Регулируемый магнитореологический пневматический амортизатор
Владельцы патента RU 2449188:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к машиностроению. Амортизатор содержит заполненный магнитной жидкостью корпус с цилиндрической камерой и компенсационную камеру с разделительным поршнем. В цилиндрической камере размещены полый шток с поршнем. Поршень содержит систему чередующихся полюсов, магнитоизолирующие шайбы с пазами, антифрикционную прокладку. Пневматический упругий элемент размещен в пуансоне и жестко связан с полым штоком. Полый шток содержит не менее двух сердечников. Соленоидная катушка содержит не менее трех секций, одна из которых размещена в поршне, а другие - в полом штоке на сердечниках. Достигается увеличение эффективности гашения колебаний. 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к амортизационным устройствам различных транспортных средств.
Известен амортизатор, содержащий заполненный магнитной жидкостью корпус с цилиндрической камерой, размещенные в ней шток с поршнем, соленоидную катушку, компенсационную камеру (авторское свидетельство СССР №17967797, F16F 6/00, 23.02.1993 г., 2 с. (аналог)).
Недостаток этого амортизатора состоит в невозможности достижения высокой эффективности демпфирования колебаний в силу низкого коэффициента использования индуцируемого магнитного поля, что приводит к повышенным энергозатратам на управление и, как следствие, к недостижимости приемлемых технико-экономических показателей устройства применительно к использованию в транспортных средствах.
Наиболее близким по совокупности признаков устройством того же назначения является регулируемый магнитореологический амортизатор, содержащий заполненный магнитной жидкостью корпус с цилиндрической камерой, компенсационной камерой и разделительным поршнем, размещенные в цилиндрической камере соленоидную катушку и полый шток с поршнем, содержащим сердечник, соединенные с разными полюсами сердечника полюсные зубцы, встречно направленные, установленные с зазорами и образующие систему чередующихся полюсов, магнитоизолирующие шайбы с пазами, установленные с торцов полюсных зубцов, пазы которых расположены против зазоров между полюсными зубцами, причем одна из магнитоизолирующих шайб связана с полым штоком, антифрикционную прокладку, размещенную между обращенными одна к другой поверхностями магнитоизолирующих шайб с охватом полюсных зубцов, а соленоидная катушка установлена на сердечнике (патент РФ 2068513, F16F 6/00, 27.10.1996 г., 5 с.(прототип)).
Недостатками прототипа являются ограниченный динамический диапазон регулирования коэффициента сопротивления амортизатора и, следовательно, недостаточная эффективность гашения колебаний объекта, а также повышенные энергозатраты на управление амортизатором.
Техническим результатом от использования предложенного устройства является увеличение динамического диапазона регулирования коэффициента сопротивления амортизатора и, как следствие, увеличение эффективности гашения колебаний подрессоренного объекта при одновременном снижении энергозатрат на управление амортизатором.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем заполненный магнитореологической жидкостью корпус с цилиндрической камерой, компенсационной камерой и разделительным поршнем, размещенные в цилиндрической камере соленоидную катушку и полый шток с поршнем, содержащим сердечник, систему чередующихся полюсов, магнитоизолирующие шайбы, антифрикционную прокладку, согласно изобретению корпус снабжен пневматичским упругим элементом, размещенным в пуансоне, жестко связанном с полым штоком, полый шток содержит не менее двух магнитных сердечников, соленоидная катушка содержит не менее трех секций, одна из которых размещена в поршне, а другие размещены в полом штоке на сердечниках.
Исполнение амортизатора, в котором корпус снабжен пневматичским упругим элементом и пуансоном, жестко связанным с полым штоком, полый шток содержит не менее двух сердечников, а соленоидная катушка содержит не менее трех секций, обеспечивает расширение динамического диапазона регулирования коэффициента сопротивления амортизатора и, следовательно, повышение эффективности гашения колебаний объекта, а также уменьшение энергозатрат на управление амортизатором за счет раздельного включения секций соленоидной катушки по разработанному алгоритму.
На фиг.1 изображен схематично продольный разрез регулируемого магнитореологического пневматического амортизатора, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Регулируемый магнитореологический пневматический амортизатор содержит корпус 1 с установочным узлом 2, в котором размещена цилиндрическая камера 3, заполненная магнитной жидкостью. Цилиндрическая камера 3 содержит компенсационную камеру 4 и разделительный поршень 5. В цилиндрической камере 3 с магнитореологической жидкостью размещен поршень 6, соединенный с полым штоком 7. В полом штоке 7 расположены электрические провода для подвода к соленоидной катушке 8 электрического сигнала от регулируемого источника питания 9 и установочный узел 10.
Поршень 6 содержит систему чередующихся полюсов 11 и 12, зубцы которых установлены с зазорами Δ, магнитоизолирующие шайбы 13 и 14, антифрикционную магнитоизолирующую прокладку 15.
Корпус 1 снабжен пневматическим упругим элементом 16, размещенным в пуансоне 17, жестко связанным с полым штоком 7.
Полый шток 7 содержит два сердечника 18 и 19.
Соленоидная катушка 8 выполнена из трех секций 20, 21 и 22, расположенных соответственно в поршне 6 между полюсами 11 и 12 и на сердечниках 18 и 19 полого штока 7.
Устройство работает следующим образом.
Регулируемый магнитореологический амортизатор с помощью установочных узлов 2 и 10 размещен между двумя массами, одна из которых подрессорена относительно другой пневматическим упругим элементом 16, размещенным в пуансоне 17.
Поршень 6 находится в среднем положении в цилиндрической камере 3 корпуса 1. При силовом воздействии на амортизируемый объект сначала включается секция 20 соленоидной катушки 8 посредством подачи управляющего сигнала от источника питания 10. Корпус 1 начинает перемещаться относительно поршня 6, вследствие чего в зазорах Δ (фиг.2) происходит дросселирование магнитореологической жидкости, что приводит к демпфированию колебаний подрессоренной массы за счет диссипации механической энергии движения. По мере приближения поршня 6 к нижнему положению на рис.1 разделительный поршень 5 сжимает газ в компенсационной полости 4. Газ также сжимается в пневматическом упругом элементе 16, опирающемся на пуансон 17. Ход отбоя происходит благодаря энергии, запасенной в пневматическом упругом элементе 16. После перехода поршня 6 через среднее положение выключается секция 20 и включаются последовательно секции 21 и 22 соленоидной катушки 8. Благодаря такому включению секций 21 и 22 изменяется состояние магнитореологической жидкости в надпоршневой части цилиндрической камеры 3 и происходит замедление хода штока 7 за счет дросселирования магнитореологической жидкости через пазы поршня 6. Выделяющееся в процессе движения тепло уносится магнитореологической жидкостью и рассеивается через корпус 1 амортизатора в окружающую среду.
Таким образом, предложенное исполнение амортизатора, в котором корпус снабжен пневматическим упругим элементом и пуансоном, жестко связанным с полым штоком, полый шток содержит не менее двух сердечников, а соленоидная катушка содержит не менее трех секций, обеспечивает расширение динамического диапазона регулирования коэффициента сопротивления амортизатора и, следовательно, повышение эффективности гашения колебаний объекта, а также уменьшение энергозатрат на управление амортизатором за счет раздельного включения секций соленоидной катушки по разработанному алгоритму.
Регулируемый магнитореологический пневматический амортизатор, содержащий заполненный магнитной жидкостью корпус с цилиндрической камерой и компенсационную камеру с разделительным поршнем, размещенные в цилиндрической камере соленоидную катушку, полый шток с поршнем, содержащим сердечник, систему чередующихся полюсов, магнитоизолирующие шайбы с пазами, антифрикционную прокладку, при этом соленоидная катушка установлена на сердечнике, отличающийся тем, что корпус снабжен пневматическим упругим элементом, размещенным в пуансоне, жестко связанным с полым штоком, полый шток содержит не менее двух сердечников, соленоидная катушка содержит не менее трех секций, одна из которых размещена в поршне, а другие размещены в полом штоке на сердечниках.
