ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР

Заявляемая полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкции гидравлических амортизаторов и стоек транспортных средств.
Известен поршень штока гидравлического амортизатора, содержащий корпус, образованный методом пресс-форм, с каналами для прохождения жидкости, пружинные диски, внешнюю и внутреннюю опорные поверхности для прилегания пружинных дисков, калибрующую шайбу с отверстиями, прилегающую к каналам корпуса, отличающийся тем, что опорные поверхности расположены на калибрующей шайбе, выполнены из материалов, показатели прочности которых превосходят соответствующие показатели прочности материалов корпуса, причем суммарная площадь сечений каналов корпуса больше или равна суммарной площади сечения отверстий калибрующей шайбы, а высота внутренней опорной поверхности не превышает высоту внешней опорной поверхности [патент RU №103875, МПК F16F 9/34, дата приоритета 11.01.2011, дата публикации 27.04.2011].
Известен гидравлический амортизатор, который содержит резервуар, расположенный в резервуаре рабочий цилиндр с клапаном сжатия, шток, размещенный в рабочем цилиндре, установленные на штоке последовательно поршень с клапаном отбоя и перепускным клапаном, направляющую штока и уплотнение штока, причем исключается использование дроссельного диска в клапане отбоя, так как перетекание амортизаторной жидкости в клапане отбоя при малых скоростях движения штока с поршнем осуществляется через одно или несколько отверстий, образованных дисками клапана отбоя и пазами в поршне, пазы выполнены на нижней торцовой поверхности поршня [патент RU №114115, МПК F16F 9/16, F16F 9/34, дата приоритета 29.09.2011, дата публикации 10.03.2012].
Наиболее близким техническим решением является гидравлический амортизатор, который содержит резервуар с размещенным в нем рабочим цилиндром, в верхней части рабочего цилиндра расположена направляющая штока, в центральном осевом отверстии которой подвижно закреплен шток, снабженный поршнем с концентрическими отверстиями, гайку резервуара в верхней части резервуара и клапан сжатия в нижней части резервуара, причем внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую и поршневую части, а поршень снабжен перепускным клапаном и клапаном отбоя. Гидравлический амортизатор дополнительно содержит кольцо, неподвижно установленное в рабочем цилиндре, золотник со скошенными пазами, закрепленный на штоке, причем пространство между направляющей штока и кольцом заполнено рабочей жидкостью [патент RU №2279582, МПК F16F 9/06, дата приоритета 11.01.2005, дата публикации 10.07.2006].
Недостатком вышеописанных решений является малый рабочий ход поршня в рабочем цилиндре гидравлического амортизатора, что обусловлено его высотой, при этом уменьшение его высоты приведет к снижению его надежности. Ранее известные распределения концентрических отверстий по поршню не позволяют уменьшить его высоту, так как не обеспечивают ему достаточной ударостойкости в процессе работы гидравлического амортизатора из-за малой толщины металлической стенки между концентрическими отверстиями, которая может привести к разрушению поршня.
Технической задачей заявляемой полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик гидравлического амортизатора.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является увеличение рабочего хода поршня с сохранением надежности гидравлического амортизатора.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в следующем.
Гидравлический амортизатор содержит резервуар с размещенным в нем рабочим цилиндром, в верхней части рабочего цилиндра расположена направляющая штока, в центральном осевом отверстии которой подвижно закреплен шток, снабженный поршнем с концентрическими отверстиями, а также гайку резервуара в верхней части резервуара и клапан сжатия в нижней части резервуара, причем внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую и поршневую части, а поршень снабжен перепускным клапаном и клапаном отбоя. В отличие от прототипа, на поршне выполнено восемнадцать концентрических отверстий, шесть из которых имеют диаметр 5 мм, а другие двенадцать - диаметр 3 мм, причем отверстия диаметром 3 мм расположены на большем радиусе от центра, чем отверстия диаметром 5 мм, при этом отверстия диаметром 5 мм расположены на цилиндрическом выступе, выполненном по периметру центрального сквозного отверстия поршня со стороны поршневой части, а отверстия диаметром 3 мм распределены попарно и снабжены выступами по периметру каждой пары отверстий диаметром 3 мм со стороны штоковой части.
Поршень выполнен в форме цилиндра с центральным сквозным осевым отверстием для крепления на шток и отверстиями, соединяющими штоковую и поршневую полости рабочего цилиндра. Диаметр центрального сквозного отверстия определяется исходя из диаметра штока и может составлять 14,5 мм. Внешний диаметр поршня равен внутреннему диаметру рабочего цилиндра и может составлять 50 мм. Концентрические отверстия расположены на различном расстоянии от центрального сквозного отверстия, причем отверстия диаметром 3 мм распределены попарно и снабжены выступами, тем самым образуя шесть выступов, расположенных равноудаленно друг от друга. Отверстия диаметром 5 мм расположены на цилиндрическом выступе, выполненном по периметру центрального сквозного отверстия поршня равноудаленно друг от друга.
Высота выступов может составлять 1 мм, что обеспечит достаточную скорость перетекания рабочей жидкости из одной части рабочего цилиндра в другую. Увеличение высоты является нецелесообразным, так как это уменьшит рабочий ход гидравлического амортизатора.
Между выступами попарно расположенных отверстий диаметром 3 мм со стороны штоковой части могут быть выполнены дополнительные выступы, снижающие деформацию дисков в промежутках между выступами попарно расположенных отверстий в процессе растяжения гидравлического амортизатора.
Штоковая часть рабочего цилиндра представляет собой его верхнюю часть, в которой расположен шток, на котором закреплен поршень. Поршневая часть рабочего цилиндра представляет собой его нижнюю часть, которая расположена под поршнем.
Перепускной клапан расположен на поршне в штоковой части рабочего цилиндра и перекрывает отверстия диаметром 3 мм. Он предназначен для создания сопротивления потоку рабочей жидкости, перетекающей из поршневой части рабочего цилиндра в штоковую часть в процессе сжатия гидравлического амортизатора.
Клапан отбоя расположен на поршне в поршневой части рабочего цилиндра и перекрывает отверстия диаметром 5 мм. Он предназначен для создания сопротивления потоку рабочей жидкости, перетекающей из штоковой части рабочего цилиндра в поршневую часть в процессе растяжения гидравлического амортизатора.
Клапан отбоя и перепускной клапан имеют диаметр, обеспечивающий возможность перекрытия соответствующих их расположению отверстий. При этом диаметр клапанов должен быть меньше, чем внешний диаметр поршня.
Резервуар выполнен в виде полого цилиндра с отверстием в верхней части корпуса и обеспечивает герметичность гидравлического амортизатора. В верхней части корпуса резервуар уплотнен направляющей штока и гайкой резервуара. В нижней части резервуара выполнено дно резервуара в форме усеченного конуса, вершина которого направлена вниз.
В рабочем цилиндре расположен шток, поршень с клапаном отбоя и перепускным клапаном, в верхней части рабочего цилиндра расположена направляющая штока, а в нижней части - клапан сжатия.
Направляющая штока обеспечивает возвратно-поступательное движение штока с поршнем в одной плоскости. Направляющая штока может содержать кольцевые уплотнители, предназначенные для предотвращения вытекания рабочей жидкости из рабочего цилиндра.
Гайка резервуара выполнена в виде цилиндра с центральным сквозным отверстием, причем на внешней поверхности гайки резервуара выполнена резьба, предназначенная для ее монтажа в верхней части резервуара. Гайка резервуара обеспечивает фиксацию направляющей штока и рабочего цилиндра путем прижатия этих элементов к дну резервуара в процессе ее монтажа.
Заявляемая полезная модель обладает новыми отличительными существенными признаками, которые заключаются в том, что на поршне выполнено восемнадцать концентрических отверстий, шесть из которых имеют диаметр 5 мм, а другие двенадцать диаметр 3 мм, причем отверстия диаметром 3 мм расположены на большем радиусе от центра, чем отверстия диаметром 5 мм, при этом отверстия диаметром 5 мм расположены на цилиндрическом выступе, выполненном по периметру центрального сквозного отверстия поршня со стороны поршневой части, а отверстия диаметром 3 мм распределены попарно и снабжены выступами по периметру каждой пары отверстий диаметром 3 мм со стороны штоковой части. Усилие на отбой регулируется путем добавления дисков клапана отбоя, а выполнение восемнадцати концентрических отверстий, шесть из которых имеют диаметр 5 мм, а другие двенадцать - диаметр 3 мм, позволяет повысить изначальное усилие на отбой, так как при отбое рабочая жидкость проходит через шесть отверстий, что позволяет уменьшить количество дисков клапана отбоя, что, в свою очередь, позволяет снизить совокупную высоту поршня с клапаном отбоя и перепускным клапаном. При этом выполнение отверстий малого диаметра, шесть из которых расположены на цилиндрическом выступе, выполненном по периметру центрального сквозного отверстия поршня со стороны поршневой части, а двенадцать из которых расположены на большем диаметре и распределены попарно на выступах со стороны штоковой части, позволяет уменьшить высоту поршня, так как за счет увеличения расстояния между отверстиями и уменьшения их диаметра увеличивается толщина металлической стенки между этими отверстиями, это обеспечивает достаточную прочность поршня в процесса сжатия и отбоя. Исключение необходимости установки дополнительных дисков клапана отбоя с одновременным уменьшением высоты поршня позволяет достичь технического результата, который заключается в увеличении рабочего хода поршня с сохранением надежности гидравлического амортизатора, который ведет к улучшению эксплуатационных характеристик гидравлического амортизатора.
Наличие новых отличительных существенных признаков свидетельствует о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности «новизна».
Заявляемая полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 - Общий вид гидравлического амортизатора.
Фиг. 2 - Поршень.
Фиг. 3 - Укрупненный вид поршня на штоке.
Гидравлический амортизатор содержит резервуар 1 с размещенным в нем рабочим цилиндром 2, в верхней части рабочего цилиндра 2 расположена направляющая 3 штока, в центральном осевом отверстии которой подвижно закреплен шток 4, снабженный поршнем 5, гайку 6 резервуара в верхней части резервуара 1 и клапан 7 сжатия в нижней части резервуара 1, причем внутренняя полость рабочего цилиндра 2 разделена поршнем 5 на штоковую 8 и поршневую 9 части, а поршень 5 снабжен перепускным клапаном 10 и клапаном 11 отбоя, причем на поршне 5 выполнено восемнадцать концентрических отверстий, шесть из которых имеют диаметр 5 мм, а другие двенадцать диаметр 3 мм, причем отверстия диаметром 3 мм расположены на большем радиусе от центра, чем отверстия диаметром 5 мм, при этом отверстия диаметром 5 мм расположены на цилиндрическом выступе 12, выполненном по периметру центрального сквозного отверстия поршня 5 со стороны поршневой части 9, а отверстия диаметром 3 мм распределены попарно и снабжены выступами 13 по периметру каждой пары отверстий диаметром 3 мм со стороны штоковой части 8. Между выступами 13 попарно расположенных отверстий диаметром 3 мм со стороны штоковой части 8 выполнены дополнительные выступы 14.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом.
Шток 4 вместе с поршнем 5 во время работы гидравлического амортизатора совершают возвратно-поступательные движения в рабочем цилиндре 2. При перемещении штока 4 с поршнем 5 при ходе сжатия рабочая жидкость под давлением поршня 5 через концентрические отверстия диаметром 8 мм перетекает из поршневой части 9 в штоковую часть 8 рабочего цилиндра 2. Часть объема в рабочем цилиндре 2, при ходе сжатия, занимает шток 4, и избыток рабочей жидкости из поршневой части 9 через отверстия (не обозначены на чертеже) в клапане 7 сжатия перетекает в полость между резервуаром 1 и рабочим цилиндром 2, создавая усилие сжатия. Дополнительное усилие сжатие создает перепускной клапан 10.
При перемещении штока 4 с поршнем 5 при ходе отбоя в штоковой части 8 создается давление, а в поршневой части 9 - разрежение, рабочая жидкость через концентрические отверстия в поршне 5 перетекает из штоковой части 8 в поршневую часть 9 рабочего цилиндра 2, создавая усилие сопротивления отбоя. При ходе отбоя шток 4 перестает занимать часть объема в рабочем цилиндре 2. Компенсация изменения объема рабочей жидкости в рабочем цилиндре 2 происходит за счет перетекания рабочей жидкости через каналы (не обозначены на чертеже) клапана 7 сжатия из полости между резервуаром 1 и рабочим цилиндром 2 в поршневую часть 8 рабочего цилиндра 2. Дополнительное усилие отбоя создает клапан 11 отбоя.