Двухкамерный амортизатор

 

Изобретение относится к амортизаторам шасси летательных аппаратов и может быть использовано в амортизационных системах наземного и водного транспорта. Сущность изобретения заключается в следующем. В корпусе 1 амортизатора размещены плунжер 2 с поршнем 3, шток 4 с поршнем 5. На дне штока и закреплены полая профилированная игла 6 с диафрагмой, выполненной с калиброванными отверстиями "a". На хвостовике 9 иглы 6 установлен плавающий поршень-стакан 8. Стенка 10 поршня-стакана 8 в исходном положении выдвинута в гидравлическую камеру, расположенную под плунжером 2 на величину хода плавающего поршня-стакана 8. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к авиации, в частности к амортизаторам шасси летательных аппаратов, и может быть использовано в амортизационных системах наземного и водного транспорта.

Известен двухкамерный амортизатор (а.с. N 266575 кл. 62 B, 40/11), содержащий цилиндр, шток с поршнем и плунжер, в котором размещены газовые и гидравлические камеры, а также уплотняемый поршень-стакан с закрепленной на нем профилированной иглой, который совместно с диафрагмой, закрепленной на штоке, образует дополнительные гидравлические и газовую камеры.

Размещение в таком амортизаторе дополнительной (высокого давления) камеры в штоке увеличивает длину конструкции амортизатора на величину высоты столба газовой камеры, что влечет за собой увеличение массы амортизатора. В отдельных случаях (особенно в рычажных стойках) увеличение длины исключает его применение.

Технической задачей изобретения является уменьшение длины и массы двухкамерного амортизатора.

Техническая задача решается в заявленном устройстве следующим образом. Диафрагма, отделяющая дополнительную (высокого давления) газовую камеру от подплунжерной гидравлической камеры, установлена на профилированной игле, закрепленной на дне штока. Уплотняемый плавающий поршень-стакан размещен на хвостовике профилированной иглы, при этом его стенка выдвинута в подплунжерную гидравлическую камеру на величину его хода.

Профилированная игла выполнена полой с внутренней перегородкой, делящей внутреннее пространство профилированной иглы на две полости, верхняя из которых соединена калиброванными отверстиями с задиафрагменной гидравлической камерой.

Предлагаемый двухкамерный амортизатор позволяет иметь варианты исполнения: вариант 2 тот же амортизатор, у которого с целью снижения начального давления зарядки газовых камер, камера обратного торможения образована между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью штока; вариант 3 тот же амортизатор, у которого с целью повышения эффективности работы двухкамерного амортизатора в широком диапазоне режимов, введено дополнительное регулирование истечением рабочей жидкости из подплунжерной гидравлической камеры в задиафрагменную, плавающий поршень-стакан снабжен тонкостенной гильзой с профилированными прорезями; вариант 4 тот же амортизатор, у которого с целью повышения жесткости амортизатора (отношение усилия к ходу штока) в полости профилированной иглы установлен подпружиненный клапан, отсекающий (до определенного уровня давления рабочей жидкости) поступление рабочей жидкости в задиафрагменную гидравлическую камеру.

На фиг. 1 представлен продольный разрез предлагаемого двухкамерного амортизатора; на фиг. 2 варианты того же амортизатора, у которого камера обратного торможения штока размещена между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью штока, плавающий поршень-стакан оснащен тонкостенной гильзой, а в профилированной игле установлен подпружиненный клапан; на фиг. 3 плавающий поршень-стакан, оснащенный тонкостенной гильзой с профилированными прорезями, в деталях; на фиг. 4 диаграмма усилий в амортизаторе при небольшой скорости штока (статическая диаграмма обжатия); на фиг. 5 - диаграммы усилий в амортизаторе при динамическом сжатии с разными скоростями.

В корпусе 1 амортизатора размещены плунжер 2 с поршнем 3 площадью F_вп, шток 4 с поршнем 5. На дне штока 4 закреплена полая профилированная игла 6 с диафрагмой 7, имеющей калиброванные отверстия "a". Плавающий поршень-стакан 8 рабочей площадью F_н установлен на хвостовике 9 профилированной иглы 6, отделяет газовую камеру высокого давления "H" с начальной высотой газового столба H_он от подплунжерной гидравлической камеры "П".

Стенка 10 плавающего поршня-стакана 8, торцевая площадь которой F_к в исходном положении плавающего поршня-стакана 8 выдвинута в подплунжерную гидравлическую камеру "П" на величину хода плавающего поршня-стакана 8. Между диафрагмой 7 и плавающим поршнем-стаканом 8 образована гидравлическая камера "Д".

Камера обратного торможения штока "Т" в исходном варианте амортизатора фиг. 1 размещена между внутренней поверхности штока 4 и наружной поверхностью плунжера 2. В камере "Т" размещен подпружиненный клапан 11, в котором выполнено калиброванное отверстие "в".

Полая профилированная игла 6 имеет перегородку 12, над которой расположена полость "И", сообщающаяся калиброванными отверстиями "d" с гидравлической камерой "Д". Внутренняя полость "Е" профилированной иглы 6 отверстием "Ф" сообщается с газовой камерой высокого давления "H". Газовая камера низкого давления "В" высотой газового столба H_ов расположена внутри плунжера 2 над уровнем рабочей жидкости.

Газовые камеры "В" и "Н" заполняются сжатым газом через зарядные клапаны 13 и 14.

Амортизатор на прямом ходе штока имеет три режима работы. Перетекание рабочей жидкости на прямом ходе штока обозначено стрелками "ПХ".

1-й режим: при плавном сжатии амортизатора вытесняемый воздушным поршнем площадью F_вп (площадь поперечного сечения плунжера или во втором варианте штока 4) объем рабочей жидкости заполняет камеры "В" и "Т", сжимая газ в камере "В" (кривая "n" на фиг. 4). Когда давление газа в камере "В" достигнет начального зарядного давления в газовой камере "Н" высокого давления, рабочая жидкость, вытесняемая воздушным поршнем F_вп начинает перемещать и плавающий поршень-стакан 8, который сжимает газ и в камере "Н" (кривая "m" на фиг. 4). При совместном сжатии газа в камерах "В" и "Н" усилие в амортизаторе определяется давлением жидкости (равного давлению газа в камерах "В" и "Н"), действующим на воздушный поршень F_вп.

2-й режим: соответствует посадке летательного аппарата. При динамическом сжатии амортизатора в рассеивании энергии участвует рабочая жидкость. Профилированные канавки "f" на игле 6, калиброванные отверстия "a" в диафрагме 7 и в случае наличия в плавающем поршне-стакане гильзы 16, то и через прорези "r", через которые перетекает рабочая жидкость из подплунжерной камеры "П", обеспечивают расчетное гидравлическое сопротивление и перераспределение объема рабочей жидкости, поступающей в камеры "В", "Т" и "Д", а следовательно, и сжатие газа в камерах "В" и "Н". Усилие в амортизаторе на этом режиме работы амортизатора определится давлением рабочей жидкости, действующей на поршень 3 площадью F_п плунжера 2 и давлением газа в камерах "В" и "Н", действующих на воздушный поршень F_вп (кривая "P" на фиг. 5).

3-й режим: соответствует наезду летательного аппарата с большой скоростью на неровность на взлетно-посадочной полосе. До этого момента амортизатор сжат стояночной нагрузкой. Скорость сжатия на этом режиме выше скорости сжатия амортизатора на втором режиме.

На третьем режиме работы амортизатора плавающий поршень-стакан выполняет роль универсального защитного клапана.

Амортизатор на этом режиме работает следующим образом. При наезде летательного аппарата на неровность происходит внезапное сжатие амортизатора. Из-за резкого увеличения гидравлического сопротивления при перетекании рабочей жидкости через профилированные канавки "f" на игле 6, калиброванные отверстия "a" в диафрагме 7 и профилированные прорези "r" в гильзе 16 плавающего поршня-стакана 8 повышается давление рабочей жидкости в подплунжерной гидравлической камере "П". Однако "запиранию" амортизатора препятствует снижение гидравлического давления в камере "П" за счет движения плавающего поршня-стакана 8, движущегося под давлением полного давления рабочей жидкости в гидравлической камере "П", действующего на торец стенки 10 плавающего поршня-стакана 8 площадью F_к. При этом давление рабочей жидкости в гидравлической камере "П" соответствует кривым "е" и "ж". На предельном режиме давления рабочей жидкости в гидравлической камере "П" достигает величены давления сжатого газа в камере "Н", умноженной на отношение площадей F_н/F_к (кривая "л").

Для исключения на третьем режиме кавитации рабочей жидкости в камере "Д" давление газа в камере "В" действует на рабочую жидкость в полости "И" профилированной иглы 6, и рабочая жидкость из полости "И" через калиброванные отверстия "d" затекает в гидравлическую камеру "Д".

С целью увеличения жесткости амортизатора в полости "И" профилированной иглы 6 возможна установка клапана 15 (фиг. 2). Кривая усилия в амортизаторе примет вид на фиг. 5 "f". Таким образом, амортизатор на третьем режиме работает как пневматическая пружина высокого давления, усилие в которой не зависит от скорости сжатия амортизатора, определяется только ходом штока и отношением площадей F_н/F_к плавающего поршня-стакана 8.

Работой амортизатора на этом режиме обеспечивается снижение наземных нагрузок, которые не могут превышать нагрузки при посадке летательного аппарата. Величина усилия в амортизаторе определяется давлением рабочей жидкости в камере "Н", действующей на поршень 3 плунжера 2.

На обратном ходе штока (перетекание рабочей жидкости на обратном ходе штока обозначено стрелками "ОХ" на фиг. 1 и 2) торможение штока осуществляется гидравлическим сопротивлением рабочей жидкости, вытесняемой из камеры "Т" через калиброванные отверстия "в" в клапане 11.

Формула изобретения

1. Двухкамерный амортизатор, состоящий из корпуса с размещенными в нем гидравлическими и газовыми камерами, образованными плунжером, штоком, расположенной в нем профилированной иглой с закрепленными на ее хвостовой части плавающим поршнем, стаканом и диафрагмой с калибровочными отверстиями, отличающийся тем, что профилированная игла выполнена полой с перегородкой внутри нее, отделяющей верхнюю и хвостовую части иглы, и с калибровочными отверстиями на ее поверхности для связи полостей иглы соответственно с гидравлической камерой, образованной плавающим поршнем-стаканом и диафрагмой, и с газовой камерой высокого давления, при этом стенка плавающего поршня-стакана в исходном положении выдвинута в гидравлическую камеру, расположенную под плунжером на величину хода поршня-стакана.

2. Амотизатор по п. 1, отличающийся тем, что шток установлен в корпусе с образованием между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью штока камеры обратного торможения.

3. Амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что плавающий поршень-стакан снабжен установленной в нем тонкостенной гильзой с профилированными прорезями.

4. Амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен установленным внутри в верхней части полой профилированной иглы подпружиненным клапаном.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5