АМОРТИЗАТОР

Полезная модель относится к транспортной технике, а именно к демпфирующим устройствам транспортных средств.
Известен амортизатор гидравлический с регулируемой характеристикой (RU 2402703, F16F 5/00, F16F 9/16, опубл. 27.10.2010), состоящий из рабочего цилиндра, внутри которого установлен поршень с дроссельными отверстиями. В поршне установлены клапан отдачи и клапан сжатия, перекрывающие дроссельные отверстия в поршне. Плотность прилегания каждого клапана к поршню обеспечивается при помощи пружины с шайбой. Шток крепится к поршню при помощи резьбы. Вокруг рабочего цилиндра по периферии расположены разгрузочные клапаны отдачи и сжатия. Пружины разгрузочных клапанов имеют разную жесткость. Каждый разгрузочный клапан установлен в корпусе и прижимаются к седлу при помощи пружины. Седло каждого разгрузочного клапана запрессовано в корпус. Разгрузочные клапаны соединены с рабочим цилиндром при помощи трубок со штуцерами. Компенсационная камера имеет внутри поршень, разделяющий рабочую жидкость и инертный газ - азот. Компенсационная камера соединена с рабочим цилиндром при помощи трубопровода высокого давления. Сверху рабочий цилиндр закрыт гайкой. Для обеспечения герметичности между штоком и гайкой рабочего цилиндра установлена манжета штока.
Недостатками известного технического решения являются большие габариты и масса конструкции, т.к. оно включает в себя рабочий цилиндр, корпус с клапанами и компенсационную камеру, соединенную трубками со штуцерами.
Известен гидропневматический амортизатор транспортного средства (RU 2361134, F16F 5/00, F16F 9/06, опубл. 07.10.2009), содержащий гидроцилиндр, заполненный рабочей жидкостью, с поршнем и штоком, гидроаккумулятор. В нижней части штока расположены радиальные дросселирующие отверстия и подпружиненный регулирующий плунжер, перекрывающий своей кромкой эти отверстия. Радиальные дросселирующие отверстия разнесены по длине штока таким образом, что регулирующий плунжер может перекрывать их поочередно, плавно изменяя общее проходное сечение. Регулирующий плунжер расположен в поршне вне потоков рабочей жидкости и может отклоняться от своего нормального положения только под действием гравитации.
Недостатками известного гидропневматического амортизатора транспортного средства являются большие габариты и масса конструкции, т.к. он включает в себя гидроцилиндр с поршнем и штоком и гидроаккумулятор.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является принятый за прототип гидродемпфер с системой «несмачиваемая жидкость-нанопористое тело» (RU 111598, F16F 9/19, F16F 9/06, опубл. 20.12.2011), содержащий полый цилиндр, разделительный поршень, делящий внутреннюю полость цилиндра на две части - жидкостесодержащюю и газонаполенную, шток с рабочим поршнем, снабженным двумя клапанами - сжатия и отбоя, перемещающимся в жидкостесодержащей полости цилиндра. Разделительный поршень дополнительно снабжен двумя или более кассетами с нанопористыми телами с различными размерами нанопор, причем нанопористое тело кассеты, непосредственно контактирующее с жидкостью, имеет поры большего размера, чем тела кассет, расположенных за первой кассетой, а жидкость, заполняющая цилиндр, является несмачивающей по отношению к нанопористым телам.
Недостатками известного технического решения, принятого за прототип, являются большие габариты и масса конструкции, так как для размещения разделительного поршня, который снабжен двумя или более кассетами с нанопористыми телами и размещения за разделительным поршнем газонаполненной части требуется удлинить полый цилиндр.
Задачей настоящего технического предложения является снижение массогабаритных показателей амортизатора.
Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен амортизатор, содержащий цилиндр с амортизаторной жидкостью, в котором коаксиально размещен с возможностью перемещения шток с рабочим поршнем, снабженный двумя клапанами - сжатия и отбоя, и разделительный поршень, отделяющий жидкосодержащие и газонаполненные полости в амортизаторе. Шток выполнен полым и в нем размещены газонаполненная полость и разделительный поршень, при этом полый шток снабжен клапаном для зарядки газонаполненной полости нейтральным газом.
Разделительный поршень имеет ограничитель предельного перемещения в виде упорного кольца, установленного во внутренней круговой канавке на нижнем конце полого штока.
Выполнение штока полым, размещение в нем газонаполненной полости и разделительного поршня уменьшает длину и массу амортизатора, а, следовательно, снижаются массогабаритные показатели по сравнению с прототипом.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где представлен вид амортизатора в разрезе.
На чертеже обозначены:
1 - цилиндр;
2 - амортизаторная жидкость;
3 - проушина цилиндра;
4 - шток полый;
5 - поршень рабочий;
6 - клапан сжатия;
7 - клапан отбоя;
8 - крышка цилиндра;
9 - манжета;
10 - нейтральный газ-азот;
11 - поршень разделительный;
12 - уплотнительное кольцо разделительного поршня;
13 - упорное внутреннее плоское кольцо на конце полого штока;
14 - проушина штока;
15 - клапан заправочный;
"А" - подпоршневая полость цилиндра;
"Б" - надпоршневая полость цилиндра;
"В" - газосодержащая полость.
Заявленный амортизатор содержит цилиндр 1, заполненный амортизаторной жидкостью 2, например, минеральным маслом МВП ГОСТ 1805-76 или АМГ 10 ГОСТ 6794-75 и снабженный проушиной 3. В цилиндре коаксиально с возможностью перемещения размещен полый шток 4 с рабочим поршнем 5, снабженным двумя клапанами - сжатия 6 и отбоя 7, перемещающимся в жидкосодержащих полостях цилиндра: "А" - подпоршневой полости цилиндра и "Б" - надпоршневой полости цилиндра.
Цилиндр сверху закрыт крышкой 8 с манжетой 9, уплотняющей шток. Полый шток заполнен под давлением нейтральным газом, например, азотом 10, в полом штоке с возможностью перемещения установлен разделительный поршень 11, уплотненный кольцом 12. На нижнем конце полого штока установлен ограничитель предельного перемещения разделительного поршня из полого штока, например, в виде упорного внутреннего плоского кольца 13, вставленного во внутреннюю круговую канавку полого штока, при этом верхний конец полого штока имеет проушину 14 и заправочный клапан 15 нейтрального газа. Примененный газ должен быть нейтральным, чтобы не было реакции с материалами амортизатора. В качестве нейтрального газа в предлагаемом амортизаторе может быть применен, например, азот. Упорное внутреннее плоское кольцо применено стандартное, например, по ГОСТ 13943-86.
Амортизатор функционирует следующим образом.
На транспортном средстве амортизатор прикреплен своими проушинами 3 и 14 к подрессоренным массам транспортного средства, например, к кузову и к тележке вагона или локомотива вертикально или горизонтально. При колебаниях подрессоренных масс транспортного средства проушины 3 и 14 перемещаются между собой и амортизатор соответственно сжимается или растягивается.
На ходе сжатия, когда полый шток 4 с рабочим поршнем 5 перемещается в цилиндре 1 вниз к проушине 3 цилиндра 1, амортизаторная жидкость 2 под воздействием рабочего поршня 5 из подпоршневой полости "А" цилиндра 1 перетекает в полый шток 4 под разделительный поршень 11 и перемещает поршень 11 с уплотнительным кольцом 12, сжимая при этом нейтральный газ 10, находящийся в газосодержащей полости "В" в полом штоке 4 над разделительным поршнем 11. При этом повышается давление амортизаторной жидкости 2, находящейся в подпоршневой полости "А". Под воздействием этого давления амортизаторной жидкости 2 открывается клапан сжатия 6 в рабочем поршне 5 и амортизаторная жидкость 2 с сопротивлением перетекает в надпоршневую полость "Б" цилиндра 1, при этом за счет трения жидкости 2 о стенки клапана реализуются силы вязкого сопротивления, пропорциональные скорости перемещения поршня, которые неупруго препятствующие перемещению рабочего поршня 5 с полым штоком 4, а следовательно, ограничивающие амплитуды колебаний подрессоренных масс транспортного средства, к которым амортизатор прикреплен проушинами 3, 14.
На ходе растяжения полый шток 4 с рабочим поршнем 5 перемещается в цилиндре 1 к крышке 8, амортизаторная жидкость 2 с сопротивлением перетекает через клапан отбоя 7 в рабочем поршне 5 из надпоршневой полости "Б" цилиндра 1 в подпоршневую полость "А" цилиндра 1. При этом вследствие вязкого трения амортизаторной жидкости 2 о стенки клапана отбоя 7 развиваются силы неупругого сопротивления, пропорциональные скорости перемещения поршня. Эти силы сопротивления через проушины 3 и 14 передаются на кронштейны кузова и тележки транспортного средства и ограничивают амплитуды колебаний его подрессоренных масс на ходе растяжения. При этом в подпоршневой полости "А" понижается давление и разделительный поршень 11 под давлением нейтрального газа перемещается вниз, вытесняя амортизаторную жидкость 2 из нижней части полого штока 4 в подпоршневую полость "А" цилиндра 1. Вследствие этого пополняется рабочей жидкостью подпоршневая полость "А" цилиндра 1, при этом нейтральный газ 10 не смешивается с амортизаторной жидкостью 2, поскольку отделен от нее разделительным поршнем 11 с уплотнительным кольцом 12. Предельное перемещение разделительного поршня 11 в полом штоке 4 ограничено, например, упорным плоским внутренним кольцом 13, вставленным во внутреннюю проточку на конце полого штока 4. Манжета 9 уплотняет полый шток 4 и препятствует утечки амортизаторной жидкости 2 из цилиндра 1.
В заявленном амортизаторе отличительным признаком, способствующим снижению массогабаритных показателей, является применение полого штока с размещенными в нем газонаполненной полости и разделительного поршня. Разделительный поршень имеет ограничитель предельного перемещения внутри полого штока в виде упорного кольца, установленного во внутренней круговой канавке на нижнем конце полого штока. Вследствие размещения газонаполненной полости и разделительного поршня в полом штоке уменьшена длина и масса амортизатора, т.е. снижен массогабаритный показатель по сравнению с прототипом. Амортизатор может быть применен на железнодорожных вагонах, локомотивах, трамваях и вагонах метро, на автомобильном и гусеничном транспорте.