ПОГЛОЩАЮЩИЙ АППАРАТ
ABSORBING APPARATUS

Изобретение относится к транспортному машиностроению и предназначено для поглощения и рассеивания энергии ударов в сцепных устройствах транспортных средств.
Известен поглощающий аппарат (патент №2083406, МПК B61G 11/12, опубл. 10.07.97 г.), содержащий корпус с днищем, в котором размещена упорная плита, взаимодействующая с плунжером, между которым и днищем корпуса расположены упругие элементы, и компенсационную камеру. Кожух компенсационной камеры закреплен на корпусе и выполнен жестким и герметичным, а внутренняя полость, которой связана дроссельным каналом с внутренним пространством корпуса поглощающего аппарата, заполненным так же, как и нижняя часть компенсационной камеры, рабочей жидкостью. В верхней части компенсационной камеры находится воздушная среда. Упругие элементы выполнены в виде эластомерно-металлических. Дроссельный канал расположен в днище корпуса поглощающего аппарата и имеет вход, расположенный в верхней части днища, и выход, связанный с внутренней полостью компенсационной камеры и расположенный в нижней части днища.
Недостатком этого аппарата является то, что используемая в нем жидкость приводит к усложнению конструкции, вызванному наличием компенсационной камеры и дополнительных уплотнений, снижающих надежность поглощающего аппарата. Данная компенсационная камера увеличивает габариты поглощающего аппарата, снижает энергоемкость, диссипативные свойства аппарата и увеличивает затраты на изготовление поглощающего аппарата.
Известен поглощающий аппарат (патент №2078706, МПК B61G 11/12, 11/16, B60G 15/12, F16F 5/00, опубл. 10.05.97 г. - прототип), содержащий цилиндр, выполненный с двумя сообщающимися между собой полостями, в одной из которых установлено донышко цилиндра, и с возможностью обеспечения перетекания рабочей жидкости поршень, шток которого выполнен двусторонним. Причем между поверхностью одной из полостей и донышком установлено первое уплотнение, а одна сторона штока выполнена большего диаметра, чем другая, расположена в донышке цилиндра и охвачена вторым уплотнением. Одна из полостей цилиндра выполнена цилиндрической, другая сферической, донышко расположено в цилиндрической полости, между которой и сферической полостью размещена гайка с третьим уплотнением, охватывающим другую сторону штока.
Недостатком конструкции является то, что в рабочих камерах создается высокое давление, в связи с этим приходится изготавливать корпус аппарата из дорогостоящего металла, что приводит к увеличению затрат, а также повышенное давление требует обеспечения герметичности соединений при высокой точности сопрягаемых деталей, что усложняет процесс изготовления деталей.
Задачей изобретения является повышение энергоемкости и диссипативных свойств поглощающего аппарата, снижение себестоимости аппарата за счет понижения давления в рабочих камерах.
Задача решается за счет того, что в поглощающем аппарате, содержащем цилиндр, выполненным с двумя сообщающимися между собой полостями, заполненными вязкопластической жидкостью, в одной из которых установлено донышко цилиндра и шток-поршень, с возможностью обеспечения перетекания вязкопластичной жидкости, согласно изобретению в одной из полостей цилиндра установлены соосно с корпусом упругие элементы, выполненные из упругопластичного материала, разделенные сепараторами, расположенными соосно с корпусом и имеющими проточки по периметру, отверстия и центральные каналы для обеспечения перетекания вязкопластичной жидкости между полостями.
Кроме того, в сепараторах выполнены поперечные каналы, обеспечивающие перетекание вязкопластичной жидкости из центральной камеры в подпоршневую полость камеры шток-поршня.
Кроме того, в шток-поршне выполнены каналы, обеспечивающие перетекания вязкопластичной жидкости из центральной камеры в запоршневую полость камеры шток-поршня.
На чертежах схематично изображен поглощающий аппарат, общий вид,
где на фиг.1 изображен общий вид поглощающего аппарата с поперечными каналами, выполненными в сепараторах,
где на фиг.2 изображен общий вид с центральными каналами, выполненными в шток-поршне.
Поглощающий аппарат содержит корпус 1 с донышком 2, в котором расположены уплотнения 3. Корпус с донышком образуют замкнутую гидравлическую камеру 4 и 5, в которую входят шток с поршнем 6 с выполненными центральными каналами 7 для обеспечения перетекания вязкопластичной жидкости из камеры 8 в камеру 4. Гидравлическая камера заполнена вязкопластичной жидкостью, в ней же размещаются упругопластичных элементы 9, установленные соосно с корпусом, разделенные сепараторами 10, в которых имеются отверстия 11, центральные каналы 12, поперечные каналы 13, для вытеснения вязкопластичной жидкости из центральной камеры 8 в камеру 5, и клапаны обратного хода 14.
Поглощающий аппарат работает следующим образом.
Под действием сжимающей нагрузки шток с поршнем перемещается внутрь гидравлической камеры 5, за счет чего происходит сжатие упругих элементов 9, уменьшение объема гидравлической камеры и повышение в ней давления. При этом возникает усилие, препятствующее обжатию аппарата, состоящее из усилия сжатия упругих элементов и действия давления на шток с поршнем вязкопластичной жидкости.
При динамическом обжатии аппарата вязкопластичная жидкость из подпоршневой полости гидравлической камеры перетекает через отверстия 11 между поршнем и корпусом в запоршневую полость, за счет чего создается перепад давления между подпоршневой полостью гидравлической камеры и запоршневой полостью, что создает дополнительное усилие, препятствующее обжатию аппарата. При прямом ходе штока с поршнем клапаны 14, расположенные по окружности закрыты и препятствуют перетеканию вязкопластичной жидкости из камеры 5 в камеру 4. Также при динамическом обжатии аппарата вязкопластичная жидкость, находящаяся в камере 8, вытесняется через центральные каналы 12 и поперечные каналы 13 в сепараторе 10 в камеру 5 (фиг.1), а во втором случае, при динамическом обжатии аппарата вязкопластичная жидкость, находящаяся в камере 8, вытесняется через центральные каналы 12 в сепараторе 8 и центральные каналы 7 в шток-поршне в камеру 4 (фиг.2). Диссипация поглощенной энергии происходит в основном за счет перехода в тепло энергии гидравлического сопротивления перетекания в калиброванный зазор вязкопластичной жидкости, заполняющей гидравлическую камеру.
Возврат штока с поршнем при обратном ходе происходит за счет усилия сжатых упругопластичных элементов 9 и давления в гидравлических камерах 4, 5 и 8. При обратном ходе штока с поршнем клапаны 14 открываются, и вязкопластичная жидкость беспрепятственно перетекает из камеры 4 в камеру 5, обеспечивая минимальное сопротивление выходу штока с поршнем.
Применение упругопластичных элементов позволяет уменьшить давление в цилиндре поглощающего аппарата, что дает возможность применять более дешевые материалы для изготовления поглощающего аппарата.