортизатора с автоматически регулируемым усилием отбоя штока являются следующие модификации исполнения его конструкции.
В амортизаторе с автоматически регулируемым усилием отбоя штока, согласно полезной модели, между нормально закрытым клапаном и донной частью с наружным выступом полого корпуса регулятора в зоне расположения радиальных дренажных отверстий установлена шайба, выполненная с наружными радиальными вырезами, перепускные отверстия образованы проходами между упомянутыми радиальными вырезами шайбы, нижним торцем нормально закрытого клапана и наружным выступом донной части полого корпуса регулятора, а донная часть с наружным выступом полого корпуса регулятора выполнена в виде многогранного выступа (модификация 1) (фиг.2, 6, 7).
В амортизаторе с автоматически регулируемым усилием отбоя штока, согласно полезной модели, между нормально закрытым клапаном и донной частью с наружным выступом полого корпуса регулятора в зоне расположения радиальных дренажных отверстий установлена шайба, выполненная с наружными радиальными вырезами, перепускные отверстия образованы проходами между упомянутыми радиальными вырезами шайбы, нижним торцем нормально закрытого клапана и наружным выступом донной части полого корпуса регулятора, а донная часть с наружным выступом полого корпуса регулятора выполнена съемной в виде регулировочной накидной гайки, соединенной с нижним концом полого корпуса резьбовым соединением (модификация 2) (фиг.3, 6, 7).
В амортизаторе с автоматически регулируемым усилием отбоя штока, согласно полезной модели, перепускные отверстия выполнены в стенке полого корпуса регулятора усилия отбоя штока, а донная часть с наружным выступом полого корпуса регулятора выполнена в виде многогранного выступа (модификция 3) (фиг.4).
В амортизаторе с автоматически регулируемым усилием отбоя штока, согласно полезной модели, перепускные отверстия выполнены в стенке полого корпуса регулятора усилия отбоя штока, а донная часть с наружным выступом полого корпуса регулятора выполнена съемной в виде регулировочной накидной гайки, соединенной с нижним концом полого корпуса резьбовым соединением (модификция 4) (фиг.5).
Амортизаторы с автоматически регулируемым усилием отбоя штока (модификации 1-4) используются в зависимости от выбранной его компоновочной схемы и особенностей технологии изготовления, что обеспечивает разновидности вариантов исполнения конструкции амортизатора.
В дальнейшем полезная модель поясняется подробным описанием примера ее осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 изображен амортизатор с автоматически регулируемым усилием отбоя штока, продольный разрез, (модификация 4).
На фиг.2 изображен шток, с поршнем и регулятором усилия отбоя штока амортизатора с автоматически регулируемым усилием отбоя штока, продольный разрез, (модификация 1).
На фиг.3 изображен шток, с поршнем и регулятором усилия отбоя штока амортизатора с автоматически регулируемым усилием отбоя штока, продольный разрез, (модификация 2).
На фиг.4 изображен шток, с поршнем и регулятором усилия отбоя штока амортизатора с автоматически регулируемым усилием отбоя штока, продольный разрез, (модификация 3).
На фиг.5 изображен шток, с поршнем и регулятором усилия отбоя штока амортизатора с автоматически регулируемым усилием отбоя штока, продольный разрез, (модификация 4).
На фиг.6 изображена шайба регулятора усилия отбоя штока амортизатора с автоматически регулируемым усилием отбоя штока, вид сверху.
На фиг.7 изображен разрез G-G на фиг.2 и фиг.3.
Амортизатор с автоматически регулируемым усилием отбоя штока (фиг.1-7), содержит (фиг.1) наружный резервуар 1 с рабочим цилиндром 2, по оси которого расположен шток 3, на котором закреплен поршень 4 с проходными отверстиями 5, перекрытыми подпружиненным компрессионным клапаном 6, предназначенным для прохода рабочей жидкости из безштоковой (поршневой) полости (D) в штоковую полость (Е) рабочего цилиндра 2, и регулятор 7 усилия отбоя штока 3, включающий полый корпус 8.
Полый корпус 8 регулятора 7 выполнен с осевым резьбовым отверстием 9 для крепления к штоку 3 и для входа потока (A) рабочей жидкости из штоковой полости (E) рабочего цилиндра 2 внутрь регулятора 7, и с донной частью 10 с наружным выступом, соединенную с полым корпусом 8, по меньшей мере одно, перепускное отверстие 11 для выхода потока (B) рабочей жидкости из регулятора 7 в безштоковую (поршневую) полость (D) рабочего цилиндра 2.
Амортизатор содержит также радиальные дренажные отверстия 12 для выхода потока (C) рабочей жидкости из полого корпуса 8 в безштоковую (поршневую) полость (D) рабочего цилиндра 2, выполненные в полом корпусе 8 и перекрытые нормально закрытым клапаном 13, выполненным в форме втулки с кольцевым внутренним выступом 14, расположенным на конце клапана 13, снабженным уплотнительной манжетой 15 и подпружиненным наружной пружиной 16.
Главными особенностями амортизатора с автоматически регулируемым усилием отбоя штока является улучшение компоновки расположения радиальных дренажных отверстий 12 и нормально закрытого клапана 13 регулятора 7 усилия отбоя штока, которая состоит в следующем.
Радиальные дренажные отверстия 12 и нормально закрытый клапан 13 расположены между наружным выступом донной части 10 полого корпуса 8 регулятора 7 и наружной пружиной 16, верхний торец которой (16) упирается в поршень 4, а нормально закрытый клапан 13 установлен кольцевым внутренним выступом 14 вверх, посредством которого он 13 контактирует с нижним торцем наружной пружины 16.
За счет этого упрощается конструкция и повышается технологичность изготовления, как регулятора, так и амортизатора в целом, так как высокую чистоту и точность механической обработки поверхности на верхнем торце выступа донной части 10 полого корпусу 8 регулятора 7, который контактирует с нижним торцом нормально закрытого клапана 13, выполнить намного удобнее, чем в верхней части регулятора 7 или, например во впадине нижнего торца поршня 4.
Это влечет за собой снижение металлоемкости, трудоемкости и стоимости изготовления амортизатора.
Дополнительными особенностями усовершенствованного амортизатора с автоматически регулируемым усилием отбоя штока является инвариантность его конструкции (модификации 1-4).
В амортизаторе с автоматически регулируемым усилием отбоя штока (модификация 1) (фиг.2, 6, 7) между нормально закрытым клапаном 13 и донной частью 10 с наружным выступом полого корпуса 8 регулятора 7 в зоне расположения радиальных дренажных отверстий 12 установлена шайба 17, выполненная с наружными радиальными вырезами 18, перепускные отверстия 11 образованы проходами между упомянутыми радиальными вырезами 18 шайбы 17, нижним торцем нормально закрытого клапана 13 и наружным выступом донной части 10 полого корпуса 8 регулятора 7, а донная часть 10 с наружным выступом полого корпуса 8 регулятора 7 выполнена в виде многогранного выступа 19.
В амортизаторе с автоматически регулируемым усилием отбоя штока (модификация 2) (фиг.3, 6, 7) между нормально закрытым клапаном 13 и донной частью 10 с наружным выступом полого корпуса 8 регулятора 7 в зоне расположения радиальных дренажных отверстий 12 установлена шайба 17, выполненная с наружными радиальными вырезами 18, перепускные отверстия 11 образованы проходами между упомянутыми радиальными вырезами 18 шайбы 17, нижним торцем нормально закрытого клапана 13 и наружным выступом донной части 10 полого корпуса 8 регулятора 7, а донная часть 10 с наружным выступом полого корпуса 8 регулятора 7 выполнена съемной в виде регулировочной накидной гайки 20, соединенной с нижним концом полого корпуса 8 резьбовым соединением 21.
В амортизаторе с автоматически регулируемым усилием отбоя штока (модификция 3) (фиг.4) перепускные отверстия 11 выполнены в стенке полого корпуса 8 регулятора 7 усилия отбоя штока, а донная часть 10 с наружным выступом полого корпуса 8 регулятора 7 выполнена в виде многогранного выступа 19.
В амортизаторе с автоматически регулируемым усилием отбоя штока (модификция 4) (фиг.5) перепускные отверстия 11 выполнены в стенке полого корпуса 8 регулятора 7 усилия отбоя штока, а донная часть 10 с наружным выступом полого корпуса 8 регулятора 7 выполнена съемной в виде регулировочной накидной гайки 20, соединенной с нижним концом полого корпуса 8 резьбовым соединением 21.
В амортизаторе с автоматически регулируемым усилием отбоя штока (модификации 1-4) шток 3 выполнен с проходным каналом 22 (фиг.1), сообщенным с полым корпусом 8 регулятора 7 для входа потока (A) рабочей жидкости из штоковой полости (Е) рабочего цилиндра 2 амортизатора в регулятор 7.
Штоковая полость (E) рабочего цилиндра 2 амортизатора отделена от полости (F) наружного резервуара 1 промежуточным корпусом 23 с уплотнительной втулкой 24.
Безштоковая (поршневая) полость (D) отделена от наружного резервуара 1 двухсторонним перепускным клапаном 25.
Амортизаторы с автоматически регулируемым усилием отбоя штока (модификации 1-4) используются в зависимости от выбранной компоновочной схемы амортизатора и особенностей технологии его изготовления, что обеспечивает разнообразие вариантов исполнения его конструкции.
Кроме того, при опытной эксплуатация усовершенствованного амортизатора с автоматически регулируемым усилием отбоя штока (модификации 1-4) установлено, что за счет такого изменения компоновки расположения радиальных дренажных отверстий 12 и нормально закрытого клапана 13 регулятора 7 усилия отбоя штока, улучшаются эксплуатационные характеристики и увеличивается срок службы усовершенствованного упомянутым образом амортизатора.
Работает амортизатор с автоматически регулируемым усилием отбоя штока в режиме отбоя штока 3 следующим образом.
На транспортном средстве амортизатор крепят штоком 3 вверх к автомобилю, а наружным резервуаром 1 (корпусом) вниз к подвеске, связанной с колесом.
При попадании колеса транспортного средства в глубокую выемку на дорожном покрытии, колесо вместе с наружным резервуаром 1 (корпусом) амортизатора резко опускается вниз относительно штока 3.
На практике и при стендовых испытаниях этот процесс называют отбоем штока 3, так как при относительном перемещении штока 3 и наружного резервуара 1 (корпуса) амортизатора их взаимодействие эквивалентно.
Поэтому в дальнейшем этот процесс рассматривается как отбой штока 3.
При отбое штока 3 амортизатора (фиг.1) рабочая жидкость из штоковой полости (E) рабочего цилиндра 2 через проходной канал 22 штока 3 амортизатора поступает внутрь полого корпуса 8 регулятора 7, например (модификация 4) (фиг.1,5).
При этом поток (A) рабочей жидкости (фиг.1) с высоким давлением испытывая гидравлическое сопротивление полости полого корпуса 8 регулятора 7, где по мере ее заполнения резкое повышение давления на входе компенсируется снижением, усреднением и демпфированием давления рабочей жидкости в упомянутой полости полого корпуса 8 регулятора 7, что вызывает определенное сопротивление движению штока 3 амортизатора.
В дальнейшем рабочая жидкость из полости полого корпуса 8 регулятора 7 потоком (B) через перепускные отверстия 11 выходит в безштоковую (поршневую) полость (D) амортизатора.
Если давление рабочей жидкости не превышает давления срабатывания нормально закрытого клапана 13, то клапан 13 остается закрытым, так как усилие наружной пружины 16 больше силы воздействия давления рабочей жидкости на клапан 13 в осевом направлении, то этого для амортизации транспортного средства в таком режиме достаточно.
При резком отбое штока 3 происходит значительное увеличение давления рабочей жидкости в штоковой полости (E) амортизатора.
При этом одна часть потока (A) рабочей жидкости через проходной канал 22 штока 3 амортизатора, испытывая гидравлическое сопротивление, с высоким давлением пропускается в полость полого корпуса 8 регулятора 7, где, по мере ее заполнения, резкое повышение давления на входе компенсируется снижением, усреднением и демпфированием давления рабочей жидкости в упомянутой полости полого корпуса 8 регулятора 7, что вызывает определенное сопротивление движению штока 3 амортизатора.
В дальнейшем рабочая жидкость из полости полого корпуса 8 регулятора 7 потоком (B) через перепускные отверстия 11 выходит в безштоковую (поршневую) полость (D) амортизатора.
А другая часть рабочей жидкости, проходя через радиальные дренажные отверстия 12 в корпусе 8 регулятора 7, попадает в кольцевую полость между корпусом 8 и нормально закрытым клапаном 13.
Клапан 13, у которого имеется внутренний кольцевой выступ 14 (фиг.1-5), выполняет функцию кольцевого поршня, воспринимает давление потока (A) рабочей жидкости, поступающей из штоковой полости (E) амортизатора через радиальные дренажные отверстия 12 корпуса 8 регулятора 7.
Когда усилие от действия давления потока (A) рабочей жидкости, поступающей из штоковой полости (E) амортизатора на упомянутый внутренний кольцевой выступ 14 нормально закрытого клапана 13, превысит усилие наружной пружины 16, упомянутый клапан 13 начинает перемещаться вдоль полого корпуса 8 регулятора 7 вверх и его противоположный торец удаляется от наружного выступа донной части 10, который в модификации 4 выполнен в виде регулировочной накидной гайки 20.
Рабочая жидкость через образовавшийся зазор между наружным выступом донной части 10 (регулировочной накидной гайкой 20), и клапаном 13 поступает потоком (C) в безштоковую (поршневую) полость (D) амортизатора через дренажные радиальные отверстия 12 в корпусе 8 регулятора 7, в результате чего давление в штоковой полости (E) амортизатора уменьшается.
При снижении давления потока (A) рабочей жидкости, поступающей из штоковой полости (E) амортизатора, усилие регулировочной наружной пружины 16 становится больше, чем усилие, действующее на внутренний кольцевой выступ 14 нормально закрытого клапана 13, и последний (13) перекрывает дренажные радиальные отверстия 12 в корпусе 8 регулятора 7.
За счет этого регулируется усилие отбоя штока 3 и ограничивается максимальное усилие сопротивления амортизатора.
Аналогичным образом работает и амортизатор с автоматическим регулируемым усилием отбоя штока (модификации 1-3) (фиг.2-4).
Следует заметить, что в модификациях 1, 2 (фиг.2, 3, 6, 7) рабочая жидкость из полости полого корпуса 8 регулятора 7 потоком (B) выходит в бесштоковую (поршневую) полость (D) амортизатора через перепускные отверстия 11, образованные проходами между радиальными вырезами 18 шайбы 17, нижним торцом нормально закрытого клапана 13 и внешним выступлением донной части 10 полого корпуса 8 регулятора 7.
Таким образом, усовершенствование конструкции амортизатора путем улучшения компоновки радиальных дренажных отверстий 12 и нормально закрытого клапана 13 в регуляторе 7 усилия отбоя штока, обеспечивает упрощение конструкции, повышение технологичности, снижение металлоемкости, трудоемкости и стоимости изготовления, а также улучшение эксплуатационных характеристик и повышение срока службы амортизатора.
Приведенные сведения подтверждают возможность промышленного применения полезной модели - усовершенствованного амортизатора с автоматическим регулируемым усилием отбоя штока, который может найти широкое применение в амортизаторах легковых и грузовых автомобилей или при использовании в составе амортизаторов других транспортных средств.
Перечень обозначений
1) наружный резервуар
2) абочий цилиндр
3) шток
4) поршень
5) проходное отверстие
6) копрессионный клапан
7) регулятор усилия отбоя штока
8) полый корпус
9) осевое резьбовое отверстие полого корпуса регулятора
10) донная часть с наружным выступом полого корпуса регулятора
11) перепускное отверстие
12) радиальные дренажные отверстия
13) нормально закрытый клапан
14) кольцевой внутренний выступ нормально закрытого клапана
15) уплотнительная манжета
16) наружная пружина
17) шайба
18) наружные радиальные вырезы шайбы
19) многогранный выступ
20) регулировочная накидная гайка
21) резьбовое соединение регулировочной накидной гайки с нижним концом полого корпуса регулятора
22) проходной канал
23) промежуточный корпус
24) уплотнительная втулка
25) двухсторонний перепускной клапан
A - поток рабочей жидкости из штоковой полости амортизатора в регулятор
B - поток рабочей жидкости в безштоковую (поршневую) полость амортизатора через перепускные отверстия регулятора
C - поток рабочей жидкости в безштоковую (поршневую) полость амортизатора ерез дренажные отверстия регулятора
D - безштоковая (поршневая) полость рабочего цилиндра амортизатора
E - штоковая полость рабочего цилиндра амортизатора
F - полость наружного резервуара амортизатора