РЕГУЛИРУЕМЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР С РАЗГРУЖАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и может быть использована в качестве элемента демпфирующего колебания в системе подрессоривания (подвеске) гусеничных и колесных машин, а также в других узлах и механизмах транспортных средств.
Известно устройство «Гидравлический амортизатор» (Патент RU 180781 F16F 9/366. Опубл. 22.06.2017 г.), содержащий корпус в виде гидроцилиндра с проушиной, в котором размещен шток, один конец которого соединен с поршнем, а другой - имеет вид проушины. Шток перемещается вдоль своей оси в направляющей втулке, расположенной в зоне соединения корпуса со штоком; рабочая полость гидроцилиндра заполнена жидкостью. Шток механически соединен с корпусом транспортной машины с помощью проушины. В зоне соединения корпуса со штоком жестко закреплено разгружающее устройство, состоящее из литого основания-кольца и двух кронштейнов, размещенных под углом 180° относительно друг друга и представляющих собой две стойки прямоугольного сечения, в центре которых имеются овальные отверстия, для размещения в них осей, скрепленных между собой упругим элементом и регулировочной муфтой, позволяющих регулировать усилие натяга роликов к штоку при появлении износа в соединении шток-ролик. При этом наружная поверхность ролика, взаимодействующего со штоком, выполнена тором вогнутой формы.
Недостатком данного устройства является большое контактное напряжение в связи шток-направляющая втулка. В связи с этим возникает негативное воздействие на уплотнение направляющей втулки, потери рабочей жидкости, тем самым уменьшается срок службы гидроцилиндра, что приводит к выходу гидроцилиндра из строя и механизма подвески в целом.
Наиболее близкой и выбранной в качестве прототипа является конструкция представленная в патенте «Гидроцилиндр» (Патент RU 193465 F16F 9/366. Опубл. 30.10.2019 г. Прототип) с помощью которого представленный выше недостаток может быть устранен состоящий из корпуса, в виде гидроцилиндра с проушиной, в котором размещен поршень со штоком с проушиной и рабочей полостью, заполненной жидкостью; корпус гидроцилиндра механически соединен с балансиром подвески транспортной машины, в зоне соединения корпуса со штоком жестко закреплено разгружающее устройство, состоящее из литого основания-кольца, четырех неподвижных кронштейнов, представляющих собой четыре пары стоек трапециевидной формы размещенных под углом 90° относительно друг друга, в верхнем углу которых имеются отверстия, для размещения в них осей и установки в них четырех подвижных литых кронштейнов, в верхней части которых имеются так же отверстия для установки осей с роликами тороидальной формы круглого сечения. Для регулировки усилия прижима роликов к штоку при появлении зазора между штоком и направляющей втулкой, в основании подвижных литых кронштейнов имеются пазы продолговатого сечения, в которых размещается подвижный штифт с участком резьбы у основания-кольца, на котором расположена пружина, шайба и регулировочные гайки.
Недостатком данного технического решения является его низкая эффективность, обусловленная отсутствием возможности реализации управляемого процесса амортизирования.
Известны конструкции амортизаторов, выполненных в виде адаптивных демпфирующих устройств RU 2354867 C1, RU 2076961 С1 и RU 2106551 С1.
Конструкция, указанная в патенте RU 2354867 С1 в которой магнитореологический демпфер имеет систему каналов, позволяющую гасить вибрацию за счет дросселирования магнитореологической жидкости через них. Разработанная конструкция адаптивного комбинированного реологического амортизатора, имеет комбинацию рабочих полостей: полости, заполненной магнитореологической жидкостью и полости заполненной дилатантной жидкостью. Полость, заполненная магнитореологической жидкостью, разделена на субполости, сообщающиеся между собой посредством системы спиральных каналов. Спиральная форма каналов обеспечивает значительную их длину, следовательно, существенное гашение инерции жидкой среды, при минимальной толщине перегородки. Каждая отдельная субполость имеет индивидуальный управляющий электромагнитный кольцевой индуктор, что позволяет создавать субполости с различными диссипативно-жесткостными свойствами магнитореологической среды.
В патенте RU 2076961 С1 описывается конструкция магнитореологической виброизолирующей опоры, содержащей пружины, расположенные равномерно по окружности на плитах вибрирующей подвески, которые являются функциональными элементами демпфирующей системы. В предложенной конструкции пружины закреплены в центре немагнитных перегородок, служат для обеспечения гарантированного зазора между перегородками и создания субполостей, что позволяет реализовывать образование субполостей с различными диссипативно-жесткостными свойствами магнитореологической среды, в индивидуальных для субполостей управляющих электромагнитных полях. Также конструкция адаптивного комбинированного реологического амортизатора имеет разделение рабочей камеры на магнитореологическую рабочую полость с системой каналов и рабочую полость, заполненную дилатантной жидкостью, содержащую рессорно-реологическую систему. Применение подобной комбинации значительно увеличивает энергоэффективность систем демпфирования и виброгашения.
Конструкция в патенте RU 2106551 С1 содержит подвижную массу, помещенную в корпус и погруженную в магнитореологическую демпфирующую среду. В отличие от RU 2106551 С1 предлагаемая конструкция рабочей полости, наборный амортизатор типа - рессора, который представляет собой серию упругих жестких дисков, установленных коаксиально корпусу амортизатора и отделенных друг от друга, межполостной перегородки и дна корпуса кольцами из упругого полимерного материала. Полость с рессорной системой заполнена дилатантной жидкостью. Также предлагаемая система отличается сочетанием магнитореологической рабочей полости, выполненной в виде субполостей, допускающих создание в них различных диссипативно-жесткостных свойств магнитореологической среды и полости, заполненной дилатантной жидкостью.
Общим недостатком представленных выше технических решений является их низкая эффективность обусловленная конструктивной сложностью, а также значительными затратами электрической энергии при создании магнитного поля для изменения свойств магнитных жидкостей.
Технический результат заявленной полезной модели направлен на повышение эффективности амортизатора за счет упрощения конструкции и снижения затрат энергии на его функционирование.
Технический результат достигается тем, что в поршне устанавливают плунжеры, движение которых обеспечивается перемещением зубчатых реек при вращении шестерни, жестко закрепленной на валу шагового электродвигателя, выполненного с возможностью управления электронным блоком управления
Предложение поясняется чертежами, где
на фиг. 1 представлена принципиальная схема регулируемого гидравлического амортизатора с разгружающим устройством;
на фиг. 2 - устройство механизма регулирования жесткости амортизатора (вид сверху).
Заявленный регулируемый гидравлический амортизатор с разгружающим устройством, содержащий корпус 1 в виде цилиндра, в котором размещен шток 2, один конец которого соединен с поршнем 3, а другой имеет вид проушины 4. Шток перемещается вдоль своей оси в направляющей втулке 5, расположенной в зоне соединения корпуса 1 со штоком 2; рабочая полость корпуса заполнена жидкостью. Шток 2 механически соединен с корпусом транспортной машины с помощью проушины 4. В зоне соединения корпуса 1 со штоком 2 жестко закреплено разгружающее устройство 6.
Внутри поршня 3 выполняют глухое отверстие, в котором размещают шаговый электродвигатель 7, управление которым возможно электронным блоком управления. На валу шагового электродвигателя 7, шпоночным соединением фиксируют шестерню 8, обеспечивающую возвратно-поступательное движение четырех зубчатых реек 9, на концах которых резьбовым соединением прикреплены плунжеры 10. Плунжеры 10 выполняют таким образом, чтобы они при своем возвратно-поступательном движении изменяли проходное сечение сквозных каналов 11 в поршне 3.
Заявленный регулируемый гидравлический амортизатор с разгружающим устройством работает следующим образом.
Для уменьшения поперечной динамической нагрузки используют разгружающее устройство 6 жестко винтами, соединенное с корпусом 1 амортизатора, воздействующее роликами на шток 2 амортизатора, тем самым увеличивается плечо воздействия поперечных нагрузок, кроме того, динамическая реакция распределяется между устройством и направляющей втулкой 5. За счет этого достигается снижение динамического воздействия штока 2 на направляющую втулку 5 (Фиг. 1). Очевидно, что введение указанных элементов позволит существенно снизить поперечную динамическую нагрузку на шток гидроцилиндра в выдвинутом положении и уменьшить контактные напряжения в связи шток-направляющая втулка, которые негативно воздействуют на уплотнение направляющей втулки в корпусе.
Управление процессом амортизирования (жесткостью амортизатора) обеспечивается следующим образом.
Корпус 1 амортизатора выполнен герметичным и заполнен гидравлическим маслом. Внутри корпуса 1 располагается поршень 3, жестко закрепленный на конце штока 2 амортизатора и разделяющий его внутреннюю полость на подпоршневую и надпоршневую. Перпендикулярно каналам 11 в поршне 3, сообщающим подпоршневую и надпоршневую полости, выполнены отверстия, в которых располагаются плунжеры 10. Плунжеры 10 жестко, резьбовым соединением, крепятся на концах зубчатых реек 9. Возвратно-поступательное движение плунжеров 10 обеспечивается перемещением зубчатых реек 9 при вращении шестерни 8, жестко закрепленной на валу шагового электродвигателя 7, расположенного в поршне 3 (Фиг. 2).
При необходимости увеличить жесткость амортизатора плунжеры 10 уменьшают проходное сечение герметично сквозных каналов 11 и препятствуют свободному перетеканию гидравлического масла из подпоршневой полости в надпоршневую.
При необходимости наоборот сделать трансмиссию более «мягкой» плунжеры 10 смещаются в сторону шестерни 8, тем самым увеличивая проходное сечение сквозных каналов 11 и не препятствуя свободному перетеканию гидравлического масла из подпоршневой полости в надпоршневую.
По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет обеспечить повышение эффективности амортизатора за счет упрощения конструкции и снижения затрат энергии на его функционирование.