РЕГУЛЯТОР УСИЛИЯ ОТБОЯ ШТОКА АМОРТИЗАТОРА

Полезная модель принадлежит к транспортному машиностроению, в частности к амортизирующим устройствам подвески и может быть использована в амортизаторах легковых и грузовых автомобилей или другой техники.
Из уровня техники известен наиболее близкий по количеству общих признаков и техническому результату, который достигается, регулятор усилия отбоя штока амортизатора, который содержит полый корпус, выполненный с внешним уступом и осевым резьбовым отверстием для крепления к штоку амортизатора, в середине которого установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения ступенчатый плунжер, выполненный с осевым отверстием для входа потока А рабочей жидкости из штоковой полости амортизатора, и подпружиненный внутренней пружиной относительно корпуса регулирующий палец, у которого один конический конец введен в осевое отверстие плунжера с радиальным зазором, который изменяется, образовывающим кольцевое проходное пересечение, которое изменяется, а другой ступенчатый конец взаимодействует с накидной гайкой, соединенной с корпусом с помощью резьбового соединения, перепускные отверстия для выхода потока Б рабочей жидкости в бесштоковую (поршневую) полость амортизатора, выполненные в средней части корпуса, а также дренажные отверстия для) выхода потока В рабочей жидкости в бесштоковую (поршневую) полость амортизатора, выполненные в месте расположения уступа на корпусе и нормально закрытый клапан, подпружиненный внешней регулировочной пружиной относительно накидной гайки [«Регулятор зусилля опору амортизатора» UA89176 (С2) (Переверзев В.Г., Еркович В.А.) B60G 17/00, F16F 9/50, 11.01.2010, наиболее близкий аналог - прототип] [1].
Корпус регулятора выполнен с радиальными отверстиями, а охватывающий его снаружи дополнительный корпус выполнен с продольными отверстиями, соединенными с радиальными отверстиями корпуса регулятора.
Клапан выполнен в виде плоского кольца, перекрывает упомянутые продольные отверстия его корпуса и предназначен для ограничения усилия отбоя штока амортизатора путем дренажа рабочей жидкости при резком повышении давления в потоке А рабочей жидкости, которая поступает из штоковой полости амортизатора.
Недостатком известного регулятора является то, что дренажные отверстия имеют комбинированную форму, расположены радиально в основном (внутреннем) корпусе и продольно в дополнительном (внешнем) корпусе и соединены между собой кольцевой канавкой, при этом выходы дренажных отверстий, которые взаимодействуют с клапаном, расположены продольно, а клапан выполнен в виде плоского кольца, которое перекрывает упомянутые продольные выходы дренажных отверстий дополнительного корпуса, что усложняет его конструкцию.
Комбинированная форма дренажных отверстий приводит к нежелательным завихрениям потока в их переходных участках, что при резком изменении давления вызывает возникновение кавитации, эрозии стенок каналов корпусов и клапана, что сопровождается процессом, который снижает надежность и срок службы регулятора.
Кроме того, из-за того, что клапан не обеспечен уплотняющим элементом, не обеспечивается его плотное прилегание к контактной поверхности корпуса, что приводит к частичному перетеканию потока В рабочей жидкости в бесштоковую (поршневую) полость амортизатора и искажения его рабочей характеристики.
Все эти факторы не позволяют обеспечить высокую надежность регулятора усилия отбоя штока амортизатора, что снижает срок его эксплуатации.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является усовершенствование конструкции регулятора усилия отбоя штока амортизатора путем) упрощения его конструкции, выполнения выходов дренажных каналов без изгибов и обеспечения клапана уплотняющей манжетой.
Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи и использовании изобретения заключается в повышении надежности и срока службы.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в регуляторе усилия отбоя штока амортизатора, который содержит полый корпус, выполненный с внешним уступом и осевым резьбовым отверстием для крепления к штоку амортизатора, в середине которого установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения ступенчатый плунжер, выполненный с осевым отверстием для входа потока А рабочей жидкости из штоковой полости амортизатора, и подпружиненный внутренней пружиной к корпусу, регулирующий палец, у которого один конический конец введен в осевое отверстие плунжера с радиальным зазором, который изменяется, образовывающим кольцевое проходное пересечение, которое изменяется, а другой ступенчатый конец взаимодействует с накидной гайкой, соединенной с корпусом с помощью резьбового соединения, перепускные отверстия для выхода потока Б рабочей жидкости в бесштоковую (поршневую) полость амортизатора, выполненные в средней части корпуса, а также дренажные отверстия для выхода потока В рабочей жидкости в бесштоковую (поршневую) полость амортизатора, выполненные в месте расположения уступа на корпусе и нормально закрытый клапан, подпружиненный внешней пружиной относительно регулировочной накидной гайки, согласно полезной модели, дренажные отверстия выполнены в корпусе так, что их выходы, которые взаимодействуют с клапаном, расположены радиально, а клапан выполнен в форме втулки с кольцевым выступом изнутри, расположенным на конце клапана, который взаимодействует с внешней пружиной и обеспеченный уплотнительной манжетой.
Регулятор усилия отбоя штока амортизатора может быть выполнен в разных модификациях.
В регуляторе усилия отбоя штока амортизатора уплотнительная манжета может быть выполнена в виде кольца круглого или прямоугольного пересечения, изготовленного из эластомера, и установлена внутри кольцевой канавки, выполненной в кольцевом выступе клапана так, что она взаимодействует с внешней цилиндрической поверхностью корпуса (модификация 1).
В регуляторе усилия отбоя штока амортизатора корпус может быть выполнен с дополнительным внешним уступом, а уплотнительная манжета может быть выполнена в виде кольца фигурного поперечного сечения, изготовленного из эластомера, и установлена внутри клапана так, что она прилегает к его внутренней поверхности и к торцам и взаимодействует с торцом уступа, торцом дополнительного уступа и внешней цилиндровой поверхностью корпуса (модификация 2).
Дроссельные отверстия выполнены в корпусе так, что их выходы, которые взаимодействуют с клапаном, расположены радиально, что исключает необходимость выполнения дополнительного корпуса, упрощает конструкцию и обеспечивает прямолинейность дренажных отверстий.
Выполнение клапана в форме втулки с кольцевьм выступом в середине, расположенным на конце клапана, взаимодействующим с внешней пружиной, позволяет сформировать клапан, у которого внутренний кольцевой выступ выполняет функцию кольцевого поршня, который воспринимает давление потока А рабочей жидкости, которая поступает из штоковой полости амортизатора.
Когда усилие от действия давления потока А рабочей жидкости, которая поступает из штоковой полости амортизатора на упомянутый кольцевой выступ, превысит усилие внешней пружины, клапан начинает перемещаться вдоль корпуса регулятора и его противоположный торец отдаляется от уступа, рабочая жидкость через зазор, который образовался между уступом и клапаном поступает в бесштоковую (поршневую) полость амортизатора потоком В через дренажные радиальные отверстия в корпусе регулятора, в результате чего давление в штоковой полости амортизатора уменьшается.
При снижении давления потока А рабочей жидкости, которая поступает из штоковой полости амортизатора, усилие пружины становится больше, чем усилие, которое действует на внутренний кольцевой выступ клапана от давления рабочей среды, и клапан перекрывает дренажные радиальные отверстия в корпусе.
В связи с тем, что клапан обеспечен уплотнительной манжетой уплотнителя, обеспечивается герметический контакт элементов корпуса, которые взаимодействуют с клапаном.
Выполнение в регуляторе усилия отбоя штока амортизатора уплотнительной манжеты в виде кольца круглого или прямоугольного сечения, изготовленного из эластомера, и установка ее внутри кольцевой канавки, выполненной в кольцевом выступе клапана так, что она взаимодействует с внешней цилиндрической поверхностью корпуса (модификация 1), обеспечивает простое и надежное конструктивное выполнение регулятора технологически более сложного выполнения клапана.
Выполнение в регуляторе усилия отбоя штока амортизатора корпуса с дополнительным внешним уступом, а уплотнительной манжеты в виде кольца фигурного поперечного сечения, изготовленного из эластомера, и установка ее внутри клапана так, что она прилегает к его внутренней поверхности и к торцам и взаимодействует с торцом уступа, торцом дополнительного уступа и внешней цилиндрической поверхностью корпуса (модификация 2), обеспечивает простое и надежное конструктивное выполнение регулятора технологически менее сложного выполнения клапана.
В дальнейшем полезная модель объясняется подробным описанием примера ее осуществления со ссылками на чертежи, которые прилагаются.
На фиг.1 изображен регулятор усилия отбоя штока амортизатора (модификация 1), продольный разрез.
На фиг.2 изображен регулятор усилия отбоя штока амортизатора (модификация 2), продольный разрез.
На фиг.3 изображен амортизатор с регулятором отбоя штока амортизатора (модификация 1), продольный разрез.
Регулятор 1 усилия отбоя штока амортизатора (фиг.1-3) содержит (фиг.1, 2) полый корпус 2, выполненный с внешним уступом 3 и осевым резьбовым отверстием 4 для крепления к штоку амортизатора, в середине которого установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения ступенчатый плунжер 5, выполненный с осевым отверстием 6 для входа потока А рабочей жидкости из штоковой полости амортизатора, и подпружиненный внутренней пружиной 7 относительно корпуса 2, регулирующий палец 8, у которого один конический конец 9 введен в осевое отверстие 6 плунжера 5 с радиальным зазором, который изменяется, образовывающим кольцевое проходное сечение, которое изменяется, а другой ступенчатый конец 10 взаимодействует с накидной гайкой 11, соединенной с корпусом 2 с помощью резьбового соединения, пропускные отверстия 12 для выхода потока Б рабочей жидкости в бесштоковую (поршневую) полость амортизатора, выполнены в средней части корпуса 2, а также дренажные отверстия 13 для выхода потока В рабочей жидкости в бесштоковую (поршневую) полость амортизатора, выполненные в месте расположения уступа 3 на корпусе 2 и нормально закрытый клапан 14, подпружиненный внешней пружиной 15 относительно регулировочной накидной гайки 11.
Особенностью регулятора усилия отбоя штока амортизатора является то, что дренажные отверстия 13 выполнены в корпусе 2 так, что их выходы, которые взаимодействуют с клапаном 14, расположены радиально, а клапан 14 выполнен в форме втулки с кольцевым выступом 16 изнутри, расположенным на конце клапана 14, таким, что взаимодействует с внешней пружиной 15 и обеспечен уплотнительной манжетой 17.
В регуляторе усилия отбоя штока амортизатора уплотнительная манжета (17) может быть выполнена в виде кольца круглого или прямоугольного сечения, изготовленного из эластомера, и установлена внутри кольцевой канавки 18, выполненной в кольцевом выступе 16 клапана 14 так, что она взаимодействует с внешней цилиндровой поверхностью корпуса 2 (модификация 1) (фиг.1).
В регуляторе усилия отбоя штока амортизатора корпус 2 может быть выполнен с дополнительным внешним уступом 19, а уплотнительная манжета 17 может быть выполнена в виде кольца фигурного поперечного сечения, изготовленного из эластомера, и установлена в середине клапана 14 так, что она прилегает к его внутренней поверхности и к торцам и взаимодействует с торцом уступа 3, торцом дополнительного уступа 19 и внешней цилиндрической поверхностью корпуса 2 (модификация 2) (фиг.2).
Регулятор 1 входит в состав амортизатора (фиг.3).
Амортизатор содержит (фиг.3) внешний резервуар 20 с рабочим цилиндром 21, по оси которого расположен шток 22, на котором закреплен поршень 23 с проходными отверстиями 24, перекрытыми подпружиненным компрессионным клапаном 25 для прохода рабочей жидкости в одну сторону из безштоковой (поршневой) полости Г в штоковую полость Д рабочего цилиндра 21 амортизатора и регулятор 1 усилия отбоя штока 22 амортизатора, соединенный с помощью резьбового отверстия 4 корпуса 2 с резьбовым хвостовиком штока 22 амортизатора.
Шток 22 выполнен с проходным каналом 26, соединенным с осевым отверстием 6 регулятора 1 для входа потока А рабочей жидкости из штоковой полости Д рабочего цилиндра 21 амортизатора в регулятор 1.
Штоковая полость Д рабочего цилиндра 21 амортизатора отделена от полости Е внешнего резервуара 20 промежуточным корпусом 27 со втулкой уплотнителя 28.
Бесштоковая (поршневая) полость Г отделена от внешнего резервуара 20 двусторонним перепускным клапаном 29.
В режиме отбоя регулятор 1 в составе амортизатора работает таким образом.
На транспортном средстве амортизатор крепят штоком 22 вверх к автомобилю, а внешним резервуаром 20 (корпусом) вниз к подвеске, связанной с колесом.
При попадании колеса транспортного средства в глубокую выемку на дорожном покрытии колесо вместе с корпусом амортизатора резко опускается вниз к штоку 22. На практике и при стендовых испытаниях этот процесс называют отбоем штока 22, поскольку при относительном перемещении штока и корпуса амортизатора их взаимодействие эквивалентно.
Поэтому в дальнейшем этот процесс рассматривается как отбой штока.
При отбое штока 22 амортизатора (фиг.3) рабочая жидкость из штоковой полости Д рабочего цилиндра 21 через проходной канал 26 штока 22 амортизатора поступает в осевое отверстие 6 ступенчатого плунжера 5 регулятора 1, например модифiкацiï 1 (фиг.1).
Далее рабочая жидкость через кольцевое проходное сечение между отверстием 6 ступенчатого плунжера 5 и коническим концом 9 регулирующего пальца 8 действует на плунжер 5 и, преодолевая усилие пружины 7, смещает ступенчатый плунжер 5, уменьшает пропускную способность кольцевого проходного сечения между отверстием 6 ступенчатого плунжера 5 и коническим концом 9 регулирующего пальца 8 и, соответственно, усиливает сопротивление амортизатора до необходимого и через пропускные отверстия 12 потоком Б выходит в бесштоковую (поршневую) полость Г амортизатора.
При резком отбое штока 22 происходит значительное увеличение давления рабочей жидкости в штоковой Д полости амортизатора и отверстие 6 ступенчатого плунжера 5 максимально опускается на конический конец 9 регулирующего пальца 8, чем значительно уменьшает пропускную способность между ними и увеличивает сопротивление амортизатора.
При этом часть рабочей жидкости через проходной канал 26 штока 22 амортизатора, отверстие 6 ступенчатого плунжера 5, кольцевое проходное сечение между отверстием 6 и коническим концом 9 регулирующего пальца 8, через пропускные отверстия 12 выходит в бесштоковую (поршневую) полость Г амортизатора.
А часть рабочей жидкости, проходя через радиальные выходы дренажных отверстий 13 (в дальнейшем радиальные дренажные отверстия 13) в корпусе 2, попадает в кольцевую полость между корпусом 2 и клапаном 14.
Клапан 14, у которого есть внутренний кольцевой выступ 16, выполняет функцию кольцевого поршня, и воспринимает давление потока А рабочей жидкости, которая поступает из штоковой полости Д амортизатора через радиальные дренажные отверстия 13 корпусов 2 регулятора 1.
Когда усилие от действия давления потока А рабочей жидкости, которая поступает из штоковой полости Д амортизатора на упомянутый кольцевой выступ 16 клапана 14, превысит усилие внешней пружины 15, клапан 14 начинает перемещаться вдоль корпуса 2 регулятора 1 и его противоположный торец отдаляется от внешнего уступа 3.
Рабочая жидкость через зазор, который образовался, между внешним уступом 3 и клапаном 14 поступает в бесштоковую (поршневую) полость Г амортизатора потоком В через дренажные радиальные отверстия 13 в корпусе 2 регулятора 1, в результате чего давление в штоковой полости Д амортизатора уменьшается.
При снижении давления потока А рабочей жидкости, которая поступает из штоковой полости Д амортизатора, усилие внешней пружины 15 становится больше, чем усилие, которое действует на внутренний кольцевой выступ 16 клапана 14, и последний (14) перекрывает дренажные радиальные отверстия 13 в корпусе 2 регулятора 1.
За счет этого регулируется усилие отбоя штока 22 и ограничивается максимальное усилие сопротивления амортизатора.
Аналогичным способом в составе амортизатора работает и регулятор усилия отбоя штока амортизатора (модификация 2) (фиг.2).
Приведенные сведения подтверждают возможность промышленного применения полезной модели - усовершенствованного регулятора усилия отбоя штока амортизатора, который может найти широкое приложение в амортизаторах легковых и грузовых автомобилей или другой техники.
Перечень обозначений
1. регулятор усилия отбоя штока амортизатора (регулятор)
2. корпус
3. внешний уступ
4. резьбовое отверстие корпуса
5. ступенчатый плунжер
6. осевое отверстие ступенчатого плунжера для входа потока А рабочей жидкости из штоковой полости амортизатора
7. внутренняя пружина
8. регулирующий палец
9. конический конец регулирующего пальца
10. ступенчатый конец регулирующего пальца
11. накидная гайка
12. пропускное отверстие для выхода потока Б рабочей жидкости в бесштоковую полость амортизатора
13. дренажное отверстие для выхода потока В рабочей жидкости в бесштоковую полость амортизатора (радиальное дренажное отверстие)
14. клапан
15. внешняя пружина
16. кольцевой выступ клапана
17. уплотнительная манжета
18. кольцевая канавка в кольцевом выступе клапана
19. дополнительный внешний уступ корпуса
20. внешний резервуар
21. рабочий цилиндр
22. шток
23. поршень
24. проходные отверстия
25. компрессионный клапан
26. проходной канал
27. промежуточный корпус
28. уплотнительная втулка
29. двусторонний пропускной клапан
А - поток рабочей жидкости из штоковой полости амортизатора через осевое отверстие ступенчатого плунжера регулятора
Б - поток рабочей жидкости в бесштоковую (поршневую) полость амортизатора через пропускные отверстия регулятора
В - поток рабочей жидкости в бесштоковую (поршневую) полость амортизатора через дренажные отверстия регулятора
Г - бесштоковая (поршневая) полость рабочего цилиндра амортизатора
Д - штоковая полость рабочего цилиндра амортизатора
Е - полость внешнего резервуара амортизатора