Гидравлический телескопический двухтрубный демпфер подвески транспортного средства

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в подвесных устройствах транспортных средств. Гидродемпфер состоит из резервуара с проушиной, цилиндра с поршнем, имеющим дроссельное отверстие, обратный и разгрузочный клапаны, штоки, выпускаемого клапана с подводящим клапаном, направляющей с дроссельным отверстием, закрепленной гайкой в резервуаре. Разгрузочный клапан выполнен в виде упругого диска двустороннего действия: на ходе растяжения открывает переток жидкости между упором штока и диском по периметру отверстия, а на ходе сжатия - между упором поршня и диском по наружному периметру, что упрощает конструкцию гидравлического телескопического двухтрубного демпфера подвески и повышает эффективность разгрузочного клапана при высоких скоростях и частотах колебаний поршня в цилиндре, а также создает начальную силу сопротивления. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в подвесных устройствах транспортных средств.

Известны гидравлические телескопические двухтрубные демпферы (далее по тексту гидродемпферы) подвески транспортных средств (Скиндер И.Б. и Лизпа Ю. А. Гидравлические телескопические амортизаторы. Атлас конструкций. - М.: Машиностроение, 1968), содержащие резервуар с проушиной, размещенный в нем цилиндр с впускным и разгрузочным клапаном хода сжатия, поршнем с перепускным и разгрузочным клапаном хода растяжения и штоком с проушиной, проходящим через направляющую, закрывающую цилиндр и закрепленную в резервуаре.

Недостатком таких гидродемпферов является сложность, конструкции из-за необходимости установки четырех типов клапанов различной конструкции: впускного, перепускного, разгрузочных ходов сжатия и растяжения.

Известен гидравлический телескопический двухтрубный демпфер подвески транспортного средства (а. с. СССР N 931503, кл. B 60 G 13/08, 1982), принятый за прототип, содержащий резервуар с проушиной и впускным клапаном, размещенный в нем цилиндр с поршнем и штоком, проходящим через направляющую, закрывающую цилиндр и закрепленную в резервуаре, дроссельное отверстие хода растяжения в направляющей и трубку, соединяющую штоковую полость цилиндра с полостью резервуара. В поршне расположены дроссельное отверстие хода сжатия с обратным клапаном и разгрузочные клапаны ходов сжатия и растяжения.

Недостатком этой конструкции гидродемпфера является необходимость расположения в поршне разгрузочных клапанов ходов сжатия и растяжения, что в сочетании с обратным клапаном хода сжатия усложняет конструкцию поршня. Учитывая по схеме рабочего процесса необходимость увеличенных проходных сечений для разгрузочного клапана хода сжатия, в поршне требуется параллельная установка двух разгрузочных клапанов с разгрузочным клапаном хода растяжения аналогичной конструкции. Обычно такую же конструкцию имеет и обратный клапан хода сжатия. Таким образом, в поршне устанавливаются четыре клапана, состоящих из 20-24 деталей.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции гидродемпфера и повышение эффективности разгрузочного клапана при высоких скоростях и частотах колебаний поршня в цилиндре, а также создание начальной силы сопротивления.

Указанный технический результат достигается тем, что гидравлический телескопический двухтрубный демпфер подвески транспортного средства, содержащий резервуар с проушиной, размещенный в нем цилиндр с поршнем и штоком, проходящим через направляющую, закрывающую цилиндр и закрепленную гайкой в резервуаре, впускной клапан с подводящим каналом в резервуаре, дроссельное отверстие в направляющей и трубку, соединяющие штоковую полость цилиндра с кольцевой полостью резервуара, дроссельное отверстие в поршне с обратным клапаном, соединяющее поршневую полость цилиндра со штоковой, и разгрузочный клапан в поршне, который выполнен в виде упругого диска, сдеформированного между упором на штоке и уступом поршня для обеспечения перетока жидкости при ходе растяжения через открывающуюся щель между упором на штоке и диском, а при ходе сжатия - между уступом поршня и диском, отверстие в направляющей имеет клапан с пружиной и соединяется с прямой отводной трубкой, расположенной с диаметрально противоположной стороны, через кольцевую канавку в направляющей, уплотненной кольцом по резервуару, обратный клапан в поршне имеет пружину, а гайка резервуара имеет коническую расточку и взаимодействующее с ней проставочное кольцо для крепления направляющей в резервуаре.

На фиг.1 представлен предлагаемый гидродемпфер в разрезе; на фиг.2 и 3 - варианты исполнения соответственно направляющей штока с прямой отводной трубкой и поршня гидродемпфера.

Гидродемпфер состоит из резервуара 1 (фиг.1) с проушиной, цилиндра 2, в котором перемещается поршень 3 со штоком 4, проходящим через направляющую 5 с уплотнением 6. Направляющая 5 закреплена в резервуаре 1 гайкой 7. В нижней части резервуара 1 расположен впускной клапан 6 с подводящим каналом 9 из кольцевой полости 10 резервуара 1.

В направляющей 5 выполнено дроссельное отверстие 11, задающее начальную ветвь скоростной характеристики сопротивления гидродемпфера на ходе растяжения и соединенное с кольцевой полостью 10 резервуара 1 изогнутой отводной трубкой 12 для вывода истекающей струи жидкости под уровень жидкости, находящейся в резервуаре, при наклонах гидродемпфера от вертикального до горизонтального положения. В поршне 3 установлен обратный клапан 13, дроссельное отверстие 14 которого задает начальную ветвь скоростной характеристики сопротивления гидродемпфера на ходе сжатия. Для ограничения сил сопротивления гидродемпфера на ходах сжатия и растяжения в поршне 3 установлен разгрузочный клапан 15 двустороннего действия. По отверстию разгрузочный клапан 15 центрируется на проставке 16, имеющей проходные каналы для перетока жидкости из штоковой полости 17 цилиндра 2 в поршневую полость 18 через отверстия в поршне 3, и опирается на упор 19 штока 4. По наружному контуру разгрузочный клапан 15 опирается на уступ поршня 3. Начальная сила открытия разгрузочного клапана 15 определяется его предварительной деформацией, обеспечиваемой затяжкой гайки 20 крепления поршня 3. Для более точного регулирования начальной силы открытия разгрузочного клапана 15 на проставку 16 устанавливаются регулирующие шайбы 33, которые позволяют регулировать предварительный натяг разгрузочного клапана 15, а следовательно, и силу вязкого сопротивления гидродемпфера на ходах растяжения - сжатия. На верхнем конце штока 4 закрепляются верхняя проушина 21 и защитный кожух 22.

В варианте исполнения направляющей 5 штока 4 (фиг.2) дроссельное отверстие 11 хода растяжения снабжено клапаном 23 с пружиной 24. Взамен изогнутой отводной трубки в направляющей 5 выполнена кольцевая канавка 25, соединенная с дроссельным отверстием 11 и уплотненная по резервуару 1 кольцом 26, благодаря чему слив жидкости в полость 10 резервуара идет через прямую отводную трубку 27, закрепленную в направляющей 5 с диаметрально противоположной стороны от дроссельного отверстия 11. На фиг.2 крепление направляющей 5 в резервуаре 1 осуществляется гайкой 7 с конической расточкой через проставочное кольцо 28, благодаря чему направляющая 5 равномерно прижимается к торцу цилиндра 2, компенсируя погрешности изготовления сопрягаемых деталей. Шайба 29 служит для обеспечения натяга уплотнительного кольца 30 в канавке направляющей 5.

В варианте исполнения поршня 3 гидродемпфера (фиг.3) в обратный клапан 13 дроссельного отверстия 14 ведена пружина 31.

Гидродемпфер работает следующим образом. На ходе растяжения жидкость из штоковой полости 17 (фиг.1) дросселируется через дроссельное отверстие 11 и через изогнутую вокруг цилиндра 2 отводную трубку 12 выводится под уровень жидкости, находящейся в кольцевой полости 10 резервуара 1, для исключения ее вспенивания с воздухом, оставляемым в полости 10 при сборке. Благодаря диаметрально противоположному расположению конца отводной трубки 12 по отношению к дроссельному отверстию 11, весь воздух, оставшийся в рабочей полости 17 цилиндра 2, выводится в полость 10 резервуара 1 при его расположении на транспортном средстве от вертикального положения до горизонтального по дуге 32.

Впускной клапан 8 в это время открыт, и жидкость из полости 10 через подводящий канал 9 одностороннего расположения поступает в поршневую полость 18. Рост давления жидкости в штоковой полости 17 при высокой скорости перемещения поршня 3 в цилиндре 2 ограничивается разгрузочным клапаном 15, который под действием давления дополнительно прогибается и открывает кольцевую щель между упором 19 штока 4 и разгрузочным клапаном 15. Жидкость через проходные каналы в проставке 16 и через отверстия в поршне 3 перетекает в поршневую полость 18.

На ходе сжатия жидкость из поршневой полости 18 дросселируется через дроссельное отверстие 14 обратного клапана 13 в штоковую полость 17. Впускной клапан 8 при этом закрыт. За счет ввода штока 4 в цилиндр 2 небольшой объем жидкости, равный объему вводимого штока, продолжает дросселироваться черед дроссельное отверстие 11 из штоковой полости 17 через отводную трубку 12 в кольцевую полость 10 резервуара 1. При этом в штоковой полости 17 развивается небольшое избыточное давление по отношению к кольцевой полости 10 резервуара 1. Рост давления жидкости в поршневой полости 18 при высокой скорости перемещения поршня 3 в цилиндре 2 ограничивается также разгрузочным клапаном 15, который под действием разницы давлений в подпоршневой полости 18 и штоковой полости 17 дополнительно прогибается и открывает кольцевую щель между уступом поршня 3 и разгрузочным клапаном 15. Жидкость через отверстия в поршне 3 и кольцевую щель перетекает в штоковую полость 17.

Таким образом, в предлагаемом гидродемпфере разгрузочный клапан 15 в виде упругого диска осуществляет двухстороннее действие: на ходе растяжения открывает переток жидкости между упором 19 штока и разгрузочным клапаном 15 по периметру отверстия, на ходе сжатия - между уступом поршня 3 и разгрузочным клапаном 15 по наружному периметру. За счет отсутствия подводящих отверстий и больших периметров открывающихся щелей обеспечивается высокая эффективность работы разгрузочного клапана двухстороннего действия при увеличении скорости колебаний поршня, а поскольку величина дополнительной деформации диска мала, то за счет малой инерционности деформируемой части диска сохраняется эффективность его работы при высоких частотах колебаний поршня в цилиндре, что позволяет применять гидродемпфер в условиях высокочастотного режима работы подвесных устройств транспортных средств, например, буксовой ступени рессорного подвешивания подвижного состава железных дорог.

В некоторых системах подвесных устройств транспортных средств, например, кузовной ступени рессорного подвешивания подвижного состава, требуется введение начальной силы сопротивления (трения) для стабилизации положения кузова. В этом случае используются варианты исполнений гидродемпфера, в которых обратный клапан 13 (фиг.3) поджат пружиной 31, а дроссельное отверстие 11 (фиг.2) перекрыто клапаном 23 с пружиной 24.

Открытие дроссельных отверстий происходит после достижения начального давления, т.е. начальной силы сопротивления.

Формула изобретения

1. Гидравлический телескопический двухтрубный демпфер подвески транспортного средства (далее по тексту гидродемпфер), содержащий резервуар с проушиной, размещенный в нем цилиндр с поршнем и штоком, проходящим через направляющую, закрывающую цилиндр и закрепленную гайкой в резервуаре, впускной клапан с подводящим каналом в резервуаре, дроссельное отверстие в направляющей и трубку, соединяющие штоковую полость цилиндра с кольцевой полостью резервуара, дроссельное отверстие в поршне с обратным клапаном, соединяющее поршневую полость цилиндра со штоковой, и разгрузочный клапан в поршне, отличающийся тем, что разгрузочный клапан выполнен в виде упругого диска, сдеформированного между упором на штоке и уступом поршня для обеспечения перетока жидкости при ходе растяжения - через открывающуюся щель между упором на штоке и диском, а при ходе сжатия - между уступом поршня и диском, при этом в направляющей выполнена кольцевая канавка, соединенная с трубкой и с дроссельным отверстием в направляющей и уплотненная кольцом по расточке резервуара, а указанная трубка выполнена прямой и закреплена в направляющей с диаметрально противоположной стороны от указанного дроссельного отверстия в направляющей.

2. Гидродемпфер по п.1, отличающийся тем, что отверстие в направляющей снабжено клапаном с пружиной, а в обратный клапан дроссельного отверстия поршня введена пружина.

3. Гидродемпфер по пп.1 и 2, отличающийся тем, что гайка для крепления направляющей в резервуаре выполнена с конической расточкой и имеет взаимодействующее с ней проставочное кольцо.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3