Амортизатор с регулируемым усилием сжатия

 

Использование: амортизатор с регулируемым усилием сжатия относиться к транспортному машиностроению, в частности к амортизирующим устройствам подвески, и может быть использован в передних и задних гидравлических и гидропневматических амортизаторах легковых автомобилей. Задача изобретения - повышение эффективности и надежности работы амортизатора при движении автомобиля по дорожным покрытиям с различной степенью волнистости. Сущность изобретения: амортизатор содержит гидроцилиндр, поршень с рабочим штоком, имеющим осевое отверстие, систему регулирования и резервуар. В сквозном осевом ступенчатом отверстии рабочего штока установлен с возможностью осевого перемещения относительно последнего дополнительный регулировочный шток. Нижняя часть указанного штока взаимодействует с поршнем, а верхняя - с резьбовой поверхностью отверстия рабочего штока. Между верхним торцем поршня с тарелкой перепускного клапана и нижним торцем рабочего штока установлена система регулирования жесткости, включающая в себя тарельчатую пружину, размещенную внутри конической пружины, длина которой в сжатом состоянии не превышает высоты сжатой тарельчатой пружины, а длина ее в свободном состоянии больше высоты свободной тарельчатой пружины не менее чем в 1,5 - 2 раза. 3 ил.

\ \2 Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к амортизирующим устройствам подвески, и может быть использовано в передних и задних гидравлических и пневмогидравлических амортизаторах легковых автомобилей.

Известны конструкции амортизаторов (а.с. 1437253, B 60 G 17/02, БИ 42, 1988), содержащих силовой гидроцилиндр, бесштоковая полость которого соединена с гидропневмоаккумулятором, дополнительный гидроцилиндр с двумя выходными штоками, один из которых связан с поршнем, ресивер с поршнем, двухлинейный двухпозиционный распределитель, сообщающий и разобщающий пневматическую полость гидропневмоаккумулятора.

К основным недостаткам таких амортизаторов следует отнести: относительную сложность и громоздкость конструкции, что неизбежно снижает надежность устройства; невозможность применения устройства в серийных конструкциях амортизаторов; невозможность регулировки усилия сжатия в достаточно широком диапазоне.

В качестве прототипа выбран гидропневматический амортизатор (а. с. 1421550, B 60 G 17/08, БИ 33, 1988 г), содержащий гидроцилиндр, гидрогазовый аккумулятор, соединенный с бесштоковой полостью гидроцилиндра через дроссельное отверстие, двухпозиционный золотник. Поршень выполнен полым и снабжен размещенным в его полости сильфоном, через отверстия в стенке поршня сообщаемым с бесштоковой полостью гидроцилиндра. В штоке выполнен канал для сообщения полости поршня с источником сжатого воздуха.

Однако известное устройство в силу большой конструктивной сложности и габаритов, а также в связи с необходимостью наличия различных энергетических элементов (гидравлических, гидрогазовых, электромагнитных, включая сложную цепь управления - датчик ускорения, электрический ключ, реле времени, контактор) в реальных условиях эксплуатации приведет к многочисленным отказам и потере работоспособности амортизатора. По аналогичной причине оно не может быть встроено в серийные конструкции известных амортизаторов и не позволяет производить регулировку усилия сжатия в широком диапазоне.

Задачей изобретения является повышение эффективности и надежности работы амортизатора при движении автомобиля по дорожным покрытиям с различной степенью волнистости.

Технический результат достигается тем, что амортизатор содержит гидроцилиндр, размещенные внутри него поршень и рабочий шток, выполненный с осевым отверстием, систему регулирования, резервуар для рабочей жидкости, перепускной клапан, взаимодействующий с полостью поршня. Осевое отверстие штока выполнено сквозным и ступенчатым. Амортизатор снабжен регулировочным штоком, размещенным в указанном осевом отверстии рабочего штока с возможностью осевого перемещения и взаимодействия нижней своей частью с поршнем, а верхней с резьбовой поверхностью, выполненной на поверхности осевого отверстия рабочего штока. Амортизатор снабжен тарелкой, перекрывающей верхний торец поршня с перепускным клапаном. Система регулирования установлена между верхним торцом тарелки и нижним торцом рабочего штока и включает в себя тарельчатую пружину, размещенную внутри конической пружины, длина которой в сжатом состоянии не превышает высоты сжатой тарельчатой пружины, а длина ее в свободном состоянии больше высоты свободной тарельчатой пружины не менее, чем в 1,5 - 2 раза.

На фиг. 1 показан амортизатор с регулируемым усилием сжатия на фиг. 2 и 3 - система регулирования его жесткости соответственно в положениях "жесткого хода" и "мягкого хода" поршня амортизатора.

Предложенный амортизатор состоит из гидроцилиндра 1 и внешнего резервуара 2 для рабочей жидкости. В гидроцилиндре 1 размещается поршень 3 и тарелка 4, перекрывающая верхний торец поршня с перепускным клапаном и клапаном отдачи 5. В нижней части гидроцилиндра расположен корпус 6 с клапаном сжатия и впускным клапаном. В сквозном осевом отверстии рабочего штока 7 установлен регулировочный шток 8, нижняя часть которого взаимодействует с поршнем 3, а верхняя - с резьбовой поверхностью отверстия рабочего штока 7. Между тарелкой 4 перепускного клапана на верхнем торце поршня 3 и нижним торцом рабочего штока 7 установлена система регулирования жесткости, включающая в себя тарельчатую пружину 9, размещенную внутри конической пружины 10. Длина пружины 10 в сжатом состоянии L_сж не должна превышать высоты сжатой тарельчатой пружины 9 H_сж, т.е. L_сж≅H_сж. Длина конической пружины 10 в свободном состоянии L_св, подобранная экспериментально для рациональных условий эксплуатации при "мягком ходе" поршня должна быть больше высоты свободной тарельчатой пружины 9 H_св не менее чем в 1,5 - 2 раза, т.е. L≥(1,5 - 2)H_св. На поверхности средней части рабочего штока 7 установлен резиновый буфер 11 хода отдачи, а в верхней части гидроцилиндра 1 расположена направляющая втулка 12 штока 7. Нижняя часть амортизатора 13 соединяется с поворотным кулаком подвески (не показано), а верхняя часть рабочего штока 7 - с верхней опорой стойкой (не показана), на хвостовике 14 регулировочного штока 8 устанавливается маховик (рычаг) поворота штока для осуществления регулировки жесткости амортизатора. В зависимости от класса автомобиля привод регулировки жесткости может варьироваться от ручного до автоматического, например, в виде лопастного поворотного гидродвигателя, кинематически связанного через шестерню и зубчатое колесо, устанавливаемое на хвостовике 14 регулировочного штока 8, с системой регулирования жесткости.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При движении автомобиля по нормальной дороге без дефектов покрытия система регулирования жесткости поворотом регулировочного штока 8 по часовой стрелке переводится в нижнее положение, соответствующее "мягкому ходу" амортизатора. При этом расстояние между поджатой к поршню 3 тарелкой 4 перепускного клапана и нижним торцом штока 7 увеличивается до величины L_св (фиг. 3) и выводится из рабочего в свободное состояние тарельчатая пружина 9. Поджим тарелки 4 к перепускному клапану осуществляет при этом коническая пружина 10. Рабочая жидкость при цикле сжатия, преодолевая сопротивление конической пружины 10, перетекает по каналам поршня 3 из бесштоковой в штоковую полостью Одновременно часть жидкости через клапан сжатия в корпусе 6 перетекает из бесштоковой полости в полость резервуара 2. Цикл отбоя происходит при движении штока 7 и поршня 3 вверх с перетеканием жидкости из штоковой полости в бесштоковую через перепускной клапан, затем из полости резервуара 2 для рабочей жидкости через перепускные каналы клапана сжатия в корпусе 6 также с бесштоковую полость.

При изменении дорожных условий, например на грейдерной или покрытой гравием дороге, вращением хвостовика 14 регулировочного штока 8 против часовой стрелки система переводится в верхнее положение поршня 3 относительно штока 7, соответствующее "жесткому ходу" амортизатора. Расстояние между тарелкой 4 перепускного клапана и нижним торцом штока 7 уменьшается до величины L, не превышающей высоту H_св конической пружины в свободном состоянии (фиг. 2). Поджим тарелки 4 к перепускному клапану поршня 3 осуществляют при этом тарельчатая пружина 9 и сжатая коническая пружина 10, что обеспечивает перетекание рабочей жидкости с большим сопротивлением из бесштоковой полости в штоковую при цикле сжатия амортизатора.

Таким образом, усилие сжатия амортизатора может регулироваться при изменении дорожных условий, повышается эффективность амортизатора на любых неровностях. Повышается надежность амортизаторов, так как предотвращаются удары подвески в неблагоприятных дорожных условиях, исключается тряска и дискомфорт при езде на автомобиле, улучшается управляемость на дорогах с высокой частотой колебаний. Относительная простота конструкции также исключает отказы функционирования. Предложенное устройство легко встраивается в серийные конструкции амортизаторов автомобилей ВАЗ, ЗАЗ, АЗЛК, ГАЗ и других, в том числе зарубежных, не изменяя общих габаритных размеров. Обеспечивается возможность автоматической широкодиапазонной регулировки усилия сжатия амортизатора непосредственно из салона автомобиля при установке в верхней части каждого амортизатора, например, лопастного поворотного гидродвигателя для поворота регулировочного штока.

Формула изобретения

Амортизатор с регулируемым усилием сжатия, содержащий гидроцилиндр, размещенные внутри него поршень и рабочий шток, выполненный с осевым отверстием, систему регулирования, резервуар для рабочей жидкости, перепускной клапан, взаимодействующий с полостью поршня, отличающийся тем, что осевое отверстие штока выполнено сквозным и ступенчатым, амортизатор снабжен регулировочным штоком, размещенным в указанном осевом отверстии рабочего штока с возможностью осевого перемещения и взаимодействия нижней своей частью с поршнем, а верхней с резьбовой поверхностью, выполненной на поверхности осевого отверстия рабочего штока, и тарелкой, перекрывающей верхний торец поршня с перепускным клапаном, система регулирования установлена между верхним торцом тарелки и нижним торцом рабочего штока и включает в себя тарельчатую пружину, размещенную внутри конической пружины, длина которой в сжатом состоянии не превышает высоты сжатой тарельчатой пружины, а длина ее в свободном состоянии больше высоты свободной тарельчатой пружины не менее чем в 1,5 2,0 раза.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3