гидравлический демпфер

Формула изобретения

Гидравлический демпфер, содержащий рабочий цилиндр, размещенные в нем и соединенные друг с другом упругий шток и поршень, снабженный изогнутыми под прямым углом каналами и радиальными ребрами, отличающийся тем, что упругий шток выполнен полым, при этом поршень подвижно размещен на упругом штоке и подпружинен относительно него пружиной сжатия, а к его торцевой поверхности жестко присоединен палец, снабженный на своем конце шлицами, взаимодействующими с ответными, выполненными на внутренней образующей поверхности упругого штока.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях различной транспортной техники.

Известен гидравлический демпфер, описанный в книге Дербаремдикер А.Д. Гидравлические амортизаторы автомобилей. М., Машиностроение, 1962 г., стр.8, рис.4. Такой демпфер состоит из рабочего цилиндра, в котором подвижно, в вертикальной его плоскости, размещен поршень, жестко закрепленный на штоке. Поршень снабжен рядом деталей, в том числе пружинами и клапанами, которые в процессе хода поршня подвержены значительным нагрузкам при давлениях от 15 до 30 МПа, что существенно сказывается на их надежности. В то же время важным недостатком такого демпфера является то, что он имеет постоянные силы сопротивления и не может регулировать их в зависимости от резкого изменения внешней динамической нагрузки, т.е. тогда, когда поступательная скорость поршня меняется в очень широких пределах.

Известен также гидравлический демпфер, описанный в а.с. СССР №1084508 А, который состоит из рабочего цилиндра и размещенного в нем упругого штока с жестко присоединенным к нему поршнем. В поршне выполнены изогнутые под прямым углом каналы, через которые протекает рабочая жидкость при его перемещении. Рабочая жидкость взаимодействует с ребрами поршня, а так как он жестко закреплен на штоке, то шток закручивается относительно своей продольной оси, поглощая тем самым энергию, создаваемую движущимся поршнем. Несмотря на свою эффективность работы, такой демпфер не способен в широком диапазоне динамических нагрузок изменять крутильную жесткость штока, что существенно сказывается на плавности хода, например, безрельсовых транспортных средств.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является расширение эксплутационных характеристик гидравлического демпфера и, в частности, в изменении в широких диапазонах сил сопротивления движения его поршня в зависимости от резкого изменения поступательной скорости штока, что широко наблюдается в практике эксплуатации гидравлических демпферов устанавливаемых в подвесках автомобилей, железнодорожного подвижного состава и т.д.

Поставленная цель достигается тем, что упругий шток выполнен полым, при этом поршень подвижно размещен на упругом штоке и подпружинен относительно него пружиной сжатия, а к его торцевой поверхности жестко присоединен палец, снабженный на своем конце шлицами, взаимодействующими с ответными, выполненными на внутренней образующей поверхности упругого штока.

На фиг.1 показан общий вид гидравлического демпфера в разрезе, а на фиг.2 - место сопряжения каналов, выполненных в поршне демпфера и в его сечении по АА.

Гидравлический демпфер состоит из рабочего цилиндра 1, полого упругого штока 2 и поршня 3. На поршне 3 жестко закреплен палец 4, снабженный на своем конце шайбой с шлицами 5, взаимосвязанными с шлицами 6, выполненными в штоке 2. На полом упругом штоке 2 закреплено упорное кольцо 7, и между ним и поршнем 3 размещена пружина сжатия 8. В поршне выполнены вертикальные каналы 9, переходящие в горизонтальные каналы 10, и на его поверхности закреплены радиальные ребра 11. В рабочем цилиндре размещена рабочая жидкость 12.

Работает гидравлический демпфер следующим образом. При движении полого упругого штока 2, вызванным, например, колебанием кузова автомобиля (на чертежах узлы крепления штока демпфера и рабочего цилиндра к кузовам и подвескам колес транспортных средств не показаны), по стрелке В рабочая жидкость 12 протекает по стрелке С в вертикальные каналы 9, затем в горизонтальные каналы 10 и входит в контакт с радиальными ребрами 11. Такой ее ток создает вращающий момент М_кр на поршне 3, вызывая его угловой поворот относительно вертикальной оси XX демпфера, а так как последний своим пальцем 4, а следовательно, и шлицами 5 связан с полым упругим штоком 2, то и он получит угловой поворот и за счет упругих свойств материала, из чего он изготовлен, произойдет рассеяние энергии, вызванное движением полого упругого штока 2. Если динамические усилия, прикладываемые по стрелке В небольшие, то работа демпфера происходит так, как это описано выше, если же произойдет резкое перемещение полого упругого штока 3 по стрелке В, то поршень 3 не только получит угловой поворот относительно оси XX, но и поступательное движение по стрелке Е, которое обеспечит сжатие пружины сжатия 8. Такое перемещение поршня 3 способствует тому, что его палец 4 своими шлицами 5 проскользнет по шлицам 6 в этом же направлении. В этом случае движение поршня 3 способствует тому, что рабочая длина полого упругого штока уменьшится, а следовательно, его жесткость на кручение, согласно известной зависимости возрастет, что и обеспечит эффективное демпфирование приложенной возросшей динамической нагрузки (в представленной формуле d - диаметр штока, G - модуль упругого материала второго рода). После прекращения действия описанной нагрузки поршень 3 под действием сжатой пружины сжатия 8 возвращается в исходное положение и может опять работать в области незначительных динамических нагрузок так, как это описано выше. При движении полого упругого штока в направлении - обратном стрелке В, работа гидравлического демпфера происходит подобно тому, как это имеет место в представленном прототипе. Далее описанные процессы могут повторяться многократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известным очевидно, так как оно позволяет повысить демпфирующие характеристики гидравлических демпферов за счет регулирования в автоматическом режиме крутильной жесткости штока поршня.