ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР С РЕГУЛИРУЕМЫМ УСИЛИЕМ
TELESCOPIC ADJUSTED-LOAD SHOCK ABSORBER

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к амортизирующим устройствам подвески транспортного средства, и может быть использовано в передних и задних гидравлических и гидропневматических амортизаторах автомобилей.
Известна конструкция амортизатора с дифференцированным усилием растяжения (патент России 2178743, В60G 17/08). Амортизатор состоит из рабочего цилиндра, внешнего резервуара для рабочей жидкости, поршня с рабочим штоком, клапана сжатия, корпуса, пружины и дополнительного поршня, установленного в штоковой полости с возможностью перемещения относительно штока, и поверхности с калиброванными канавками.
Указанная совокупность признаков позволяет повысить устойчивость транспортного средства, например автомобиля, за счет увеличения усилий сопротивления амортизатора при растяжении на резких перепадах дорог и при поворотах. Однако конструкция не позволяет при эксплуатации регулировать усилие сопротивления для получения различных характеристик или компенсировать естественный износ в результате трения деталей между собой, непосредственно на автомобиле без демонтажа амортизатора и его разборки. Вдобавок подвижный узел дополнительного поршня сам изнашивает шток и цилиндр, что ведет к потере усилий и уменьшению срока службы.
Известно также устройство (а.с. №682691 СССР, кл. F16F 9/08), содержащее цилиндр с крышками, поршень, компенсационную полость, сообщенную с полостью цилиндра посредством дросселирующего отверстия, поворотную управляемую втулку, обеспечивающую изменение сечения дроссельного отверстия.
Конструкция прототипа частично устраняет недостатки, присущие аналогу. Позволяет водителю самостоятельно устанавливать желаемую частоту демпфирования, подходящую для каждого конкретного стиля вождения или дорожного покрытия, посредством ручной настройки с помощью внешнего переключателя.
Недостатком данного амортизатора является исполнение механизма регулировки усилия сопротивления, осуществимого только при наличии эластичной оболочки. В автомобилях наружная оболочка выполняется в виде жесткого несущего корпуса с возможностью крепления других элементов, например опорной чашки для пружины. Кроме того, расположение этого механизма регулировки в подвеске транспортного средства возможно только в подкузовном пространстве и его функционирование может быть затруднено наличием других элементов, например той же пружины или защитного кожуха.
Также устройство не предусматривает автоматическое изменение усилий на поворотах, что негативно сказывается на устойчивости автомобиля.
Технической задачей заявляемого изобретения является обеспечение амортизатора механическим устройством, регулирующим усилие сопротивления по инициативе пользователя в зависимости от стиля вождения или дорожного покрытия и не требующим при этом его демонтажа и последующей разборки, а в случае использования в поворотных амортизаторных стойках дополнительно обеспечить автоматическое изменение усилий сопротивления при поворотах транспортного средства.
Техническим результатом заявленного телескопического амортизатора с регулируемым усилием является возможность получения различных дроссельных характеристик усилия сопротивления амортизатора, устанавливаемых пользователем, без демонтажа и разборки, а также возможность компенсации потери усилия в процессе эксплуатации вследствие увеличения зазоров в трущихся деталях. Применение заявленного изобретения в поворотных стойках позволяет уменьшить крен транспортного средства при поворотах. Регулировка усилий осуществляется поворотом штока в местах крепления его к кузову, и доступность уже предусмотрена конструкцией транспортного средства. Заявленное устройство не содержит специальных уплотнительных узлов, связанных с атмосферой, и, следовательно, не увеличивает вероятность выхода жидкости или газа.
Указанный технический результат достигается тем, что в телескопическом амортизаторе с регулируемым усилием, содержащим корпус, цилиндр, компенсационную полость, сообщенную с полостью цилиндра дроссельными отверстиями, поворотную управляемую извне втулку, обеспечивающую изменение сечения дроссельных отверстий, шток, поршень с перепускным клапаном и клапаном отдачи, образованные в цилиндре штоковую и бесштоковую полости, клапан сжатия, направляющую втулку, поворотная управляемая втулка установлена в штоковой полости и закреплена на конце пружины сжатия, другой конец которой обращен в сторону поршня и зафиксирован на штоке, причем на поверхности управляемой поворотной втулки, контактирующей с поверхностью дроссельных отверстий, выполнены калиброванные каналы различного сечения, которые посредством поворота штока в направляющей втулке поочередно образуют с дроссельными отверстиями совместные сквозные отверстия различной площадью поперечного сечения; ширина каналов больше или равна диаметру дроссельных отверстий, а центральный угол между совместным отверстием и ближайшим началом другого канала составляет более пяти градусов; на внешнем конце штока выполнены метки для взаимной установки дроссельных отверстий и калиброванных каналов.
На чертеже изображен общий вид телескопического амортизатора с регулируемым усилием, продольный разрез.
Предложенный амортизатор состоит из корпуса 1, цилиндра 2, штока 3, поршня 4, поворотной управляемой втулки 5, пружины сжатия 6, направляющей втулки 7, клапана сжатия 8, компенсационной полости 9, штоковой полости 10 и бесштоковой полости 11, дроссельных отверстий 12, сообщающих компенсационную полость 9 и полость цилиндра 10, калиброванных каналов 13 управляемой втулки 5, поверхности 14 дроссельных отверстий 12, поверхности 15 управляемой втулки 5, поверхностей 16 внешнего конца штока для нанесения меток взаимной установки дроссельных отверстий и калиброванных каналов, перепускного клапана 17, клапана отдачи 18.
Амортизатор работает следующим образом.
При движении автомобиля по ровной дороге без дефектов покрытия и виражей происходит медленное перемещение поршня 4 (см. чертеж). При сжатии поршень 4 перемещается вниз по цилиндру 2, жидкость из бесштоковой полости 11 через перепускной клапан 17 заполняет штоковую полость 10, излишек жидкости через калиброванные каналы 13 и дроссельные отверстия 12 поступает в компенсационную полость 9. Обеспечивается усилие сопротивления сжатию в дроссельном режиме. При растяжении поршень 4 вытесняет жидкость из штоковой полости 10 через каналы 13 и отверстия 12, клапан сжатия 8 перепускает жидкость из компенсационной полости 9 в бесштоковую полость 11. Обеспечивается усилие сопротивления растяжению в дроссельном режиме.
На резких перепадах дороги скорость перемещения штока 3 увеличивается. При ходе сжатия увеличивается давление рабочей жидкости в бесштоковой полости 11. Дополнительно к истечению через перепускной клапан 17 и дроссельные отверстия 12 жидкость, преодолевая сопротивление клапана сжатия 8, поступает в компенсационную полость 9. Обеспечивается усилие сопротивления сжатию в клапанном режиме. При ходе растяжения увеличивается давление рабочей жидкости в штоковой полости 10. Дополнительно к истечению через дроссельные отверстия 12 жидкость, преодолевая сопротивление клапана отдачи 18, поступает в полость 11, имеющую низкое давление. Клапан сжатия 8 перепускает недостающий объем жидкости из компенсационной полости 9 в полость 11. Таким образом, обеспечивается усилие сопротивления растяжению в клапанном режиме.
Регулировка усилий сопротивления производится поворотом штока 3 в направляющей втулке 7, используя поверхности 16. При этом вместе со штоком 3 поворачивается управляемая втулка 5, закрепленная на конце пружины 6, которая в свою очередь другим концом закреплена на штоке 3. Каналы 13, выполненные в виде канавок на поверхности 15 (сечение Б-Б) управляемой втулки 5, совмещаются с дроссельными отверстиями 12 (сечение А-А) по поверхности 14. Отверстия 12 и каналы 13 расположены на одинаковом удалении от центра поворота штока 3 по окружности с диаметром d. Поскольку каналы 13 имеют разную глубину, а отверстия 12 - разный диаметр, обеспечивается возможность перебора вариантов сечений совместно образуемых отверстий для прохождения жидкости посредством поворота штока.
Максимальная реализуемая в амортизаторе сила сопротивления достигается при полном несовпадении отверстий 12 и каналов 13.
На внешнем конце штока 3 на поверхностях 16 выполнены метки, позволяющие сориентировать втулку 5 в нужном положении относительно отверстий 12.
При использовании заявляемого амортизатора в поворотных стойках корпус 1 с изменением траектории движения автомобиля поворачивается относительно штока 3 в направляющей втулке 7. Каналы 13 смещаются относительно отверстий 12. Вследствие того что ширина каналов 13 больше или равна диаметру дроссельных отверстий 12, при небольших углах поворота усилие сопротивления не изменяется или изменяется плавно и незначительно, так как дроссельные отверстия перекрываются частично поверхностью 15. При повороте корпуса на больший угол, когда достигается полное несовпадение отверстий 12 и каналов 13, обеспечивается максимальное усилие сопротивления амортизатора, тем самым упреждая появление крена автомобиля.
Учитывая, что углы поворота колес транспортных средств различны, различна и зона максимального усилия, то есть расстояния, образованного центральным углом α между совместным отверстием и началом другого канала. Величина указанного угла составляет пять и более градусов.
Таким образом, заявленный амортизатор позволяет устанавливать различные дроссельные характеристики усилий сопротивления в процессе эксплуатации без демонтажа и разборки, уменьшает крен транспортного средства при поворотах, способен обеспечить заявленный технический результат.
Предложенное устройство легко встраивается в известные конструкции двухтрубных гидравлических и гидропневматических амортизаторов отечественных и зарубежных производителей и не требует при установке какой-либо конструктивной доработки автомобиля.