АМОРТИЗАТОР ХОДОВОЙ ЧАСТИ ВОЕННО-ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к транспортному машиностроению и может быть использована для повышения работоспособности вновь разрабатываемых военно-гусеничных машин, а также надежности их ходовой части при модернизации, например при модернизации танков Т-80 и машин, созданных на их базе.
Известна ходовая часть военно-гусеничной машины, (RU 29893, МПК B62D 55/08, опубл. 10.06.2003) содержащая гидравлические амортизаторы лопастного типа, доработанные с обеспечением повышения их сопротивления на прямом ходу подвески, например, путем выполнения проходного сечения дроссельного устройства перепуска рабочей жидкости между камерами амортизатора переменным, плавно уменьшающимся от статического положения в сторону прямого хода и полного или частичного отклонения перепускного клапана рабочей жидкости.
Наиболее близкими к заявляемому техническому решению являются гидравлические амортизаторы телескопического типа, используемые в ходовой части танка Т-80 (см. кн. Объект 219Р. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: Воениздат, 1986, С. 499-503). Основными конструктивными элементами гидравлического амортизатора телескопического типа являются корпус с нижней опорой, поршень со штоком, дроссельные отверстия, выполненные в поршне, клапан прямого хода, компенсационный клапан, компенсационная камера.
Недостатками аналога и прототипа являются следующие. В ходовой части машины используются гидравлические амортизаторы с большими силами сопротивления. При движении по малопересеченной местности (ровной поверхности) амортизаторы совершают работу, обусловленную высокочастотными колебаниями, вызванными характерным профилем обрезиненной беговой дорожки гусеницы, микронеровностями дорожного полотна. В конечном итоге поглощенная энергия рассеивается в виде тепла, положение усугубляется при движении по загрязненным участкам, когда корпус амортизатора покрывается значительным слоем грязи и пыли, тем самым ухудшается отвод тепла от корпуса амортизатора в атмосферу, как следствие амортизатор может выйти из строя, вследствие достижения рабочей жидкостью критической температуры и ее разложение на составляющие легкие и тяжелые фракции, с последующим испарением через уплотнения амортизатора более легких фракций. Кроме того, при интенсивной работе амортизатора и нагреве рабочей жидкости биметаллическая пластинка термоклапана под воздействием тепла деформируется и тем самым увеличивает сечение дросселирующих отверстий, но при этом нагрев рабочей жидкости будет, хотя и медленнее, но продолжаться. Поскольку с увеличением сечения дросселирующих отверстий снижается сопротивление хода поршня, снижается и эффективность работы амортизатора и, как следствие, ухудшаются условия работы экипажа машины и установленного на ней оборудования.
Отмеченные выше недостатки, приводят к снижению степени демпфирования амортизатора, а продолжительный нагрев рабочей жидкости приводит к ее дифракции и, как следствие, к выходу амортизатора из строя, что, в свою очередь, снижает надежность ходовой части.
Техническим результатом полезной модели, является повышение степени демпфирования гидравлического амортизатора и снижение нагрева рабочей жидкости, что повышает в целом надежность ходовой части военно-гусеничной машины (ВГМ).
Указанный технический результат достигается тем, что в амортизаторе ходовой части военно-гусеничной машины, содержащей корпус с нижней опорой, поршень со штоком, дроссельные отверстия, выполненные в поршне, клапан прямого хода, компенсационную камеру, компенсационный клапан, согласно заявляемому техническому решению, шток выполнен полым, внутри штока соосно последнему установлен направляющий стержень, жестко закрепленный на корпусе амортизатора, внутри поршня установлен лимб, снабженный двумя шариковыми подшипниками и закрепленный при помощи резьбовой крышки, во внутреннем отверстии лимба выполнены выступы, сопряженные с канавками, выполненными на поверхности направляющего стержня, причем лимб установлен в поршне с возможностью вращения и возвратно-поступательного перемещения в канавках направляющего стержня, а канавки выполнены наклонными, причем величина отклонения канавки от образующей стержня у нижней опоры l определяется по формуле
где r - расстояние от центра лимба до центра дроссельного отверстия в поршне;
2
r - радиус дроссельного отверстия;
3
r - радиус направляющего стержня.
Сущность технического решения поясняется чертежами, где изображено:
фиг. 1 - ходовая часть ВГМ вид с боку;
фиг. 2 - гидравлический амортизатор;
фиг. 3 - лимб амортизатора вид сверху;
фиг. 4 - направляющий стержень;
фиг. 5 - разрез по А-А на фиг. 4.
Ходовая часть ВГМ, содержит гусеничный движитель, включающий гусеницу 1, опорные катки 2, ведущие колеса 3, и торсионные подвески 4, две передние и одна задняя торсионные подвески снабжены телескопическими гидравлическими амортизаторами 5.
В телескопическом гидравлическом амортизаторе 5 поршень со штоком 6 образуют в корпусе 7 амортизатора две рабочие полости, надпоршневую полость 8 и подпоршневую полость 9. Надпоршневая полость 8 и подпоршневая полость 9 соединены между собой посредством дросселирующих отверстий 10 и клапана прямого хода 11, выполненных в поршне со штоком 6. Кроме того, надпоршневая полость 8 и подпоршневая полость 9 соединены между собой при помощи компенсационной камеры 12 и компенсационного клапана 13. Внутри поршня установлен лимб 14, снабженный двумя шариковыми подшипниками 15. Лимб 14 крепится внутри поршня при помощи крышки 16, которая закручивается в поршень со штоком 6 посредством резьбового соединения. Шток выполняется полым, что обеспечивает вхождение в него направляющего стержня 17, который реализует вращение лимба 14 при помощи наклонных канавок 18, выполненных вдоль всей поверхности направляющего стержня от верхнего до нижнего основания.
Величина отклонения l от прямолинейного направления у нижнего основания направляющего стержня определяется по формуле:
где r - расстояние от центра лимба до центра дроссельного отверстия;
2
r - радиус дроссельного отверстия;
3
r - радиус направляющего стержня.
Во внутреннем отверстии лимба 14 выполняются выступы 19, которые необходимы для скольжения по наклонным канавкам 18 направляющего стержня 17, тем самым обеспечивается поворот лимба 14. Кроме того в лимбе выполняются овальные отверстия 20, обеспечивающие работу клапана прямого хода 11 в любом положении лимба 14 по отношению к поршню со штоком 6. Кроме того, в верхней части корпуса амортизатора выполнено отверстие 21, связывающее компенсационную камеру с надпоршневой полостью.
Амортизатор ходовой части военной гусеничной машины работает следующим образом.
При движении по неровностям опорный каток 2, закрепленный на торсионной подвеске 4, поднимается или опускается, при этом корпус гидравлического амортизатора 7, закрепленный на торсионной подвеске 4, совершает относительно поршня со штоком 6 возвратно поступательное перемещение, приводя в движение рабочую жидкость, находящуюся внутри гидравлического амортизатора 5. При малых ходах опорного катка 2, что соответствует движению машины по ровной поверхности и мелким неровностям, сопротивление амортизатора мало, т.к. в этот момент поршень со штоком 6 совершает малые перемещения и лимб 14 своими выступами 19 двигается только по верхнему участку наклонных канавок 18, имеющих минимальный изгиб. При этом диаметр дросселирующих отверстий 10 остается максимальным и рабочая жидкость свободно перетекает из подпоршневой полости 9 в надпоршневую полость 8 и обратно. Свободное перетекание жидкости из подпоршневой полости 9 в надпоршневую полость 8 и обратно способствует оптимизации теплового режима работы амортизатора т.е. рабочая жидкость не перегревается, вследствие воздействия высокочастотных колебаний, вызванных характерным профилем обрезиненной беговой дорожки гусеницы, мелкими неровностями дорожного полотна.
При движении машины по более крупным неровностям, опорные катки 2 перемещаются на значительную величину, поршень со штоком 6 погружается в корпус амортизатора 7 на более значительную величину, лимб 14 своими выступами 19 скользит по наклонным канавкам 18 направляющего стержня 17 и выходит за пределы участка, на котором изгиб канавок 18 минимален, т.е. лимб 14 будет своими выступами 19 скользить по более изогнутому участку наклонных канавок 18, что, в свою очередь, вызовет поворот лимба 14 относительно поршня со штоком 6 и, как следствие, уменьшение диаметра дросселирующих отверстий 10. Уменьшение диаметра дросселирующих отверстий 10 повлечет за собой увеличение жесткости амортизатора, причем жесткость будет прямо пропорциональна величине, на которую утоплен поршень со штоком 6, относительно корпуса амортизатора 7. Вероятность пробоя торсионной подвески при этом уменьшается, что благоприятно сказывается на плавности хода машины. Быстрое перемещение поршня со штоком 6 может вызывать резкое увеличение давления в подпоршневой полости 9, при этом проходное сечение дросселирующих отверстий не обеспечит быстрое перетекание рабочей жидкости. В этом случае начинает работать клапан прямого хода 11, который обеспечивает свободное перетекание рабочей жидкости из подпоршневой полости 9 в надпоршневую полость 8. Излишнее количество рабочей жидкости, образующееся в результате разности объемов в надпоршневой полости 8 и подпоршневой полости 9, перетекает из надпоршневой полости 8 через отверстия 21 в верхней части корпуса амортизатора 7 в компенсационную камеру 12.
В режиме обратного хода поршень со штоком 6 выдвигается из корпуса амортизатора 7, рабочая жидкость перетекает из надпоршневой полости 8 через дросселирующие отверстия в подпоршневую полость 9, при этом диаметр дросселирующих отверстий 10 будет постепенно увеличиваться, за счет скольжения выступов 19 лимба 14 по изогнутому участку наклонных канавок 18 направляющего стержня 17. При достижении поршнем со штоком 6 статического положения диаметр дросселирующих отверстий 10 вновь станет максимальным. Кроме того, на обратном ходу поршня со штоком 6 будет открываться компенсационный клапан 13, обеспечивая тем самым перетекание рабочей жидкости из компенсационной камеры 12 в подпоршневую полость 9.
Таким образом, заявляемая полезная модель оптимизирует тепловой режим работы гидравлических амортизаторов и как следствие, исключает дифракцию рабочей жидкости на легкие и тяжелые составляющие, а также исключает пробой подвески, повышает ее надежность. В результате этого улучшаются технические характеристики ходовой части, обеспечивается снижение колебаний корпуса в процессе движения ВГМ.