Амортизатор
Изобретение относится к системам подрессоривания транспортных средств в качестве элемента нагрузки в спортивных тренажерах и в робототехнике. Амортизатор содержит рабочую камеру со штоком и поршнем, поршневую и штоковую полости, сообщающиеся посредством регулируемого клапана и маслопроводов с выносной камерой. Выносная камера составлена из двух раздельных соосных камер, поршни которых соединены общим штоком. Поршневая полость одной раздельной камеры сообщается с, как минимум, равной с ней по объему поршневой полостью рабочей камеры, а поршневая полость другой раздельной камеры сообщается со штоковой полостью рабочей камеры. Объем поршневой полости данной раздельной камеры, как минимум, равняется объему штоковой полости рабочей камеры за вычетом объема штока. Достигается возможность выравнивания давления рабочего тела в штоковой и поршневой полостях рабочей камеры. 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам подрессоривания транспортных средств, в качестве элемента нагрузки в спортивных тренажерах, в робототехнике и т.д.
Известен однотрубный гидропневматический амортизатор с выносной компенсационной камерой (http://offroadclub.ru/faq/technic/amortizatory.html). Компенсационная камера предназначена для возмещения объема штока и поршня, который они занимают в полости рабочей камеры амортизатора. Иными словами - предназначена для хранения избытка рабочего тела. В рабочей камере амортизатора размещен шток, соединенный с поршнем, снабженным клапаном, совершающий вдоль нее возвратно-поступательные движения. Рабочая камера амортизатора разделена поршнем на штоковую и поршневую полости, заполненные рабочим телом (например, газом, маслом, или иной жидкостью). Поршневая и штоковая полости амортизатора соединены с выносной камерой посредством маслопроводов и вентиля (клапана) для регулирования номинального усилия (жесткости) хода сжатия и хода отбоя штока амортизатора. По своей конструкции и принципу действия указанный амортизатор наиболее близок к конструкции предлагаемого изобретения, вследствие чего его можно выбрать в качестве прототипа.
Одним из недостатков и однотрубных и двухтрубных амортизаторов является аэрация -вспенивание рабочего тела (например, масла), которое происходит особенно активно во время интенсивного функционирования амортизатора. Недостатком приведенной конструкции является также ее дороговизна. Связано это с тем, что давление рабочего тела над поршнем и под ним существенно отличаются друг от друга, вследствие чего наблюдается перетек рабочего тела из поршневой камеры в штоковую и наоборот. Для предотвращения просачивания приходится предусматривать специальные меры конструктивного и технологического плана. Например, придать внутренней поверхности цилиндра высокую степень чистоты обработки, или же увеличить усилие прижима поршня к стенкам камеры. И то, и другое, приводит к интенсивному износу трущихся поверхностей. Соответственно, снижается время наработки изделия на отказ.
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в выравнивании давления рабочего тела в штоковой и поршневой полостях рабочей камеры.
Технический результат достигнут тем, что выносная камера составлена из двух раздельных соосных камер, поршни которых соединены общим штоком. При этом поршневая полость одной раздельной камеры сообщается с равной с ней по объему поршневой полостью рабочей камеры. Объем поршневой полости раздельной камеры может быть и больше объема поршневой полости рабочей камеры, но, как минимум, они должны быть равны. Поршневая полость другой раздельной камеры сообщается со штоковой полостью рабочей камеры, при этом объем поршневой полости данной раздельной камеры, как минимум, равняется объему штоковой полости рабочей камеры за вычетом объема штока.
Предложенная конструкция позволяет уравнять давление рабочего тела в поршневой и штоковой полостях рабочей камеры. Соответственно, предотвращается перетекание рабочего тела из одной камеры в другую; повышается надежность изделия и его эксплуатационные характеристики. Техническое решение позволяет в качестве материала цилиндра использовать даже пластиковую трубу без полирования ее внутренней поверхности. Отпадает необходимость в установке на поршне клапанов. Снижается себестоимость изделия. Опытно-конструкторские работы подтвердили верность выбранного технического решения. В качестве рабочего тела в опытном образце гидравлического устройства применена вода.
Конструкция предложенного технического решения приведена на чертеже.
Гидравлическое устройство содержит рабочую камеру 1, внутри которой размещены шток 2 и поршень 3, разделяющие рабочую камеру на поршневую 4 и штоковую 5 полости. Полости 4 и 5 рабочей камеры сообщаются через маслопроводы 6 и регулируемый клапан 7 с выносной камерой 8. Выносная камера, в свою очередь, состоит из двух раздельных соосных камер 9 и 10 разных объемов. Поршни 11 и 12 раздельных камер соединены общим штоком 13 и образуют поршневую полость 14 раздельной камеры 9 и поршневую полость 15 раздельной камеры 10. Поршневая полость 14 раздельной камеры 9 сообщается с как минимум с равной с ней по объему поршневой полостью 4 рабочей камеры 1 (при полностью выведенном штоке 2). Поршневая полость 15 раздельной камеры 10 посредством трубопровода 6 и регулируемого клапана 7 сообщается со штоковой полостью 5 рабочей камеры 1. При этом объем поршневой полости 15 раздельной камеры 10, как минимум, равняется объему штоковой полости 5 рабочей камеры 1 за вычетом объема штока 2 (при полностью введенном штоке). Полости 4, 5, 14, 15 заполнены рабочей жидкостью. Например, маслом. Таким образом, посредством выносной камеры 8 реализована регулируемая обратная связь между поршневой 4 и штоковой 5 полостями рабочего цилиндра 1, создавая в них равные давления.
Гидравлическое устройство работает следующим образом:
При ходе (вводе) штока 2 и соединенного с ним поршня 3, рабочее тело в поршневой полости 4 сжимается и перетекает через маслопровод 6 в поршневую полость 14 раздельной камеры 9. При этом перетекшее рабочее тело давит на поршень 11. Поршень 11 совершает поступательное движение (поднимаются вверх по чертежу), поднимая и связанный с ним шток 13 с поршнем 12 раздельной камеры 10. При этом рабочее тело из поршневой полости 15 раздельной камеры 10, под давлением поршня 12, через маслопровод 6 и регулируемый клапан 7 перетекает в штоковую полость 5 рабочей камеры 1. Таким образом уравнивается давление в поршневой 4 и штоковой 5 полости рабочей камеры. Скорость перетекания рабочего тела (номинальное усилие) регулируется изменением проходного сечения клапана 7. При ходе отбоя (вывода штока из рабочей камеры) процесс развивается в обратном порядке.
Амортизатор, содержащий рабочую камеру со штоком и поршнем, поршневую и штоковую полости, сообщающиеся посредством регулируемого клапана и маслопроводов с выносной камерой, отличающийся тем, что выносная камера составлена из двух раздельных соосных камер, поршни которых соединены общим штоком, причем поршневая полость одной раздельной камеры сообщается с, как минимум, равной с ней по объему поршневой полостью рабочей камеры, а поршневая полость другой раздельной камеры сообщается со штоковой полостью рабочей камеры, при этом объем поршневой полости данной раздельной камеры, как минимум, равняется объему штоковой полости рабочей камеры за вычетом объема штока.
