ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в подвижных транспортных средствах (автомобили, метро, трамвай, троллейбус и прочие) для гашения колебаний.
Известен амортизатор, содержащий корпус, внутри которого коаксиально установлена гильза с поршнем с образованием в зазоре емкости для размещения рабочей жидкости, штоковую и поршневую крышки, клапаны, размешенные в поршне и в поршневой крышке, и дроссельный канал, соединяющий надпоршневую полость с емкостью (см. А.Н.Дербаремдикер «Гидравлические амортизаторы автомобилей» - М., Машиностроение, 1969, с.132)
Недостатком известного амортизатора является нестабильность и неравномерность гашения колебания транспортного средства в порожнем и в полностью загруженном состоянии, обусловленная реализацией одного режима гашения колебаний.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является гидравлический гаситель колебаний, содержащий корпус, установленный в нем цилиндр с образованием резервуара с рабочей жидкостью, поршень со штоком установленный в цилиндре с образованием над- и подпоршневой полостей, штоковую крышку с перепускным клапаном и дроссельным каналом, соединяющих резервуар с надпоршневой полостью, поршневую крышку и впускные клапаны, установленные в поршне и поршневой крышке, при этом штоковая крышка снабжена дополнительным перепускным клапаном с устройством его управления (RU №2118726, F 16 F 5/00, 1997 г.)
В известном устройстве дополнительный перепускной клапан с камерой управления, гидравлически связанный с основным перепускным клапаном, фактически выполняет функцию регулятора коэффициента демпфирования.
Недостатком этого устройства является низкий коэффициент демпфирования, что обусловлено использованием в качестве параметра управления силовой характеристикой амортизатора температуры (вязкости) рабочей жидкости. Кроме этого, управление силовой характеристикой осуществляется на клапанном, а не на дроссельном режиме работы, что требует наличие нескольких предохранительных клапанов и приводит к нестабильности коэффициента демпфирования.
Задачей полезной модели является повышение коэффициента демпфирования и обеспечение стабильных силовых характеристик в широком диапазоне нагрузки на транспортные средства за счет регулирования процесса гашения колебаний в зависимости от величины прогиба рессорной подвески.
Поставленная задача достигается тем, что в гидравлическом амортизаторе, содержащем корпус, в котором установлен цилиндр с образованием кольцевой емкости с рабочей жидкостью, размещенный в цилиндре поршень со штоком с образованием над- и подпоршневой полостей, установленный в штоковой крышке перепускной клапан, соединяющий полость с рабочей жидкостью с надпоршневой полостью, впускные клапаны, установленные в поршне и поршневой крышке, и регулятор коэффициента демпфирования, согласно полезной модели регулятор коэффициента демпфирования выполнен в виде золотникового дросселя с переменной гидравлической характеристикой и преобразователя перемещений штока поршня, при этом плунжер золотникового дросселя с каналами для подвода и слива рабочей жидкости, соответственно, из надпоршневой полости цилиндра и в кольцевую емкость с рабочей жидкостью, размещены в штоковой крышке, преобразователь перемещений штока поршня размещен в надпоршневой полости и выполнен в виде двух сочлененных по большому радиусу конических спиральных пружин, взаимодействующих с размещенным между ними и установленным с возможностью перемещения относительно штока поршня водилом, одно из плеч которого соединено посредством шарнира с тягой плунжера золотникового дросселя, при чем верхняя коническая пружина имеет большую жесткость, чем нижняя, и меньшим радиусом закреплена на штоковой крышке, а нижняя - на штоке поршня.
Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежами, где: на фиг.1 представлен общий вид гидравлического амортизатора, на фиг.2 показана принципиальная схема выполнения регулятора коэффициента демпфирования (узел I),
Гидравлический амортизатор содержит корпус 1 с крышкой 2, цилиндр 3 со штоковой крышкой 4 и поршневой крышкой 5, в которой установлен поршень 6 со штоком 7 с образованием надпоршневой 8 и подпоршневой 9 полостей, кольцевую емкость 10 с рабочей жидкостью, образованную стенками корпуса 1 и цилиндра 3, перепускной клапан 11, установленный в
штоковой крышке 4. В поршне 6 и поршневой крышке 5 установлены впускные клапаны 12 и 13.
В штоковой крышке 4 размещен золотниковый дроссель 14 с каналом 15 для подвода рабочей жидкости из надпоршневой полости 8 и каналом слива 16 рабочей жидкости в кольцевую емкость 10, перекрываемым плунжером 17 золотникового дросселя 14. В надпоршневой полости 8 перпендикулярно оси цилиндра 3 установлено с возможностью перемещения относительно штока 7 поршня 6 водило 18, концы которого размещены между двумя коническими спиральными пружинами 19, 20, сочлененными по большому радиусу. Верхняя коническая пружина 19 имеет большую жесткость, чем нижняя, и меньшим радиусом закреплена на штоковой крышке 4, а нижняя коническая пружина 20 меньшим радиусом закреплена на штоке 7 поршня 6. Тяга 21 плунжера 17 соединена посредством шарнира 22 с плечом водила 18, размещенным в надпоршневой полости 8 под золотниковым дросселем 14. Конические спиральные пружины 19, 20 и водило 18 образуют преобразователь перемещений штока 7, который совместно с золотниковым дросселем 14 выполняет функцию регулятора коэффициента демпфирования в зависимости от величины прогиба рессорной подвески.
Устройство работает следующим образом.
При возникновении нагрузки на шток 7 поршень 6 в цилиндре 3 занимает положение, соответствующее величине прогиба рессорной подвески вагона (на фигуре не показана ). При ходе сжатия поршень 6 опускается, впускной клапан 13 закрывается и рабочая жидкость из подпоршневой полости 9 перетекает в надпоршневую полость 8 через впускной клапан 12 и далее через каналы 15 и 16 золотникового дросселя 14 сливается в емкость 10 с рабочей жидкостью. При этом канал 16 закрывается и, соответственно, его гидравлическое сопротивление увеличивается. Поскольку тяга 21 золотникового дросселя 14 связана через водило 18 и систему пружин 19 и 20, со штоком 7 поршня 6, то каждому положению штока 7 будет соответствовать определенное положение плунжера 17 золотникового дросселя 14 и, соответственно, величина дроссельной щели канала 16. Таким образом, силовая характеристика P=f(V) гасителя колебаний будет перенастраиваться в зависимости от массы перевозимого груза и величины динамических нагрузок таким образом, что при достижении максимальных статических и динамических нагрузок на подвеску величина коэффициента демпфирования будет иметь максимальное значение. При превышении максимально допустимых нагрузок на подвеску гаситель колебаний переходит на работу в клапанном режиме.
Входное отверстие канала 16 золотникового дросселя 14 спрофилировано таким образом, что при ходе поршня 6 вниз и вверх его силовая характеристика имеет симметричный характер.
Поскольку жесткость пружины 19 больше жесткости пружины 20, то значительному перемещению штока 7 будут соответствовать малые перемещения плунжера 17. Пружины 19, 20 выполнены коническими, чтобы
они в крайнем верхнем положении штока 7 занимали минимальные размеры по вертикали.
Движение штока 7 и поршня 6 вверх сопровождается закрытием впускного клапана 12 и открытием впускного клапана 13. В результате этого жидкость также перетекает из надпоршневой полости 8 через дроссельные каналы 15 и 16 в емкость 10 и поступает в подпоршневую полость 9 через впускной клапан 12. При этом канал 16 открывается, и его гидравлическое сопротивление уменьшается.
Таким образом, силовая характеристика гидравлического амортизатора изменяется в зависимости от прогиба рессорной подвески во всем диапазоне изменения нагрузки от порожнего транспортного средства, например железнодорожного вагона, до его максимально загруженного состояния.