АМОРТИЗАТОР

Полезная модель относится к подрессориванию транспортных средств, в частности к инерционно-фрикционным амортизаторам.
Известен амортизатор, содержащий механическую передачу, состоящую из зубчатой рейки и шестерни, преобразующую возвратно-поступательное движение элементов подвески во вращение вала, соединенного с маховиком через фрикционную муфту(патент РФ №2142585, F16F 7/10, 1999 г. ).
Недостатком данного амортизатора транспортного средства является трудность герметизации и постоянной смазки реечной зубчатой передачи. Это снижает надежность и долговечность передачи. Кроме того, реечная передача данного амортизатора имеет небольшое передаточное число, то есть отношение углового перемещения маховика к линейному перемещению рейки, что требует применения маховика большого радиуса и массы. Это увеличивает массу и габариты амортизатора и затрудняет компоновку его на транспортном средстве.
Также известен амортизатор, содержащий картер, механическую передачу, состоящую из зубчатой рейки и шестерни, преобразующую возвратно-поступательное движение элементов подвески во вращение вала, соединенного с маховиками через фрикционную муфту и дополнительную шестерню, образующую с шестернями маховиков, смонтированных в крышке картера, цилиндрическую зубчатую передачу с внутренним зацеплением, причем между картером и дополнительной шестерней установлена дополнительная фрикционная муфта(патент РФ 2313014, МПК F16F 7/10, 20.12.2007 г. ).
Недостатком данного амортизатора транспортного средства является трудность герметизации и постоянной смазки реечной зубчатой передачи. Это снижает надежность и долговечность передачи. Кроме того, установка нескольких маховиков, шестерни которых входят в зацепление с дополнительной шестерней, увеличивает габариты устройства в радиальном направлении, что затрудняет компоновку амортизатора на транспортном средстве.
Наиболее близким из известных технических решений является амортизатор, содержащий маховик и механическую передачу от движущихся элементов подвески автомобиля к маховику, включающую фрикционную муфту, зубчатую передачу, выполненную в виде одного или нескольких планетарных рядов с входным валом и выходным валом, и кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение элементов подвески в возвратно-вращательное движение входного вала, причем фрикционная муфта установлена перед зубчатой передачей, а маховик закреплен на выходном валу (патент РФ 2486385, МПК F16F 7/10, 27.06.2012 г. ).
Недостатком данного амортизатора является то, что для передачи фрикционного момента на маховик, который установлен на выходном валу, требуется большой момент трения на фрикционной муфте, поскольку она установлена на входном валу планетарной зубчатой передачи, имеющей большое передаточное значение. Это требует применения многодисковой фрикционной муфты и большого усилия ее осевого поджатая, что увеличивает габариты фрикционной муфты и амортизатора в целом. При этом большой момент трения на входном валу вызывает быстрый износ пар трения фрикционной муфты при высокочастотных режимах работы, что снижает стабильность работы амортизатора. Кроме того, большой момент трения повышает собственную частоту колебаний подвески, что отрицательно сказывается на плавности хода транспортного средства.
В этой связи важнейшей задачей является создание новой конструкции амортизатора, содержащей маховик и механическую передачу от движущихся элементов подвески автомобиля к маховику, включающую фрикционную муфту, закрепленную на маховике, установленным на выходном валу зубчатой передачи с возможностью осевого перемещения и вращения и поджатым к упорному диску, закрепленному на выходном вале после зубчатой передачи, с помощью пружины сжатия, установленной на выходном валу.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение стабильности и надежности работы амортизатора, имеющего меньшие габариты и вес и обеспечивающего снижение собственной частоты колебаний подвески и повышение плавности хода транспортного средства при движении по любым типам дорог.
Указанный технический результат достигается тем, что в амортизаторе, содержащем маховик и механическую передачу от движущихся элементов подвески автомобиля к маховику, включающую фрикционную муфту, зубчатую передачу, выполненную в виде двух планетарных рядов с входным валом и выходным валом, и кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение элементов подвески в возвратно-вращательное движение входного вала, маховик, установлен на выходном валу с возможностью осевого перемещения и вращения, а фрикционная муфта выполнена в виде фрикционного диска, закрепленного на одной из сторон маховика, который через фрикционный диск поджат к упорному диску, установленному на выходном валу после зубчатой передачи, с помощью пружины сжатия, установленной на выходном валу, причем между пружиной сжатия и маховиком установлен упорный подшипник.
Указанная полезная модель отличается тем, что маховик, установлен на выходном валу с возможностью осевого перемещения и вращения, а фрикционная муфта выполнена в виде фрикционного диска, закрепленного на одной из сторон маховика, который через фрикционный диск поджат к упорному диску, установленному на выходном валу после зубчатой передачи, с помощью пружины сжатия, установленной на выходном валу. В результате значительно уменьшается величина фрикционного момента и сила поджатия маховика к упорному диску, что приводит к повышению стабильности и надежности работы амортизатора, обеспечивающего снижение собственной частоты колебаний подвески и повышение плавности хода транспортного средства.
Вследствие того, что между пружиной сжатия и маховиком установлен упорный подшипник, пружина сжатия нагружена только осевой силой и разгружена от моментов, связанных с возможностью вращения выходного вала и маховика с разными угловыми скоростями, как в одну, так и в разные стороны.
На фиг. 1 показан вид инерционно-фрикционного амортизатора с торца; на фиг. 2 - схема инерционно-фрикционного амортизатора с планетарным редуктором в разрезе.
Амортизатор содержит картер 1 (фиг. 1), соединенный кронштейном 2 с виброизолируемым объектом 3 (кузовом транспортного средства), входной вал 4, на котором установлен рычаг 5, соединенный посредством шатуна 6 с движущимся на ход, равный S, элементом подвески 7. Рычаг 5, шатун 6 и тяга 7 вместе образуют кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение элементов подвески 7 в возвратно-вращательное движение входного вала 4, который герметизирован относительно картера 1 уплотнением 8 (фиг. 2).
На входном валу 4 установлен входной элемент зубчатой передачи (водило) 9 первого планетарного ряда. Первый планетарный ряд состоит из находящихся в зацеплении коронной шестерни 10, сателлитов 11, центральной шестерни 12, которая соединена с водилом 13 второго планетарного ряда. Второй планетарный ряд состоит из коронной шестерни 14, сателлитов 15, центральной шестерни 16, соединенной с выходным валом 17.
На выходном валу 17 установлен маховик 18 с возможностью осевого перемещения и вращения относительно выходного вала 17. На правом торце маховика 18 закреплен кольцевой фрикционный диск 19, а на левом торце установлен упорный подшипник 20. Слева упорного подшипника 20 на выходном валу 17 установлена пружина сжатия 21, левый конец которой упирается в опорную чашку 22, закрепленную на выходном валу 17, а правый конец через упорный подшипник 20 давит на маховик 18, поджимая его через кольцевой фрикционный диск 19 к левому торцу упорного диска 23, закрепленного на выходном валу 17. Кольцевой фрикционный диск 19 с маховиком 18, упорный подшипник 20, пружина сжатия 21 с опорной чашкой 22 и упорный диск 23 вместе образуют фрикционную муфту амортизатора, передающую момент от выходного вала 17 на маховик 18. Ось 24 центральной шестерни 12 и водила 13 соединена с входным 4 и выходным 17 валами при помощи центрирующих подшипников 25.
Амортизатор работает следующим образом.
При перемещениях движущихся элементов подвески 7 (фиг. 1) на величину S относительно картера 1, соединенного кронштейном 2 с виброизолируемым объектом 3, шатун 6 через рычаг 5 вращает входной вал 4, который поворачивается относительно уплотнения 8, обеспечивающего герметизацию картера 1, частично заполненного маслом (фиг. 2). Вращающийся входной вал 4 передает момент маховику 18 посредством водила 9 первого планетарного ряда, коронной шестерни 10, сателлитов 11, центральной шестерни 12, водила 13 второго планетарного ряда, коронной шестерни 14, сателлитов 15, центральной шестерни 16, выходного вала 17, упорного диска 23, кольцевого фрикционного диска 19, опорной чашки 22, пружины сжатия 21 и упорного подшипника 20. Ось 24 центральной шестерни 12 и водила 13 вращается относительно входного 4 и выходного 17 валов на центрирующих подшипниках 25.
При низкочастотных колебаниях маховик 18 совместно с выходным валом 17 совершает возвратно-вращательные движения и создает в месте шарнирного соединения шатуна 6 и движущегося элемента подвески 7 инерционную силу, пропорциональную относительному ускорению, что уменьшает колебания кузова 3 транспортного средства в зоне низких частот вследствие снижения частоты собственных колебаний.
При высокочастотных колебаниях маховик 18 становится практически неподвижным, а упорный диск 23 проскальзывает относительно кольцевого фрикционного диска 19, момент трения на котором ограничивается силой поджатая маховика 18 вместе с кольцевым фрикционным диском 19 к упорному диску 23 с помощью пружины сжатия 21.
Данный инерционно-фрикционный амортизатор имеет более простую и надежную конструкцию и малый фрикционный момент трения на маховике, что приведет к уменьшению его массы и габаритов, повышению стабильности и долговечности работы и улучшению плавности хода транспортного средства при движении по любым типам дорог.