регулируемый однотрубный газонаполненный амортизатор

Формула изобретения

Регулируемый однотрубный газонаполненный амортизатор, содержащий цилиндр, шток, неподвижно смонтированный на нем поршень, гидравлическую полость цилиндра, заполненную рабочей жидкостью и поделенную поршнем на верхнюю и нижнюю части, и байпас, соединяющий верхнюю и нижнюю части гидравлической полости цилиндра, отличающийся тем, что он снабжен индуктивным датчиком перемещения поршня, выполненным в виде верхней и нижней обмоток, размещенных в цилиндре и соединенных с управляющим устройством сопротивления амортизатора, автопреобразователем постоянного напряжения в переменное высокой частоты, соединенным с управляющим устройством сопротивления амортизатора и выпрямителем, соединенным с пьезоэлектрическим элементом, установленным в байпасе для изменения его пропускной способности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к подвеске транспортных средств.

Аналогом заявляемого изобретения является однотрубный газонаполненнный амортизатор [1], содержащий цилиндр, направляющую втулку, шток, неподвижно смонтированный на нем поршень и гидравлическую полость, заполненную рабочей жидкостью и поделенную поршнем на верхнюю и нижнюю части, а также газовую полость и разделитель, отделяющий ее от гидравлической полости. В поршне установлены клапаны с упругими элементами.

Параметры упругих элементов однозначно определяют характеристику сопротивлений (зависимость сил сопротивлений от скорости перемещения поршня) амортизатора, вследствие чего конструкция аналога позволяет реализовать только одну такую характеристику.

Значения сил сопротивлений амортизатора с клапанами, основанными на упругих элементах, имеют поле допуска. В связи с этим фактические силы сопротивления могут отличаться от их номинальных значений.

Кроме того, силы сопротивления аналога в процессе эксплуатации уменьшаются со временем из-за снижения жесткости упругих элементов.

Прототипом заявляемого изобретения служит регулируемый амортизатор [2], содержащий цилиндр, поршень, шток, гидравлическую полость, заполненную рабочей жидкостью и разделенную поршнем на две части, а также байпас с двумя регулируемыми клапанами, состоящими из электромагнита и золотника.

Конструкция прототипа частично устраняет недостатки, присущие аналогу. Посредством включения одного из магнитов, включения двух магнитов вместе или их выключения устанавливается одно из четырех значений пропускной способности байпаса. Варьированием этой величины достигается изменение характеристики сопротивлений амортизатора.

Однако в прототипе, как и в аналоге, имеется упругий клапанный элемент, а возможность получать только четыре значения пропускной способности байпаса ограничивает число реализуемых характеристик сопротивления амортизатора четырьмя видами. При этом клапанные части этих характеристик эквидистантны, то есть однообразны. Кроме того, регулирующее устройство отличается повышенной сложностью: оно состоит из двух механизмов, каждый из которых содержит привод в виде электромагнита и регулирующий элемент - золотник.

Технической задачей изобретения являются исключение упругого клапанного элемента, расширение диапазона регулирования характеристик амортизатора и упрощение регулирующего устройства.

Техническая задача решается тем, что регулируемый однотрубный газонаполненный амортизатор, содержащий цилиндр, шток, неподвижно смонтированный на нем поршень, гидравлическую полость цилиндра, заполненную рабочей жидкостью и поделенную поршнем на верхнюю и нижнюю части, и байпас, соединяющий верхнюю и нижнюю части гидравлической полости цилиндра, снабжен индуктивным датчиком перемещения поршня, выполненным в виде верхней и нижней обмоток, размещенных в цилиндре и соединенных с управляющим устройством сопротивления амортизатора, автопреобразователем постоянного напряжения в переменное высокой частоты, соединенным с управляющим устройством сопротивления амортизатора, и выпрямителем, соединенным с пьезоэлектрическим элементом, установленным в байпасе для изменения его пропускной способности.

Перечисленные отличия позволяют реализовывать в амортизаторе множество характеристик сопротивления, ограниченное его энергоемкостью.

На фигуре 1 изображен общий вид регулируемого амортизатора, а на фигуре 2 - его структурная электрическая схема.

Регулируемый однотрубный газонаполненный амортизатор содержит цилиндр 1 (фиг.1), направляющую втулку 2, шток 3, неподвижно смонтированный на нем поршень 4, обладающий магнитным полем, гидравлическую полость 5 цилиндра 1, заполненную рабочей жидкостью и поделенную поршнем 4 на верхнюю и нижнюю части, а также газовую полость 6 и разделитель 7, изолирующий ее от гидравлической полости 5. Ее обе части соединены между собой посредством байпаса 8 и прорезей в цилиндре 1. В байпасе 8 установлен пьезоэлектрический элемент 9, выполненный в форме кольца и закрепленный на гайке 10, изолирующей байпас 8 от окружающей среды.

В цилиндре 1 размещены верхняя и нижняя обмотки 11, составляющие индуктивный датчик перемещения поршня 4. Обе обмотки 11 (фиг.2) соединены с управляющим устройством 12 сопротивления амортизатора, а оно - с автопреобразователем 13 постоянного напряжения в переменное высокой частоты. Автопреобразователь соединен с выпрямителем 14, а тот - с пьезоэлектрическим элементом 9.

Амортизатор работает следующим образом.

Когда поршень 4 неподвижен, давления в обеих частях гидравлической полости 5 (фиг.1) равны, разность потенциалов на датчике перемещения поршня 4, состоящем из двух индуктивных обмоток 11, равна нулю. Управляющий сигнал отсутствует, автопреобразователь 13 (фиг.2) вырабатывает переменное напряжение наибольшей частоты. При таком значении частоты постоянное напряжение на выходе выпрямителя 14 максимальное, высота кольца (пьезоэлектрического элемента) 9 самая большая, а пропускная способность байпаса 8 минимальная.

При сжатии поршень 4 (фиг.1) начинает перемещаться вниз, в результате чего рабочая жидкость перетекает из нижней части гидравлической полости 5 цилиндра в верхнюю часть по байпасу 8.

За счет движущегося магнитного поля поршня 4 на нижней обмотке 11 индуктивного датчика его перемещения создается положительный потенциал. Его значение пропорционально скорости перемещения поршня 4. Положительный знак потенциала на нижней обмотке 11 служит управляющему устройству 12 (фиг.2) сопротивления амортизатора основанием для выработки воздействия по реализации ветви сжатия на заданной характеристике сопротивлений амортизатора. Управляющее устройство 12 сопротивления амортизатора вырабатывает это воздействие и посылает его в автопреобразователь 13. Он снижает частоту высокого напряжения, в результате чего на выходе выпрямителя 14 появляется постоянное напряжение меньшего, чем при неподвижном поршне, значения. Высота кольца (пьезоэлектрического элемента) 9 снижается, а пропускная способность байпаса 8 увеличивается до величины, создающей сопротивление сжатию с силой, которая для конкретной скорости перемещения поршня при сжатии регламентируется программой реализуемой характеристики.

При отбое поршень 4 (фиг.1) начинает перемещаться вверх, в результате чего рабочая жидкость перетекает из верхней части гидравлической полости 5 цилиндра в нижнюю часть по байпасу 8.

За счет движущегося магнитного поля поршня 4 на верхней обмотке 11 индуктивного датчика его перемещения создается положительный потенциал. Его значение пропорционально скорости перемещения поршня 4. Положительный знак потенциала на нижней обмотке 11 служит управляющему устройству 12 (фиг.2) сопротивления амортизатора основанием для выработки воздействия по реализации ветви отбоя на заданной характеристике сопротивлений амортизатора. Управляющее устройство вырабатывает это воздействие и посылает его в автопреобразователь 13. Он снижает частоту высокого напряжения, в результате чего на выходе выпрямителя 14 появляется постоянное напряжение меньшего, чем при неподвижном поршне, значения. Высота кольца (пьезоэлектрического элемента) 9 снижается, а пропускная способность байпаса 8 увеличивается до величины, создающей сопротивление отбою с силой, которая для конкретной скорости перемещения поршня при отбое регламентируется программой реализуемой характеристики.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что в основу его конструкции и работы положено наличие индуктивного датчика перемещения поршня, выполненного в виде верхней и нижней обмоток, размещенных в цилиндре и соединенных с управляющим устройством сопротивления амортизатора, автопреобразователя постоянного напряжения в переменное высокой частоты, соединенного с управляющим устройством сопротивления амортизатора и выпрямителя, соединенного с пьезоэлектрическим элементом, установленным в байпасе для изменения его пропускной способности.

Вышеперечисленные признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».

Существующие технологии машиностроения и применяемые в нем материалы позволяют организовать промышленное изготовление и оснащение транспортных средств регулируемыми однотрубными газонаполненными амортизаторами.

Использованные источники информации

1. Патент GB №1239627, кл. F 16 F 9/08, опубликован 25.09.1969 г. (аналог).

2. Заявка DE №4336950 А1, кл. В 60 G 17/08, опубликована 29.10.1993 г. (прототип).