ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Техническое решение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкции транспортных средств, в частности в системе подвески и в других узлах, требующих гашения механических колебаний.
Широко известны гидравлические амортизаторы, применяемые в подвесках транспортных средств, содержащие герметичный цилиндр, внутри которого расположен с возможностью перемещения поршень, соединенный со штоком. Цилиндр заполнен жидкостью. В поршне имеются отверстия определенного диаметра, которые закрываются подпружиненными клапанами. Один клапан расположен сверху поршня, другой - снизу. При перемещении поршня в одной из полостей цилиндра повышается давление, под действием которого открывается соответствующий клапан, и жидкость перетекает из одной полости цилиндра в другую (Иванов A.M., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и др. «Основы конструкции автомобиля», М. ООО «Книжное издательство «За рулем», 2006 г., 336 с.).
Недостатком этих амортизаторов является нестабильность и неравномерность гашения колебания транспортного средства, обусловленная реализацией одного режима гашения колебаний.
Известен однотрубный перевернутый амортизатор, используемый в стойках McHherson (Мак Ферсон), содержащий корпус, цилиндр, рабочий поршень со штоком, буфер сжатия. Корпус амортизатора установлен в корпус стойки. В верхней части цилиндра расположена газовая камера, и разделительный поршень, шток установлен в направляющей с узлом уплотнения. Рабочий поршень образует поршневую и штоковую полости и имеет дроссельные каналы и клапаны сжатия и отбоя. Подвижным элементом в этой конструкции является шток, прикрепленный ко дну корпуса амортизатора. (Иванов A.M.,Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и др. «Основы конструкции автомобиля», М. ООО «Книжное издательство «За рулем», 2006 г., стр.211). Преимуществом такого амортизатора является его сравнительная простота и небольшие габариты.
Недостатком такого амортизатора является трудность обеспечения баланса двух важных характеристик: комфорта и управляемости при движении транспортного средства по неровностям. Эти характеристики зависят от обеспечения достаточной «жесткости» амортизатора, влияющей на управляемость, и «мягкости», влияющей на величину комфортности, которые зависят от пропускной способности клапанов сжатия и отбоя. Клапаны указанного амортизатора срабатывают при создании в полости амортизатора определенного давления (при ударе о препятствие), обеспечивая возможность «отработки» препятствия, одновременно передавая удар на элементы кузова автомобиля, снижают комфортность.
Отдельные недостатки этого амортизатора устраняются конструктивным исполнением амортизатора по патенту РФ №106699 «Гидравлический амортизатор транспортного средства» с приоритетом от 08.04.2011 г. Однако изделие имеет сложную конструкцию, в связи с чем для его изготовления потребуется разработать сложный технологический процесс, специальное оборудование, что повлечет за собой удорожание изделия.
Задачей предлагаемого технического решения является упрощение конструкции гидравлического амортизатора, а также технологии его изготовления с одновременным сохранением возможности обеспечения баланса характеристик: управляемости и комфортности транспортного средства при движении его по неровностям.
Технический результат достигнут за счет того, что в известном гидравлическом амортизаторе транспортного средства, содержащем корпус, цилиндр, в котором установлен поршень и шток, связанный посредством шайб с поршнем, образующими штоковую и поршневую полости, сообщающиеся через перепускные каналы и дроссели, выполненные в поршне, поршень имеет верхнюю и нижнюю кольцевые выточки, при этом верхняя выточка соединена с поршневой полостью, а нижняя выточка соединена со штоковой полостью, перепускные каналы выполнены ступенчатыми, оси каналов расположены по образующим боковых поверхностей верхней и нижней выточек, при этом одна часть ступенчатых каналов имеет диаметр, больший со стороны поршневой полости, а другая часть каналов имеет диаметр, больший со стороны штоковой полости, каналы снабжены втулками и пружинами, опирающимися на ступеньки, образованные разницей диаметров каналов.
На фиг.1 представлен общий вид гидравлического амортизатора;
на фиг.2 - поршень в сборе (разрез);
на фиг.3 - вид поршня сверху (в сборе);
на фиг.4 - поршень со снятой шайбой (вид сверху).
Гидравлический амортизатор транспортного средства содержит корпус 1 (фиг.1), в котором установлен цилиндр 2 и поршень 3 со штоком 4, образующие штоковую 5 и поршневую 6 полости, сообщающиеся через дроссели 7, 7' и перепускные каналы 8, 8' (фиг.3, 4). Поршень 3 и шток 4 связаны между собой посредством шайб 9 и 9' (фиг.1.2.3).
Поршень 3 (фиг.1) имеет кольцевые верхнюю 10 и нижнюю 11 выточки. Верхняя выточка 10 соединена с поршневой полостью 6, а нижняя выточка 11 соединена со штоковой полостью 5.
Перепускные каналы 8 и 8' выполнены ступенчатыми за счет выполнения каждого из них в виде двух звеньев 12 и 12' разного диаметра (звено 12 - большего диаметра, а звено 12' - меньшего диаметра). Так каналы 8 имеют по два звена 12 и 12' и каналы 8' имеют также по два звена 12 и 12'.
При этом каналы 8, имеют больший диаметр (звено 12) со стороны поршневой полости 6, а каналы 8' (звено 12) имеют больший диаметр со стороны штоковой полости 5 (фиг.1, 2). За счет разницы диаметров звеньев 12 и 12' в каналах 8 и 8' образованы ступеньки 13 и 13'.
Оси А-А каналов 8 и 8' расположены по образующей боковых поверхностей Б и Б' выточек 10 и 11.
В каналах 8 и 8' (в звеньях 12) установлены соответственно втулки 14 и 14' и пружины 15 и 15'. Пружины 15 и 15' оперты на ступеньки 13 и 13'. За счет возможности сжатия пружин 15 и 15' и смещения вместе с ними втулок 14 и 14', образуются окна 16 и 16' (фиг.2), предназначенные для обеспечения возможности через каналы 8 и 8' сообщения поршневой полости 6 со штоковой полостью 5 и штоковой полости 5 с поршневой полостью 6.
Гидравлический амортизатор работает следующим образом.
При движении автомобиля по относительно ровной поверхности а также при торможении, разгоне, при крене при повороте пружины 15, 15' и втулки 14, 14' находятся в исходном положении. В таком положении в работе амортизатора участвуют лишь дроссели 7 и 7', сечение которых настолько мало, что позволяет автомобилю не «приседать» при разгоне, не «клевать» при торможении и не кренится в поворотах. При наезде на препятствие втулки 14 под действием силы инерции сожмут пружины 15, благодаря которым они сохраняли исходное положение, при этом переместившись вниз относительно поршня, откроют окна 16 для входа в каналы 8, и масло из поршневой полости 6 перельется в штоковую полость 5, позволяя амортизатору сжаться не передавая удар на корпус. При съезде с препятствия поршень вместе с колесом устремляется вниз, (в первой фазе, когда ускорение направлено вниз), втулки 14' под действием силы инерции сожмут пружины 15', благодаря которым они сохраняли исходное положение, перемещаются верх относительно поршня, за счет чего через образовавшиеся окна 16' входа в каналы 8' масло из штоковой полости 5 польется в поршневую полость 6, позволив «облизать» препятствие, т.е. не дать колесу оторваться от поверхности. Во второй фазе, когда ускорение направлено вверх, втулки 14' под действием силы тяжести самой втулки и усилиям пружин 15' начнут «догонять» поршень, при этом увеличивая силу сопротивления амортизатора, позволяя таким образом погасить энергию колебания.
Заявляемый амортизатор не содержит сложных узлов и деталей, поэтому технология его изготовления и сборки отличается простотой. Одновременно амортизатор обеспечивает смягчение ударов при движении по неровностям.