УСТРОЙСТВО КЛАПАНА ОТДАЧИ ПЕРЕДНЕГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО АМОРТИЗАТОРА АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к автомобильной технике, а именно к устройству для улучшения плавности хода автомобиля без потерь управляемости при изменении профиля дорожного покрытия и "подгонки" жесткости передних гидравлических амортизаторов под стиль вождения автомобиля.
Принцип действия амортизаторов основан на создании повышенного сопротивления раскачиванию кузова за счет принудительного перетекания амортизационной жидкости через малые проходные сечения в клапанах сжатия и отдачи. Телескопическая гидравлическая амортизационная стойка (ТГАС) является основным узлом передней и задней подвесок и совмещает в себе группу деталей, в которой гидравлический амортизатор, вмонтированный в стойку, выполняет функции гасящего элемента. ТГАС передней подвески, в частности, обеспечивает его надежную устойчивость при значительных скоростях движения, гашение ритмичных вибраций переднего моста, плавность хода и комфортабельность [Вайсман Я.М. с соавт. Мой автомобиль - «Жигули». - М., Транспорт, 1978, - С.133-134. Автомобили «Жигули». Описательная часть, под ред. Вершигора В.А., изд. 3. - М., Транспорт, 1977, - С.50-51].
Поскольку конструкции устройств клапанов отдачи в составе передней ТГАС в различных модификациях отечественных автомобилей практически одинаковы [Автомобили «Жигули» ВАЗ-2103, -2106 и их модификации. Вершигора В.А. с соавт. - М., Транспорт, 1987, - С.104-107], в качестве прототипа выбрано устройство ТГАС, использованное в автомобилях ВАЗ-2108-2110 Стандарт [Автмобили ВАЗ-2108, ВАЗ-2109. Многокрасочный альбом / Г.К.Мирзоев с соавт. - М., Машиностроение, 1989, - С 54-55. Стойка передней подвески (Лист 26)] для улучшения плавности хода автомобиля без потерь управляемости при изменении профиля дорожного покрытия, содержащее в своей конструкции клапан отдачи, состоящий из гайки клапана отдачи, пружины, размещенной на гайке между тарелкой и выступом гайки, сжатой до заранее заданного расстояния между витками пружины, с дисками и дроссельным диском клапана отдачи, причем гайка клапана отдачи жестко соединена со штоком поршня (поршень в сборе с клапанами крепится на штоке гайкой, которая затягивается с моментом 0,12-0,16 Нм и контрится). При ходе отдачи над поршнем создается давление, а под поршнем разрежение. Амортизационная жидкость из надпоршневого пространства, преодолевая сопротивление пружины перепускного клапана, отгибает наружные края дисков клапана отдачи и перетекает в нижнюю часть цилиндра.
К недостаткам конструкции прототипа следует отнести то, что:
- наладка всех известных стандартных конструкций передней ТГАС автомобиля на заводе-изготовителе сводится к фиксированной настройке, в частности, усилия прижатия пружины к тарелке гайкой клапана отдачи, подходящей к усредненному типу дорожного покрытия;
- износ деталей поршня и цилиндра ТГАС приводит к ухудшению работоспособности амортизатора, уменьшению силы отдачи клапана, увеличению протока амортизационной жидкости через каналы клапана отдачи, а восстановление амортизационной способности связано с необходимостью разборки, ремонта, замены или регулировки усилия прижатия пружины к тарелке гайкой клапана отдачи в условиях автомастерской, что влечет за собой материальные затраты и потерю времени;
- мобильная регулировка жесткости передних гидравлических амортизаторов под стиль вождения автомобиля в конструкции устройства ТГАС невозможна из-за раскернивания штока после сборки стойки в двух местах и может быть проведена лишь при разборке и капитальном ремонте с целью увеличения (или уменьшения) силы отдачи ТГАС.
Нами впервые предложен клапан отдачи переднего гидравлического амортизатора автомобиля, с помощью которого регулируется жесткость передних ТГАС в процессе эксплуатации без разборки стойки в условиях автомастерской, регулируемые элементы конструкции которого изображены на Фиг.1, где:
1 - гайка;
2 - упорная гайка.
Клапан отдачи представляет собой конструкцию, нижняя часть гайки (1) в которой, с цилиндрической резьбой на внутренней поверхности для навинчивания на шток, выполнена цилиндрической с резьбой на внешней поверхности и дополнительно снабжена упорной гайкой (2), диаметр внутренней цилиндрической поверхности которой и резьба на ней соответствуют внешнему диаметру и резьбе гайки (1) для их резьбового соединения, а внешняя поверхность упорной гайки (2) представляет собой цилиндр, внешний диаметр которого больше внешнего диаметра пружины, размещенной на внешней цилиндрической поверхности гайки (1), переходящий в конус, в нижнем основании которого выполнены штифты, соответствующие отверстиям в обойме клапана сжатия.
Работа клапана отдачи иллюстрирована Фиг.2 (А, В), где:
1 - обойма клапана сжатия;
2 - упорная гайка;
3 - гайка;
4 - пружина;
5 - тарелка;
6 - шайба гайки;
7 - диск;
8 - дроссельный диск;
9 - поршень;
10 - поршень в сборе с клапанами отдачи и перепускным;
11 - цилиндр;
12 - корпус телескопической гидравлической амортизационной стойки;
13 - шток поршня;
14 - клапан сжатия.
Устройство работает следующим образом (Фиг.2 А, В): регулировка поршня в сборе с клапанами отдачи и перепускным (10) производится без демонтажа корпуса стойки ТГАС (12) посредством нажатия на шток (13) поршня (9), перемещающегося внутри цилиндра (11) до упора в обойму (1) клапана сжатия (14). Шток (13) жестко соединен резьбой с гайкой (3), которая, в свою очередь, соединена цилиндрической резьбой на внешней поверхности с упорной гайкой (2). При попадании штифтов упорной гайки (2) в отверстия обоймы клапана сжатия (14), т.е. фиксации в неподвижном состоянии упорной гайки (2) относительно вращающейся вместе со штоком (13) гайки (3), при дальнейшем ввинчивании или вывинчивании штока (13) происходит изменение расстояния между тарелкой (5) клапана отдачи, в которую упирается верхний край пружины (4) клапана отдачи и верхним торцом упорной гайки (2), внешний диаметр которого больше внешнего диаметра пружины, в который упирается нижний край пружины (4) клапана отдачи (т.е. сжатию или распрямлению ее), эквивалентное регулировке жесткости передних ТГАС под стиль вождения автомобиля.
Увеличение жесткости пружины (4) клапана отдачи приводит к увеличению силы отдачи штока (13) поршня (9) клапана отдачи и увеличению давления амортизационной жидкости над поршнем, а под поршнем - к разряжению; при этом тарелка (5) клапана отдачи увеличивает давление на диск (7) клапана отдачи через дроссельный диск (8), уменьшая проходимость амортизационной жидкости через него и обеспечивая надежную устойчивость автомобиля на дорогах с различным характером покрытия, гашение ритмичных вибраций переднего моста, сокращение длины тормозного пути. Уменьшение жесткости пружины (4) клапана отдачи приводит к уменьшению силы отдачи и, соответственно, к уменьшению давления амортизационной жидкости над поршнем (9), при этом тарелка (5) клапана отдачи снижает давление на диск (7) клапана отдачи через дроссельный диск (8), увеличивая проходимость амортизационной жидкости через него, обеспечивая, тем самым, плавность хода, уменьшение заносов на повышенных скоростях движения, раскачивание кузова автомобиля относительно дорожного полотна, увеличение длины тормозного пути, комфортность.
Предложенная конструкция исключает недостатки прототипа, перечисленные выше, поскольку ТГАС с регулируемым клапаном отдачи обеспечивает:
- возможность изменения жесткости отдачи в диапазоне 5,0-1000 кГ и более за короткий промежуток времени (опускание штока поршня и вращение его специальным ключом в течение нескольких минут, изменяя положение гайки относительно упорной гайки после фиксации штифтов последней в отверстиях обоймы клапана сжатия) прямо в пути, "подгоняя" жесткость передних гидравлических амортизаторов под стиль вождения автомобиля с учетом изменения профиля дорожного покрытия и любых других дорожных ситуаций;
- достижение долговременной эксплуатации автомобиля даже при износе деталей амортизаторов, при котором достаточно изменить положение гайки относительно упорной гайки, чтобы привести амортизаторы в рабочее состояние (увеличить или уменьшить проток амортизационной жидкости через каналы клапана отдачи, уменьшить или увеличить силу отдачи клапана) без разборки, ремонта или замены в условиях автомастерской;
- мобильную регулировку жесткости передних гидравлических амортизаторов под стиль вождения автомобиля в конструкции устройства ТГАС, увеличение эффективность гашения ударов как для переднеприводных, так и для классических и других автомобилей, возможность доведения комфортабельности до уровня спроса автопотребителей;
- комфортную езду в любое время года и, одновременно, значительный экономический эффект - увеличение срока службы амортизатора без замены ТГАС в условиях капремонта по сравнению с автомобилями, лишенными регулировки клапана отдачи;
- своевременное поступление амортизационной жидкости в зоны работающего поршня вне зависимости от ее текучести, определяемой температурой окружающей среды, увеличение срока эксплуатации по сравнению со стандартными конструкциями передней ТГАС автомобиля с фиксированной настройкой на заводе-изготовителе при использовании однотипных амортизационных жидкостей.