ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ВИБРООПОРА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к гидравлическим виброопорам, применяемым для демпфирования вибраций, создаваемых работающими силовыми агрегатами транспортных средств и стационарных энергетических установок.
Известна гидравлическая виброопора по патенту на полезную модель №42870 от 20.12.2004., Бюл. №35.
Гидравлическая виброопора содержит заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные общим корпусом с закрепленной в нем разделительной перегородкой, имеющей внутреннюю полость, образующую промежуточную камеру, сообщающуюся посредством дроссельных каналов, выполненных в разделительной перегородке, с рабочей и компенсационной камерами, из которых рабочая камера ограничена эластичной обечайкой, а компенсационная мембраной, гибкую диафрагму, центральная часть которой размещена в промежуточной камере, и воздушную камеру, образованную мембраной и поддоном. В гибкой диафрагме выполнены дроссельные отверстия, расположенные в узлах и пучностях стоячих волн, возникающих при действии входного вибросигнала.
Известная виброопора является наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению и выбрана в качестве ближайшего аналога (прототипа).
Известная виброопора обладает относительно высокими демпфирующими характеристиками.
Даже при длительной работе виброопоры, когда значительно повышается температура рабочей жидкости и уменьшается ее вязкость,
скорость движения жидкости через дроссельные каналы, расположенные в пучностях возрастает и усиливается эффект диссипации энергии колебаний. Возникающие на диафрагме стоячие волны способствуют возрастанию конвективной составляющей силы давления, действующей на рабочую жидкость в рабочей и компенсационной камерах. Поэтому все слои рабочей жидкости участвуют в конвективном переносе тепловой энергии, образующейся при демпфировании внешнего вибросигнала, что способствует улучшению динамических характеристик виброопоры в целом.
Недостатком известной виброопоры является относительно низкий срок службы.
Указанный недостаток обусловлен следующим. При работе виброопоры в воздушной камере за счет резкого изменения давления накапливаются водяные пары. Эти пары конденсируются на внутренней части поддона и на внешней стороне мембраны. При отрицательных температурах на этой стороне мембраны из конденсированных паров образуются кристаллики льда, создавая резкие температурные градиенты по толщине мембраны. Это приводит к снижению эластичности мембраны, уменьшению ее ресурса относительно обечайки, а, следовательно, к снижению срока службы виброопоры в целом.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение срока службы гидравлической виброопоры.
Указанный технический результат достигается тем, что в гидравлической виброопоре, содержащей заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные общим корпусом с закрепленной в нем разделительной перегородкой, имеющей внутреннюю полость, образующую промежуточную камеру, сообщающуюся посредством дроссельных отверстий, выполненных в разделительной перегородке, с рабочей и компенсационной камерами, из которых рабочая камера ограничена эластичной обечайкой, а компенсационная мембраной,
размещенную в промежуточной камере гибкую диафрагму с дроссельными отверстиями, и воздушную камеру, образованную мембраной и поддоном, согласно полезной модели, в поддоне выполнен, по крайней мере, один дренажный канал.
Наличие в поддоне дренажных каналов позволяет при работе виброопоры исключить образование на наружной поверхности мембраны кристаллов льда и, тем самым, избежать снижения эластичности мембраны, а, следовательно, увеличить срок службы виброопоры. Кроме того, один из дренажных каналов может быть использован для соединения воздушной камеры со средством контроля давления в ней, выполненным в виде манометра с регистратором изменения давления.
Кроме того, дренажные каналы выполнены в боковой стенке поддона.
Также, в одном из дренажных каналов может быть установлено средство контроля давления в воздушной камере.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлено поперечное сечение заявляемой гидравлической виброопоры.
Гидравлическая виброопора содержит корпус 1, являющийся основным элементом, к которому крепятся остальные узлы, эластичную обечайку 2, опорную плату 3, на которую устанавливается силовой агрегат (на чертеже не показан). В корпусе 1 закреплена разделительная перегородка 4, имеющая внутреннюю полость, образующую промежуточную камеру 5. В разделительной перегородке 4 выполнены дроссельные отверстия 6. В промежуточной камере 5 размещена диафрагма 7 с дроссельными отверстиями 8. В нижней части корпуса 1 закреплены мембрана 9 и поддон 10. Внутренние поверхности эластичной обечайки 2 и корпуса 1, а также верхняя часть разделительной перегородки 4 образуют рабочую камеру 11. Нижняя часть разделительной перегородки 4, а также внутренние поверхности корпуса 1 и мембраны 9 образуют компенсационную камеру 12.
Мембрана 9 и поддон 10 образуют воздушную камеру 13. В поддоне 10 выполнены дренажные каналы 14, соединяющие воздушную камеру 13 с атмосферой. Внутренние полости гидравлической виброопоры (за исключением воздушной камеры 13) заполнены демпфирующей жидкостью. В одном из дренажных каналов 14 может быть установлено средство контроля давления в воздушной камере 13, выполненное, например, в виде манометра с регистратором изменения давления.
Гидравлическая виброопора работает следующим образом.
При воздействии на опорную плату 3 статической нагрузки от установки силового агрегата транспортного средства эластичная обечайка 2 деформируется, и объем рабочей камеры 11 несколько уменьшается, а давление демпфирующей жидкости в ней увеличивается. Демпфирующая жидкость поступает из рабочей камеры 11 через дроссельные отверстия 6 в верхней части разделительной перегородки 4 в промежуточную камеру 5 и далее через диафрагму 7 к нижней части разделительной перегородки 4. Далее происходит выбрасывание ее через дроссельные отверстия 6 нижней части разделительной перегородки 4 в компенсационную камеру 12, ограниченную снизу мембраной 9. Увеличивающийся объем демпфирующей жидкости в компенсационной камере 12 вызывает деформацию мембраны 9, которая начинает прогибаться вниз и вытесняет из воздушной камеры 13, ограниченной снизу поддоном 10, воздух через дренажные каналы 14 в атмосферу. Дренажный каналы 14 выполнены в боковой стенке поддона 10, поскольку дно поддона обычно устанавливается на какое-либо основание. Дренажные каналы необходимы для предотвращения конденсации водяных паров на нижней поверхности мембраны 9. Конденсация водяных паров на мембране 9 при понижении давления в воздушной камере 13 при достаточно больших амплитудах низкочастотного вибросигнала при отсутствии дренажных каналов приводит к образованию на нижней поверхности мембраны 9 кристаллов льда. Так как со стороны
компенсационной камеры 12 на мембрану 9 действуют высокие температуры - порядка 70-80°С, а с нижней отрицательные, а сама мембрана постоянно подвергается деформации, то ее ресурс, как и ресурс виброопоры в целом, снижается.
Во втором полупериоде входного вибросигнала изменяется направление действия силы на опорную плату 2 на противоположное. Объем рабочей камеры 11 увеличивается и демпфирующая жидкость из нижней компенсационной камеры 12 через промежуточную камеру 5 с диафрагмой 7 поступает в рабочую камеру 11. Этот процесс возможен только при условии, когда давление в рабочей камере 11 понизится до величины не превышающей 100 кПа. Эта величина давления ниже одной атмосферы. В этом случае все процессы в виброопоре идут в обратном направлении.
Колебания давления в воздушной камере 13 являются информативным параметром, свидетельствующим о характеристиках вибросигнала возбуждаемого силовым агрегатом и действующего на опорную плату 3 виброопоры. Поэтому, подключая к одному из дренажных каналов средство контроля давления в воздушной камере, например, манометр с регистратором изменения давления (на чертеже не показаны), можно представить внешний вибросигнал во временной области в аналоговой или цифровой форме с последующим его представлением в частотной области. Представление внешнего вибросигнала в частотной области позволяет оценить степень его демпфирования на различных гармонических составляющих.
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет увеличить срок службы гидравлической виброопоры.