гидравлический демпфер

Формула изобретения

Гидравлический демпфер, содержащий рабочий цилиндр, в котором подвижно размещен поршень, состоящий из двух частей, жестко закрепленных на полом и сплошном штоках круглого сечения и снабженных на своих внешних поверхностях радиальными ребрами и выступами с изогнутыми под прямым углом к горизонтальной и вертикальной плоскости поршня каналами, отличающийся тем, что выступы с горизонтальными каналами выполнены криволинейной формы и расположены на внутренних поверхностях частей поршня, и их продольные оси симметрии смещены относительно друг друга в диаметральной плоскости по радиусу, на сплошном штоке в пространстве между частями поршня установлено лопастное колесо, лопасти которого снабжены отверстиями различного диаметра, причем отверстия меньшего диаметра при угловом повороте упомянутого лопастного колеса имеют возможность примыкания к каналам выступов нижней части поршня, а большего - к каналам выступов его верхней части.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкции рессорного подвешивания автомобильного и железнодорожного подвижного состава.

Известен гидравлический демпфер, описанный и показанный в А.С. СССР № 1084508 от 08.12.83 г. Такой демпфер состоит из рабочего цилиндра, в котором размещен поршень, жестко закрепленный на штоке, выполненном из упругого материала. На поршне выполнены радиальные ребра и выступы с каналами, переходящими из горизонтальной в вертикальную плоскость продольной оси поршня. При перемещении поршня рабочая жидкость взаимодействует с поверхностью радиальных ребер и возникающий при этом крутящий момент упруго воспринимается штоком демпфера, что способствует поглощению части механической энергии, воспринимаемой демпфером при колебаниях кузовов транспортных средств. Однако существенным недостатком такого демпфера является невозможность использования закрутки штока при его отдаче, что не позволяет тем самым подобрать рациональные параметры по подбору сил сопротивления при прямом и обратном ходе поршня.

Известен также гидравлический демпфер, описанный в патенте RU 2230241, у которого поршень состоит из двух частей и каждая из них жестко закреплена на штоках, размещенных один в другом и имеющих кольцевое и сплошное круглое сечение. При этом каждая из половин поршня снабжена на своей внешней торцевой поверхности радиальными ребрами и выступами с изогнутыми под прямым углом к оси поршня каналами. Несмотря на свою эффективность использования и такой демпфер обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что в процессе возникновения резких динамических нагрузок он не способен в автоматическом режиме изменять количество рабочей жидкости, проходящей через каналы половин поршня и, тем самым, увеличивать силы сопротивления, препятствующие поступательному движению поршня.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка гидравлического демпфера способного осуществлять сопротивление движения поршня за счет снижения пропускной способности рабочей жидкости, проходящей через его каналы.

Поставленная цель достигается тем, что выступы с горизонтальными каналами выполнены криволинейной формы и расположены на внутренних поверхностях частей поршня и их продольные оси симметрии смещены друг относительно друга в диаметральной плоскости по радиусу, на сплошном штоке в пространстве между частями поршня установлено лопастное колесо, лопасти которого снабжены отверстиями различного диаметра, причем отверстия меньшего диаметра, при угловом повороте упомянутого лопастного колеса, имеют возможность примыкания к каналам выступов нижней части поршня, а большего - к каналам выступов его верхней части.

На фиг.1 показан гидравлический демпфер в продольном разрезе, на фиг.2 - такой же разрез, но его плоскость расположена повернутой на угол 180°, на фиг.3 - лопастное колесо в перспективе, на фиг.4 - вид на торцевую часть поршня, закрепленную на сплошном штоке, и на фиг.5 - вид на торцевую часть поршня, закрепленную на полом штоке.

Гидравлический демпфер состоит из рабочего цилиндра 1, в котором расположен полый шток 2 и сплошной шток 3. На полом штоке 2 с помощью шпонки 4 закреплена одна часть поршня 5, а на сплошном штоке 3 также при помощи шпонки 6 установлена другая часть поршня 7. Часть поршня 5 снабжена выступами 8 с расположенными в них изогнутыми под прямым углом каналами 9, другая же часть поршня 7 также имеет выступы 10, в которых выполнены подобные каналы 11. Между частями поршня 5 и 7 подвижно на сплошном штоке 3 установлено лопастное колесо 12, в лопастях 13 которого выполнены отверстия малого диаметра 14 и отверстия большего диаметра 15. В рабочем цилиндре 1 находится рабочая жидкость 16.

Работает гидравлический демпфер следующим образом. При движении штоков 2 и 3, а следовательно, и частей поршня 5 и 7 по стрелке А (рабочий ход гидравлического демпфера) рабочая жидкость 16 перемещается по стрелкам В в каналах 9 и 11 и ее поток, истекая под давлением из выступов 10, взаимодействует с лопастями 13 лопастного колеса 12, которое получает угловой поворот по стрелкам С. Получив такой угловой поворот, лопасти 13 плотно прижимаются к выступам 8 части поршня 5, что способствует току рабочей жидкости 16 в каналы 9 только через отверстия большего диаметра 15. При этом протекающий объем рабочей жидкости 16 через отверстие 10 является относительно значительным, что способствует возникновению вращающего момента Т, воспринимаемого полым штоком 2. Под действием этого момента происходит упругая угловая деформация полого штока 2 и, следовательно, демпфирование составляющей нагрузки, приложенной к демпферу в этом направлении. При движении штоков 2 и 3, а также вместе с ними частей поршня 5 и 7 в направлении, обратном стрелке А (режим отдачи демпфера), рабочая жидкость 16 поступает в каналы 9 выступов 8 по стрелке Е и, протекая по ним, взаимодействует с лопастями 13 лопастного колеса 12, поворачивая его по стрелкам F примыкая к выступам 10. В этом случае отверстия 14 лопастей 13, имея меньший диаметр, снижают расход жидкости 16, протекающей по каналам 11 выступов 10 в направлении, противоположном стрелке В, а следовательно, давление ее возрастает и на части поршня 7 возникает вращающий момент T₁, который будет по величине большим момента Т. Такой момент обеспечит упругий угловой поворот сплошного штока 3, который повысит эффект гашения нагрузки, действующей в режиме отдачи за счет своей повышенной крутильной жесткости. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известным очевидно, так как эффективность гашения колебаний, воспринимаемых гидравлическим гасителем колебаний, установленного в подвеску транспортных средств, гораздо выше.