ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР С РЕГУЛИРУЕМЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
HYDRAULIC DAMPER WITH CONTROLLED PARAMETERS

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к гидравлическим амортизаторам с возможностью регулирования жесткости и демпфирования для снижения передачи колебаний на кузов автомобиля.
Известна конструкция гидравлического амортизатора с регулируемой характеристикой (патент РФ 2316685, F16F 9/342). Амортизатор состоит из резервуара, рабочего цилиндра, поршня с дроссельными отверстиями, полого штока с фланцем, штока перепускного клапана, диска перепускного клапана, тарелок, дисков и пружин клапанов сжатия и отдачи, регулировочной гайки, манжеты штока, пружины манжеты, обоймы манжеты, ведущих и ведомых шестерен, упорных роликовых подшипников, электромотора, блока управления, датчиков скорости и колебаний подвески и усилителя сигналов датчиков. К основным недостаткам данного изобретения можно отнести сложность и громоздкость конструкции самого амортизатора, что в реальных условиях эксплуатации может привести к многочисленным отказам и выходу из строя амортизатора. Также к недостаткам относится невозможность регулировки жесткости амортизатора в достаточно широком диапазоне.
Известно также устройство (патент РФ 2402703, F16F 9/16, F16F 5/00), содержащее рабочий цилиндр, поршень с дроссельными отверстиями, клапан отдачи и клапан сжатия, шток, разгрузочные клапаны отдачи и сжатия, компенсационную камеру внутри которого имеется поршень, разделяющий рабочую жидкость и инертный газ. Конструкция данного изобретения частично устраняет недостатки, присущие аналогу. Исполнение стало более простым, что увеличивает надежность. Недостатком данного амортизатора также является невозможность регулировки усилия сжатия в достаточно широком диапазоне, а также невозможность ручной настройки с помощью внешнего переключателя.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности самого амортизатора за счет упрощения его конструкции, а также обеспечение его устройством, регулирующим жесткость и демпфирующую способность амортизатора по желанию пользователя не выходя из салона, в зависимости от стиля вождения или дорожного покрытия.
Техническим результатом заявленного амортизатора является удаление сложных механизмов из рабочего цилиндра и замена их более простыми. Также является возможным управление демпфирующей способностью и жесткостью амортизатора путем изменения площади проходного сечения дросселей электрическим сигналом и, меняя предварительное сжатие пружины, воздействуя регулирующим давлением жидкости, которое устанавливается исходя из дорожных условий. Возможно также дискретное включение и отключение пружин, в зависимости от установленного режима работы амортизатора. Указанная совокупность позволяет регулировать рабочие характеристики амортизатора в очень широком диапазоне.
6
8
7
На фиг.1 изображен общий вид гидравлического амортизатора с регулируемыми характеристиками. Амортизатор состоит из корпуса 1, рабочего цилиндра 2, штока 3, соединенного с поршнем 4, пружин 6, 7 и 8 различной жесткости (F>F>F), разделительного поршня 5, штоковой полости 9, бесштоковой полости 10 и дополнительной полости 11, регулируемых дросселей 12, 13 и 14, соединенных с полостями 9, 10 и 11 посредством трубопроводов, электромагнитных клапанов 15, 16 и 17, также соединенных с полостями 9, 10 и 11, осуществляющих соединение полостей с питательным трубопроводом, электромагнитного клапана 18, установленного в сливном трубопроводе, резервуара с рабочей жидкостью 19, фильтра 20, питающего насоса 21, перепускного клапана 22. Дроссели 12, 13, 14 и электромагнитные клапаны 15, 16, 17 и 18 получают сигналы от блока управления 23 (фиг.2), который в свою очередь работает в режиме, установленном задающим устройством 24.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. В зависимости от дорожного покрытия и стиля вождения пользователь выставляет в соответствующее положение переключатель задающего устройства 24 (фиг.2). Далее сигналы идут в блок управления 23. Обработав эти сигналы, он подает электрические сигналы в регулируемые дроссели 12, 13 и 14 (фиг.1), а также на электромагнитные клапаны 15, 16, 17 и 18 в соответствии с заданным режимом работы, устанавливая характеристики от «жесткого» хода амортизатора до «мягкого».
Статический режим амортизатора. Внутри полостей 9, 10 и 11 находится рабочая жидкость с одинаковым давлением в каждой из полостей. Электромагнитные клапаны 15, 16, 17 и 18 закрыты блоком управления. Регулируемые дроссели 12, 13 и 14 открыты. Насос 21 перекачивает через фильтр 20 рабочую жидкость из резервуара 19. Так как клапаны 15, 16 и 17 закрыты, рабочая жидкость сливается обратно в резервуар через перепускной клапан 22.
Режим «жесткого» хода амортизатора достигается дискретным выключением пружины 7 и закрытием полости 10. Для этого насос 21 через фильтр 20 подает рабочую жидкость из резервуара 19 в полость 10 через открытый электромагнитный клапан 16 (регулируемый дроссель 13 закрыт, а регулируемый дроссель 14 и электромагнитный клапан 18 открыт), создавая тем самым повышенное давление в полости 10, которое через разделительный поршень 5 сжимает пружину 8, тем самым увеличивая ее жесткость. Затем клапаны 16 и 18 закрываются, тем самым жидкость в полости 10 «запирается» и пружина 7 отключается от работы. Жидкость снова начинает перетекать через перепускной клапан. В регулируемых дросселях 12 и 14 блоком управления 23 устанавливается минимальное значение проходного сечения. Амортизатор начинает работать в «жестком» режиме, при котором работают пружины 6 и 8, а жидкость перетекает через дроссели по трубопроводу из полости 11 в полость 9 в ход сжатия, и из полости 9 - в полость 11 в ход отбоя. Перед установкой другого режима при необходимости блок управления 23 открывает дроссель 13 и клапан 18 для сброса избыточного давления. Жидкость сливается в резервуар 19. Разделительный поршень возвращается в исходное положение. Клапан 18 закрывается.
Для получения «оптимального» режима работы амортизатора блок управления закрывает дроссель 14, тем самым отключает от работы пружину 8 и полость 11. Блоком управления устанавливается среднее значение пропускной способности дросселей 12 и 13. Амортизатор начинает работать в «оптимальном» режиме, при котором работают пружины 6 и 7, а жидкость перетекает через дроссели по трубопроводу из полости 10 в полость 9 в ход сжатия, и из полости 9 в полость 10 в ход отбоя. При необходимости блок управления подает аналогичные сигналы на исполнительные механизмы для сброса давления.
Режим работы амортизатора «мягкий» ход, соответствует статическому состоянию амортизатора. В этом режиме жидкость в ход сжатия перетекает из полостей 10 и 11 в полость 9, и из полости 9 перетекает в полости 10 и 11 в ход отбоя.
Промежуточные значения жесткости и демпфирования, находящиеся между режимами «жесткого», «оптимального» и «мягкого» хода амортизатора устанавливаются за счет изменения предварительного сжатия пружин 7 и 8 до различных величин, а также изменением проходного сечения регулируемых дросселей 12, 13 и 14. В совокупности1 данные регулировки позволяют устанавливать рабочие характеристики амортизатора в очень широком диапазоне.