Гидрорессора в качестве первичной рессоры в рельсовых транспортных средствах
Гидрорессора содержит чашеобразный корпус (4), который герметично закрыт вверху амортизатором (8) из материала с подобной резине эластичностью и частично заполнен газом с предварительно установленным давлением, а в остальном гидравлической жидкостью (6). Амортизатор содержит аксиально расположенную пальцеобразную присоединительную деталь (12) с находящейся на ее нижнем продолжении (20) поперечной (демпфирующей) плитой (22), погруженной в гидравлическую жидкость. Заполненная газом полость (18), объем которой способен изменяться в зависимости от сжатия, имеет конусообразную форму. Величина полости в неподрессоренном состоянии соответствует 1,5-кратному объему, занимаемому амортизатором дополнительно при амортизации. Повышается надежность функционирования гидрорессоры. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к гидрорессоре, содержащей чашеобразный корпус, герметично закрытый вверху амортизатором из материала с подобной резине эластичностью и частично заполнен газом, а в остальном - гидравлической жидкостью, причем амортизатор содержит аксиально расположенную пальцеобразную присоединительную деталь с находящейся на ее нижнем продолжении поперечной плитой (демпфирующей плитой), причем демпфирующая плита погружена в вязкую жидкость.
Известная гидрорессора состоит, в основном, из служащей в качестве амортизатора резиновой детали (или детали из эластомерного материала), которая по периферии размещена на чашеобразном корпусе (для закрепления со стороны оси) и аксиально - на пальце (для закрепления со стороны надстройки).
Для реализации демпфирующей функции чашеобразный корпус частично заполнен вязкой жидкостью, в которой с возможностью перемещения установлена демпфирующая плита, размещенная поперек на нижнем продолжении крепежного пальца. Между вязкой жидкостью и резиновой деталью находится заполненная газом полость.
Подобная опора известна из ЕР 0669484 А1 (см., например, фиг.1, 7, 11, 15, 16). Там опора должна поддерживать кабину промышленного транспортного средства (фиг.18). Полость 17А, находящаяся между эластичной деталью и вязкой жидкостью, служит там для того, чтобы затруднять течение вязкой жидкости (столбец 5, стр.11-13). В остальном полость 17А подробно не рассматривается, поскольку она для ЕР 0669484 А1 не является существенной, а уже тогда (1995 г.) относилась к уровню техники (фиг.17), где также видна такая полость (воздушное пространство). Край изображенной на фиг.1, 7, 11, 15, 16 резиновой детали служит упором для демпфирующей плиты аналогично тому, как служат упорами упругие стопперы 108А, надетые на демпфирующую плиту на фиг.17.
Характеристики течения в известных конструкциях позволяют предполагать, что для оптимального функционирования требуется колебание вокруг воображаемой нулевой линии.
Колебание вокруг заданного нулевого положения отсутствует, однако в случае первичной рессоры, когда должны поддерживаться надстройки с резко отличающимися нагрузочными состояниями и улавливаться и гаситься возбужденные колебания. Таким образом, известные конструкции не представляются пригодными для использования в качестве первичных рессор.
Для того чтобы можно было реализовать первичную рессору с гидравлическим демпфированием, следует учитывать возникающие у первичных рессор сильные различия в нагрузке. У известных до сих пор опор, работающих с высоковязкими жидкостями, этого не происходит, поскольку отличия между холостой и полной нагрузками малы. Когда такая опора уменьшается, мягкости резинового тела достаточно, чтобы компенсировать уменьшающееся при незаполненной опоре пространство в чаше. Резиновое тело выпучивается и за счет этого предоставляет несжимаемой жидкости необходимое пространство.
У рессоры согласно изобретению это невозможно. Поскольку пространство под амортизатором сильно изменяется, выпучивания резинового тела недостаточно. Поэтому должно быть предоставлено дополнительное пространство.
Задача данного изобретения состоит в создании экономичной в изготовлении и надежно функционирующей «гидрорессоры» для поддержания и устранения упругой связи между надстройками рельсовых транспортных средств, которые отвечают самым разным нагрузочным состояниям.
У гидрорессоры согласно изобретению с признаками основного пункта формулы изобретения это достигается за счет того, что между резиновой деталью и вязкой жидкостью находится заполненная газом полость, которая выполнена конической и объем которой может изменяться за счет сжатия газа (фиг.1 и 2).
Для того чтобы возникающее при сжатии газа избыточное давление не было слишком большим, заполненная газом полость должна иметь определенную величину. Для того чтобы жидкость не смешивалась с газом и не изменяла за счет этого неопределенным образом свою вязкость, из-за чего устраняются демпфирующие свойства, полость выполнена вверх конусообразной. Это обеспечивает то, что газ всегда находится в самом высоком месте.
На характеристику рессоры может воздействовать также величина газового объема. В результате сжатия газа возникает усилие, направленное навстречу несущей нагрузке. Чем меньше полость, тем выше ответное усилие. Характеристика рессоры, почти линейная при большом газовом объеме (фиг.3), весьма прогрессивна при малом газовом объеме (фиг.4).
Преимущественно величина полости рассчитана так, что она соответствует 1,5-кратному объему, который резиновая деталь дополнительно занимает при амортизации. Таким образом, опора в состоянии компенсировать колебания основной нагрузки в отношении 1:4, которая возникает за счет изменения нагрузочного состояния между холостой и полной нагрузками без ухудшения амортизирующего действия.
Благодаря приведенным в других зависимых пунктах мерам возможны предпочтительные усовершенствования и улучшения главной идеи, приведенной в основном пункте формулы изобретения.
Особенно предпочтительно изменение несущей способности рессоры в зависимости от величины давления газа. Газовая подушка выполняет при этом часть задач по подрессориванию аналогично сильфону пневморессоры. Это может происходить за счет предварительной настройки давления во время изготовления. Более предпочтительно производить это во время эксплуатации за счет регулирования давления газа в зависимости от нагрузочного состояния.
Ниже гидрорессора согласно изобретению более подробно поясняется с помощью примера выполнения. На чертеже изображают:
- фиг.1: продольный разрез гидрорессоры в ненагруженном состоянии;
- фиг.2: продольный разрез той же гидрорессоры в нагруженном состоянии;
- фиг.3: характеристику ход-усилие рессоры при большом газовом объеме;
- фиг.4: характеристику ход-усилие рессоры при малом газовом объеме.
Изображенный на фиг.1 и 2 в продольном разрезе пример выполнения гидрорессоры 2 согласно изобретению содержит чашеобразный корпус 4, заполненный вязкой гидравлической жидкостью 6. Верхняя замыкающая часть чашеобразного корпуса 4 образована амортизатором 8 из материала с подобной резине эластичностью. На своей наружной периферии этот амортизатор 8 завулканизован во внешнее кольцо 10. Аксиально амортизатор 8 соединен со стержнеобразной присоединительной деталью (крепежный палец) 12.
Внешнее кольцо 10 герметично закреплено винтами 14 на верхнем краю чашеобразного корпуса 4. Между поверхностью 16 гидравлической жидкости 6 и амортизатором 8 имеется заполненная газом полость 18. Крепежный палец 12 имеет на своем нижнем конце снабженное поперечной плитой (демпфирующей плитой) 22 удлинение 20 (пуансон 20, 22). Демпфирующая плита 22 погружена в высоковязкую жидкость 6. При движении отклонения амортизатора 8 демпфирование вызвано вытеснением жидкости 6.
1. Гидрорессора (2), используемая в качестве первичной рессоры в рельсовом транспортном средстве, содержащая чашеобразный корпус (4), который герметично закрыт вверху амортизатором (8) из материала с подобной резине эластичностью и частично заполнен газом, а в остальном гидравлической жидкостью (6), причем давление газа в полости (18) предварительно установлено, причем амортизатор (8) содержит аксиально расположенную пальцеобразную присоединительную деталь (12) с находящейся на ее нижнем продолжении (20) поперечной (демпфирующей) плитой (22); причем демпфирующая плита (22) погружена в вязкую жидкость (6); и заполненная газом полость (18), объем которой способен изменяться в зависимости от сжатия, имеет конусообразную форму, отличающаяся тем, что величина полости (18) в неподрессоренном состоянии соответствует 1,5-кратному объему, занимаемому амортизатором (8) дополнительно при амортизации.
2. Гидрорессора по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью регулирования господствующего в полости (18) давления газа во время эксплуатации.
3. Гидрорессора по п.2, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью регулирования давления газа в зависимости от нагрузочного состояния находящейся под нагрузкой рессоры (2).
