АМОРТИЗАТОР И ШАССИ, ОБОРУДОВАННОЕ ТАКИМ АМОРТИЗАТОРОМ
SHOCK ABSORBER AND CHASSIS EQUIPPED WITH SUCH SHOCK ABSORBER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к амортизатору, а также к шасси, оборудованному таким амортизатором.
Предпочтительно изобретение находит свое применение в области авиации, вместе с тем, хотя оно и предусмотрено для такого применения, амортизатор можно применять и в других областях техники, где используют амортизаторы.
Уровень техники
Как правило, амортизаторы, используемые в шасси, содержат цилиндр и перемещающийся скольжением шток. Шток герметично перемещается скольжением в цилиндре, который содержит газ под давлением и рабочую жидкость. Соединения между цилиндром и штоком обеспечивают две опоры, одна из которых является уплотнительной опорой, дополнительной функцией которой является предотвращение утечек рабочей жидкости. Как известно, цилиндр может быть образован кессоном шасси или может быть выполнен отдельно от него.
Согласно первому известному варианту выполнения уплотнительная опора содержит, с одной стороны, статическую прокладку и, с другой стороны, динамическую прокладку, причем последняя расположена на границе между уплотнительной опорой и опорой штока или цилиндра, который перемещается скольжением относительно уплотнительной опоры. При применении в авиации амортизатор встроен в шасси, и динамическая прокладка подвергается очень высоким давлениям, в частности, во время приземления летательных аппаратов. По этой причине динамическую прокладку приходится регулярно проверять и заменять, что повышает расходы по обслуживанию.
Согласно второму варианту выполнения, описанному в документе FR2628495, срок между двумя техническими обслуживаниями увеличивают, устанавливая запасную вторую динамическую прокладку, которую используют после износа первой динамической прокладки. Для этого на опоре, на которой установлены две динамические прокладки, выполняют канал для сообщения между промежуточным пространством, находящимся между прокладками, и смежной кольцевой камерой. Канал позволяет непрерывно смазывать вторую динамическую прокладку, которая, таким образом, смачивается и подвергается идентичному давлению с каждой из своих сторон. Канал оборудован клапанными средствами, которые приводят в действие, чтобы перекрыть канал, если происходит утечка через первую динамическую прокладку. После этого динамическую герметичность обеспечивает вторая динамическая прокладка. Таким образом, простое ручное вмешательство позволяет задействовать вторую динамическую прокладку.
Этот второй вариант выполнения представляет собой существенное усовершенствование и позволяет выполнить амортизатор с повышенным сроком службы уплотнительной опоры по сравнению с предлагавшимися ранее амортизаторами. Однако выполненная таким образом уплотнительная опора имеет ряд недостатков. Так, клапанные средства необходимо приводить в действие вручную, и, следовательно, система требует регулярной проверки первой динамической прокладки. И, кроме того, ручной привод клапанных средств представляет собой мертвую массу, и такая конструкция предполагает наличие доступа к ручному приводу во время работы, то есть на практике таким устройством можно оборудовать только неподвижную опору кессона.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения состоит в создании амортизатора, содержащего уплотнительную опору, по меньшей мере, с двумя динамическими прокладками, в котором введение в строй второй динамической прокладки происходит автоматически, то есть без ручного вмешательства, при определенном износе первой динамической прокладки.
Поставленная задача решена в амортизаторе, содержащем цилиндр, в котором установлен шток с возможностью перемещения скольжением в отверстии цилиндра при помощи двух опор, расположенных между цилиндром и штоком, при этом указанные опоры, цилиндр и шток ограничивают между собой кольцевую камеру, при этом, по меньшей мере, на одной из опор выполнены:
- средства уплотнения, по меньшей мере, с двумя динамическими прокладками, входящими в контакт либо со штоком, либо с цилиндром, когда тот или другой перемещаются скольжением относительно опоры, и образующими между собой промежуточное пространство,
- клапанные средства, установленные в канале опоры, проходящем между кольцевой камерой и промежуточным пространством, устанавливающие селективное сообщение между кольцевой камерой и динамическим промежуточным пространством.
Согласно изобретению клапанные средства являются пассивными и выполнены с возможностью установления в нормальном режиме сообщения между кольцевой камерой и промежуточным пространством и с возможностью автоматического изолирования промежуточного пространства от кольцевой камеры, когда давление в кольцевой камере превышает определенное пороговое давление.
Таким образом, первоначально динамическую герметичность обеспечивает первая динамическая прокладка, и благодаря сообщению вторая динамическая прокладка смачивается жидкостью, находящейся в промежуточном пространстве и поступающей из кольцевой камеры, но не подвергается давлению, превышающему пороговое давление, за счет автоматического закрывания клапанных средств, поэтому вторая динамическая прокладка не подвержена рискам высыхания и повреждения от многократного действия высокого давления. Благодаря этому значительно увеличивается срок службы второй динамической прокладки, так как она обеспечивает динамическую герметичность только в условиях низкого давления. Когда первая динамическая прокладка (которая подвергается действию высокого давления кольцевой камеры) оказывается изношенной и протекает, образуя прямой проход для жидкости от кольцевой камеры в промежуточное пространство, с двух сторон клапанных средств устанавливается одинаковое давление, поэтому они постоянно остаются открытыми. При этом вторая динамическая прокладка принимает на себя функцию первой динамической прокладки, причем абсолютно пассивно и автоматически, без ручного вмешательства.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет более очевидно из нижеследующего подробного описания неограничивающего примера осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показан амортизатор согласно изобретению, схематичный вид в осевом разрезе;
на фиг.2 показан схематичный увеличенный вид детали зоны А фиг.1;
на фиг.3 показан амортизатор согласно варианту осуществления изобретения, схематичный вид в осевом разрезе.
Осуществление изобретения
На фиг.1 в осевом разрезе показан амортизатор 1. Этот амортизатор 1 содержит цилиндр 2, в отверстии 3 которого установлен шток 4 с возможностью герметичного перемещения скольжением в цилиндре 2. В основном варианте применения амортизатора 1 в качестве элемента шасси цилиндр 2 является стойкой шасси, тогда как шток 4 является подвижным штоком 4, который выходит внизу из шасси и на котором установлена ось с колесами шасси.
Между цилиндром 2 и подвижным штоком 4 установлены две направляющие опоры, а именно опора 5, неподвижно соединенная со штоком 4, и опора 6, неподвижно соединенная с цилиндром 2 и дополнительно выполняющая функцию уплотнения 6.
Амортизатор 1 содержит кольцевую камеру 7, которая сообщается с внутренним объемом цилиндра 2 и которая расположена, с одой стороны, между цилиндром 2 и штоком 4 и, с другой стороны, между опорами 5, 6. Объем кольцевой камеры 7 меняется в зависимости от перемещения штока 4 в цилиндре 2.
Как более наглядно показано, в частности, на фиг.2, уплотнительная опора 6 содержит средства уплотнения, по меньшей мере, с первой и второй динамическими уплотнительными прокладками, обозначенными соответственно позициями 9 и 10, при этом вторая динамическая уплотнительная прокладка 10 является запасной динамической прокладкой.
В представленном примере осуществления динамические прокладки 9 и 10 установлены в кольцевых пазах, выполненных в уплотнительной опоре 6. Эти динамические прокладки 9 и 10 контактируют с находящейся напротив стенкой штока 4, который перемещается скольжением относительно уплотнительной опоры 6. Уплотнительная опора 6 содержит также статическую прокладку 17, расположенную напротив стенки цилиндра 2.
Между двумя динамическими прокладками 9 и 10 находится промежуточное пространство 11, образованное направляющим зазором между штоком и опорой (в данном случае зазор представлен в непропорционально увеличенном виде), при этом промежуточное пространство 11 ограничено, с одной стороны, динамическими прокладками 9, 10 и, с другой стороны, находящимися напротив стенками штока 4 и уплотнительной опоры 6.
Кроме того, уплотнительная опора 6 содержит клапанные средства 12, содержащие в данном случае игольчатый клапан 13, удерживаемый на расстоянии от своего седла 14 калиброванной пружиной 15.
Эти клапанные средства 12 установлены в канале 20 опоры 6, проходящем между промежуточным пространством 11 и задней стороной 21 опоры 6, отстоящей от находящейся напротив стенки цилиндра 2, оставляя сзади опоры 6 пространство, напрямую сообщающееся с кольцевой камерой 7 таким образом, чтобы канал 20 создавал гидравлическое соединение между промежуточным пространством 11 и кольцевой камерой 7.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением работает следующим образом.
При нормальном режиме работы первая динамическая прокладка 9 обеспечивает герметичность кольцевой камеры. Клапан 12 остается открытым, поэтому промежуточное пространство 11 заполнено жидкостью, поступающей из кольцевой камеры 7. Таким образом, происходит непрерывное смачивание второй динамической прокладки 10, и она не может высохнуть или износиться от сухого трения со штоком 4.
Вместе с тем, если давление в кольцевой камере должно в достаточной степени повыситься (например, резкое повышение давления при приземлении), чтобы преодолеть пороговое давление, определенное калибровкой пружины 15, игольчатый клапан 13 принудительно перемещается к своему седлу 14 и закрывает канал 20, при этом давление, присутствующее в кольцевой камере 7, больше не передается в промежуточное пространство 11, за счет чего вторая динамическая прокладка оказывается защищенной от давлений, превышающих пороговое давление. Вторая динамическая прокладка 10 является запасной динамической прокладкой, которая поддерживается в рабочем состоянии, благодаря отличительным признакам настоящего изобретения.
Предпочтительно пороговое давление выбирают значительно ниже максимального давления, которое может присутствовать в кольцевой камере (как правило, порядка 500 бар в амортизаторе шасси), но при этом оно предпочтительно превышает давление накачки амортизатора (как правило, 20 бар). Как правило, значение порогового давления составляет 50 бар. Разумеется, это давление может меняться в зависимости от характеристик амортизатора.
Клапанные средства 12 являются пассивными, то есть для их работы не требуется никакого внешнего вмешательства. Таким образом, переход из положения установления сообщения в положение перекрывания и наоборот происходит автоматически при каждом превышении порогового давления.
Когда первая динамическая прокладка 9 (на которую напрямую действует высокое давление в кольцевой камере) изнашивается до такой степени, что больше не может нормально выполнять свою функцию уплотнения, давление, присутствующее в кольцевой камере, передается на вторую динамическую уплотнительную прокладку через изношенную первую динамическую прокладку 9. Это же давление в конечном счете устанавливается в промежуточном пространстве 11 и в кольцевой камере 7, при этом происходит нейтрализация клапанных средств 12, которые больше не могут закрываться. Вторая динамическая прокладка 10 начинает выполнять функцию первой динамической прокладки 9 для обеспечения герметичности кольцевой камеры 7.
Введение в строй описанной второй динамической прокладки 10 происходит без ручного вмешательства, а автоматически в зависимости от состояния первой динамической прокладки, что позволяет существенно сократить операции контроля и обслуживания этой части шасси.
Предпочтительно на уплотнительной опоре 6 устанавливают скребковую динамическую прокладку 16, чтобы возможные осаждения на наружной поверхности штока 4 не могли повредить вторую динамическую прокладку 10. Кроме того, она препятствует попаданию пыли или аналогичных веществ внутрь кольцевой камеры 7.
В представленном примере опора 6, на которой установлены динамические прокладки, является опорой, неподвижно соединенной с цилиндром 2, то есть неподвижной опорой. Однако такая конструкция не является ограничивающей.
Как показано на фиг.3, обе динамические прокладки 109, 110 можно установить на подвижной опоре 106, которая во время работы является недоступной снаружи. В представленном примере динамическое уплотнение происходит между подвижным штоком 102 и погружной трубой 104, заходящей внутрь подвижного штока 102. Этот шток установлен с возможностью перемещения скольжением в кессоне 108.
Как и в предыдущем примере, на фигуре показаны кольцевая камера 107, промежуточное пространство 111 и канал 120, соединяющий кольцевую камеру 107 и промежуточное пространство 111, а также клапанные средства 112.
Как и в предыдущем варианте, клапанные средства 112 выполнены с возможностью установления сообщения между промежуточным пространством 111 и кольцевой камерой 107 и с возможностью автоматического изолирования промежуточного пространства 111 от кольцевой камеры 107, когда давление в последней превышает пороговое давление.
Условно, чтобы привести в соответствие терминологию, используемую для описания первого примера осуществления, показанного на фиг.1, будем считать, что подвижный шток 102 является эквивалентом цилиндра 2, тогда как погружная труба 104 является эквивалентом штока 4.
Разумеется, можно предусмотреть и другие признаки изобретения, не выходя при этом за рамки изобретения, определенные нижеследующей формулой изобретения.
В частности, клапанные средства могут быть регулируемыми, что позволяет изменять значение порогового давления, в частности, в зависимости от собственных характеристик шасси или самолета.
Можно также установить, по меньшей мере, одну дополнительную динамическую прокладку, соединенную со второй динамической прокладкой через второе промежуточное пространство, и дополнительные клапанные средства между кольцевой камерой и вторым промежуточным пространством. Эти дополнительные клапанные средства работают аналогично клапанным средствам 12 таким образом, чтобы запасная дополнительная динамическая прокладка начинала работать в случае износа второй динамической прокладки.