гидравлический амортизатор подвески автомобиля

Формула изобретения

Гидравлический амортизатор подвески автомобиля, содержащий гидроцилиндр, шток с поршнем, выполненные в поршне дроссельные отверстия, установленные в нем разгрузочный клапан сжатия и разгрузочный клапан отдачи, отличающийся тем, что введены внешняя магистраль перетекания жидкости, укрепленная между верхней и нижней полостями гидроцилиндра с параллельно установленными в ней пружинными клапаном перепуска сжатия и клапаном перепуска отдачи, устройство регулирования степени сжатия пружин клапанов перепуска, включающее в себя шаговый мотор и механически связанные с ним червяки с плавающими гайками, установленные в корпусах клапана перепуска сжатия и клапана перепуска отдачи, приводимые во вращение шаговым мотором одновременно за счет соответствующего расположения клапанов перепуска и обеспечивающие синхронное регулирование степени сжатия пружин клапанов перепуска за счет поступательных смещений плавающих гаек вдоль червяков, и блок управления, электрически связанный с шаговым мотором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области систем подрессоривания (подвесок) автомобильных транспортных средств.

Известен двухтрубный гидравлический амортизатор подвески автомобиля (1), содержащий гидроцилиндр, шток с поршнем, компенсационную камеру в виде цилиндрической оболочки, охватывающей гидроцилиндр, заполненный жидкостью и газом и имеющий гидравлическую связь с нижней полостью гидроцилиндра, а также перепускной клапан сжатия, установленный в поршне, разгрузочный клапан сжатия, установленный в нижнем днище гидроцилиндра, калиброванные отверстия в нижнем днище гидроцилиндра для гидравлической связи с компенсационной камерой, дроссельные калиброванные отверстия в поршне, разгрузочный клапан отдачи, установленный в поршне.

Известен однотрубный гидравлический амортизатор подвески автомобиля (1), содержащий гидроцилиндр, шток с поршнем, компенсационную пневматическую камеру, последовательно присоединенную к гидроцилиндру вместо верхнего днища и отделенную от него плавающем поршнем, а также дисковые перепускные клапаны сжатия и отдачи, установленные в поршне, и дроссельные отверстия, выполненные на поверхности контакта поршня с гидроцилиндром.

Известны однотрубные гидравлические амортизаторы (2), отличающиеся от предыдущего тем, что между гидроцилиндром и компенсационной камерой устанавливается либо эластичная разделительная перегородка, либо жесткая разделительная перегородка с клапанами.

Общим недостатком названных устройств является то, что их конструкции не обеспечивают и в принципе не позволяют реализовать необходимое для существенного повышения плавности хода автомобилей регулирование сопротивления амортизатора в зависимости от скорости давления и дорожных условий (3).

В настоящее время известно достаточно большое количество патентных материалов по регулируемым амортизаторам (4, 5, 6, 7). Однако в них регулирование сопротивления осуществляется либо только лишь для расширения возможностей применения одного типа амортизатора на различных автомобилях, либо по очень косвенным критериям, напрямую не связанным с уровнем колебаний подрессоренной и неподрессоренной частей автомобиля (например, по скорости перемещения поршня в цилиндре, по уровню перемещений поршня).

С точки зрения основы и простоты конструкции наиболее близким к предлагаемому техническому решению является гидравлический амортизатор (8), содержащий гидроцилиндр, шток с поршнем, выполненные в поршне дроссельные отверстия, установленные в нем разгрузочный клапан отдачи.

Выполненные авторами исследования (3) позволили установить, что амортизатор должен обеспечивать широкий диапазон, плавность, достаточную точность и высокую оперативность регулирования силы сопротивления. Эти требования могут быть удовлетворены только за счет регулирования площади проходных сечений дроссельных отверстий. Конструкции названных устройств не позволяют решить эту задачу.

Целью изобретения является разработка конструкции гидравлического амортизатора подвески автомобиля, обеспечивающей регулирование его сопротивления с требуемыми диапазоном, плавностью, точностью и оперативностью за счет регулирования площади проходных сечений дроссельных отверстий.

Поставленная цель достигается тем, что в гидравлическом амортизаторе подвески автомобиля, содержащем гидроцилиндр, шток с поршнем, выполненные в поршне дроссельные отверстия, установленные в нем разгрузочный клапан сжатия и разгрузочный клапан отдачи, введены внешняя магистраль перетекания жидкости, укрепленная между верхней и нижней полостями гидроцилиндра с параллельно установленными в ней пружинными клапаном перепуска сжатия и клапаном перепуска отдачи, устройство регулирования степени сжатия пружин перепускных клапанов, включающее в себя шаговый мотор и механически связанные с ним червяки с плавающими гайками, установленные в корпусах клапанов сжатия и отдачи.

Новизна предлагаемого гидравлического амортизатора подвески автомобиля состоит в том, что в нем применяются внешняя магистраль перетекания жидкости между верхней и нижней полостями гидроцилиндра с параллельно установленными в ней пружинными клапаном перепуска сжатия и клапаном перепуска отдачи, устройство регулирования степени сжатия пружин перепускных клапанов, включающее в себя шаговый мотор и механически связанные с ним червяки с плавающими гайками, установленные в корпусах клапанов сжатия и отдачи, приводимые во вращение шаговым мотором одновременно за счет соответствующего расположения перепускных клапанов и обеспечивающие синхронное регулирование степени сжатия пружин клапанов за счет поступательных смещений плавающих гаек вдоль червяков, и блок управления, электрически связанный с шаговым мотором.

На чертеже изображена конструктивная схема амортизатора. В состав амортизатора входят: гидроцилиндр 1, шток с поршнем 2, выполненные в поршне дроссельные отверстия 3, установленные в поршне разгрузочный клапан сжатия 4 и разгрузочный клапан отдачи 5, внешняя магистраль перетекания жидкости 6 между верхней и нижней полостями гидроцилиндра 1 с параллельно установленными в ней пружинными клапаном перепуска сжатия 7 и клапаном перепуска отдачи 8, устройство регулирования степени сжатия пружин перепускных клапанов 9, включающее в себя шаговый мотор 10 и механически связанные с ним червяки 11, 12 с плавающими гайками 13, 14, установленные в корпусах клапанов сжатия 7 и отдачи 8, приводимые во вращение шаговым мотором 9 одновременно за счет соответствующего расположения перепускных клапанов 7, 8 и обеспечивающие синхронное регулирование степени сжатия пружин клапанов 7, 8 за счет поступательных смещений плавающих гаек 13, 14 вдоль червяков 11, 12, и блок управления 15, электрически связанный с шаговым мотором 10.

Работа амортизатора осуществляется следующим образом.

При плавном сжатии посредством магистрали 6, перепускного клапана 7 и дроссельных отверстий 3 под давлением жидкость перетекает из верхней полости гидроцилиндра 1 в его нижнюю полость. При этом основное дроссилирование жидкости осуществляется клапаном 7. Степень дросселирования определяется степенью сжатия пружины, от которой зависит высота открытия клапана.

При резком сжатии давление в верхней полости гидроцилиндра 1 существенно возрастает и открывается разгрузочный клапан 4. В результате увеличение силы сопротивления амортизатора замедляется. При плавной отдаче посредством магистрали 6, перепускного клапана 8 и дроссельных отверстий 3 под давлением жидкость перетекает из нижней полости гидроцилиндра 1 в его верхнюю полость. При этом основное дросселирование жидкости осуществляется клапаном 8.

При резкой отдаче давление в нижней полости гидроцилиндра 1 существенно возрастает и открывается разгрузочным клапаном 5, обеспечивая этим значительное снижение силы сопротивления амортизатора. Регулирование силы сопротивления амортизатора осуществляется регулированием степени сжатия пружин клапанов 7, 8, так как от нее зависит высота открытия клапанов и, следовательно, площадь их проходных сечений.

При необходимости уменьшения силы сопротивления амортизатора с блока управления 15 подается команда на шаговый мотор 10, который поварачивает червяки 11, 12 на заданный угол. При этом плавающие гайки 13, 14 перемещаются вдоль червяков 11, 12 так, что ослабляют сжатие пружин клапанов 7, 8, способствуя тем самым их большему открытию и таким образом уменьшению гидравлического сопротивления.

При необходимости увеличения силы сопротивления амортизатора с помощью блока управления 15 и шагового мотора 10 червяки 11, 12 поворачиваются в противоположную сторону. Соответственно плавающие гайки 13, 14 усиливают сжатие пружин клапанов 7, 8, уменьшая тем самым степень их открытия и таким образом увеличивая гидравлическое сопротивление.

Применение шагового мотора 10 позволяет обеспечить достаточную плавность, высокие точность и оперативность регулирования силы сопротивления амортизатора. Диапазон регулирования определяется жесткостью пружин и рабочим ходом плавающих гаек 13, 14 перепускных клапанов 7, 8.

Конструкция предлагаемого гидравлического амортизатора подвески автомобиля позволяет с достаточными глубиной, плавностью, точностью и оперативностью регулировать силу его сопротивления и за счет этого существенно влиять на снижение уровня колебаний подрессоренных и неподрессоренных частей автомобилей.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Осепчуков В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета. - М.: Машиностроение, 1989. - с.с.262...264.

2. Дербаремдикер А.Д. Гидравлические амортизаторы автомобилей, - М.: Машиностроение, 1969. - с.143.

3. Павлов Г.А., Терехов В.Ф., Царьков А.Н. Адаптивное управление жесткостью и демпфированием систем подрессоривания автомобильных транспортных средств/ Машиностроитель. 2001. №2. С.8...13.

4. Дембаремдикер А.Д. Устройство для регулирования сопротивления амортизатора подвески транспортного средства. А.С. СССР №239809, 1964.

5. Carton John E. Self - adapting spring suspension system for vehicles. Патент США №3666288, MK BGOG 11/26, 1972/

6. Marston W.W. Fluig actuated suspension device for vehicles, aicraft and the like. Патент США №2521074, НК 267-64, 1950

7. Amortisseur hydrauligue progressif. Заявка ¹21220237, Франция.

8. Степанченко Э.П., Фагалеев П.П. Технологическое оборудование: Основы конструкции и расчета базовых машин. - М.: МО СССР, 1986. - c.237.