АМОРТИЗАТОР

Полезная модель относится к устройствам для гашения колебаний виброизолируемых объектов, в частности к инерционно-фрикционным амортизаторам, и предназначена для применения преимущественно в подвесках транспортных средств с высокой жесткостью упругих элементов.
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 его компоновку 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 планетарного ряда с входным валом и выходным валом, и механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение элементов подвески в возвратно-вращательное движение входного вала, выполненный в виде кривошипно-шатунного механизма, при этом фрикционная муфта установлена на входном валу перед зубчатой передачей, выполненной в виде одного или нескольких планетарных рядов, а маховик закреплен на выходном валу (патент РФ 2486385, МПК F16F 7/10, 27.06.2012 г.).
Недостатком данного амортизатора является установка фрикционной муфты на входном валу зубчатой передачи. Это требует создания большого момента трения, который вызывает быстрый износ пар трения при высокочастотных режимах работы, что снижает стабильность и долговечность работы амортизатора. Кроме того, наличие кривошипно-шатунного механизма, включающего установленный на входном валу рычаг с шатуном, приводит к резкому уменьшению передаточного числа механической передачи, то есть отношения углового перемещения маховика к вертикальному перемещению шатуна, что требует применения маховика относительно большого радиуса и массы.
В этой связи важнейшей задачей является создание новой конструкции амортизатора, содержащего механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение элементов подвески в возвратно-вращательное движение входного вала зубчатой передачи, выполненный в виде ременной передачи, включающей закрепленный на входном валу шкив с установленным на нем в один полный оборот клиновым ремнем, при этом шкив выполнен с винтовыми канавками под клиновой ремень, установленный в средней части шкива.
Техническим результатом заявленной полезной модели является возможность проскальзывания ремня относительно шкива при резких толках в подвеске, что предохраняет планетарный ряд зубчатой передачи от чрезмерных нагрузок и приводит к увеличению долговечности амортизатора.
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 планетарного ряда с входным валом и выходным валом, и механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение элементов подвески в возвратно-вращательное движение входного вала, этот механизм выполнен в виде ременной передачи, включающей закрепленный на входном валу шкив с установленным на нем в один полный оборот клиновым ремнем, при этом шкив выполнен с винтовыми канавками под клиновой ремень, установленный в средней части шкива, что приводит к проскальзыванию ремня относительно шкива и предохраняет планетарный ряд зубчатой передачи от чрезмерных нагрузок, что увеличивает долговечность амортизатора.
Указанная полезная модель отличается тем, что механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение элементов подвески в возвратно-вращательное движение входного вала, выполнен в виде ременной передачи, включающей закрепленный на входном валу шкив с установленным на нем в один полный оборот клиновым ремнем, при этом шкив выполнен с винтовыми канавками под клиновой ремень, установленный в средней части шкива, что приводит к проскальзыванию ремня относительно шкива и предохраняет планетарный ряд зубчатой передачи от чрезмерных нагрузок, что увеличивает долговечность амортизатора.
Благодаря тому, что шкив выполнен с винтовыми канавками под клиновой ремень, установленный в средней части шкива, отсутствует контакт и самоперетирание смежных сторон ремня в момент схода со шкива, что значительно увеличивает его долговечность.
На фиг. 1 показан общий вид амортизатора; на фиг. 2 - схема амортизатора (разрез А-А).
Амортизатор содержит картер 1 (фиг. 1), соединенный кронштейном 2 с виброизолируемым объектом 3 (кузовом транспортного средства), входной вал 4, на котором закреплен шкив 5, соединенный посредством клинового ремня 6 с тягой 7. Тяга 7 выполнена в виде смычка, которая крепится к движущемуся элементу подвески 8 с помощью кронштейна 9. Шкив 5, клиновой ремень 6, тяга 7, кронштейн 9 вместе образуют механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение элементов подвески 8 в возвратно-вращательное движение входного вала 4, выполненный в виде ременной передачи. Клиновой ремень 6 установлен в средней части шкива 5, на наружной поверхности которого выполнены винтовые канавки 10. Концы клинового ремня 6, расположены равноудаленно от шкива 5 и закреплены с усилием, обеспечивающим необходимый момент трения клинового ремня 6 относительно шкива 5 (фиг. 2). Входной вал 4 герметизирован относительно картера 1 уплотнением 11. На входном валу 4 установлен входной элемент зубчатой передачи (водило) 12 планетарного ряда. Планетарный ряд состоит из находящихся в зацеплении коронной шестерни 13, сателлитов 14, центральной шестерни 15, соединенной с выходным валом 16. На выходном валу 16 установлен маховик 17 с возможностью осевого перемещения и вращения относительно выходного вала 16. На правом торце маховика 17 закреплен кольцевой фрикционный диск 18, а на левом торце установлен упорный подшипник 19. Слева упорного подшипника 19 на выходном валу 16 установлена пружина сжатия 20, левый конец которой упирается в опорную чашку 21, закрепленную на выходном валу 16, а правый конец через опорный подшипник 19 давит на маховик 17, поджимая его через кольцевой фрикционный диск 18 к левому торцу упорного диска 22, закрепленного на выходном валу 16. Кольцевой фрикционный диск 18 с маховиком 17, упорный подшипник 19, пружина сжатия 20 с опорной чашкой 21 и упорный диск 22 вместе образуют фрикционную муфту амортизатора, передающую момент от выходного вала 16 на маховик 17. Для увеличения жесткости и надежности конструкции входной вал 4 соединен с выходным валом 16 при помощи центрирующего подшипника 23.
Амортизатор работает следующим образом.
При перемещениях движущихся элементов подвески 9 (фиг. 1) относительно картера 1, соединенного кронштейном 2 с виброизолируемым объектом 3, тяга 8, соединенная с движущимся элементом подвески 9 кронштейном 10, через клиновой ремень 6 и шкив 5 вращает входной вал 4, который поворачивается относительно уплотнения 11, обеспечивающего герметизацию картера 1, частично заполненного маслом (фиг. 2). Вращающийся входной вал 4 передает момент маховику 17 посредством водила 12 планетарного ряда, коронной шестерни 13, сателлитов 14, центральной шестерни 15, выходного вала 16, упорного диска 22, кольцевого фрикционного диска 17, опорной чашки 21, пружины сжатия 20 и упорного подшипника 19. При этом входной вал 4 вращается относительно выходного вала 16 через подшипник 23.
При низкочастотных колебаниях маховик 17 совместно с выходным валом 16 совершает возвратно-вращательные движения и создает в тяге 8 инерционную силу, пропорциональную относительному ускорению, что уменьшает колебания кузова 3 транспортного средства в зоне низких частот вследствие снижения частоты собственных колебаний. Во время вращения шкива 5 по и против хода часовой стрелки клиновой ремень 6, установленный на один полный оборот в винтовых канавках шкива 5, перемещается от своего среднего положения влево и вправо, не касаясь своих противоположных сторон, то есть работает без трения и износа, что обеспечивает его больший ресурс.
При высокочастотных колебаниях маховик 17 становится практически неподвижным, а упорный диск 22 проскальзывает относительно кольцевого фрикционного диска 18, момент трения на котором ограничивается силой поджатия маховика 17 вместе с кольцевым фрикционным диском 18 к упорному диску 22 с помощью пружины сжатия 20.
При резких толчках движущегося элемента подвески 9 вверх или вниз клиновой ремень 6 проскальзывает относительно шкива 5. Это предохраняет планетарный ряд зубчатой передачи от чрезмерных нагрузок и приводит к увеличению долговечности работы амортизатора.