ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ОПОРА АГРЕГАТА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2009 года по МПК F16F13/00 B60K5/12 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам для гашения тряски и вибраций, возникающих при работе силовых агрегатов. Оно касается гидравлической опоры силового агрегата транспортного средства, предназначенного для использования преимущественно в сельской местности.

Известны разные конструкции опор силовых агрегатов, использующих гидравлические средства для уменьшения тряски, возникающей при работе двигателя внутреннего сгорания. Представленная в патенте № 1838690, МПК F16F 13/00, выданном в СССР, «Гидравлическая опора двигателя» содержит заполненный жидкостью цилиндрический корпус с фланцем, упругий элемент из резины, соединенный вулканизацией с корпусом и с деталью, прикрепляемой к силовому агрегату. В корпусе установлена перегородка, состоящая из деталей, в которых сделан канал, сообщающий между собой полости, расположенные у противоположных сторон перегородки между упругим элементом и диафрагмой. В перегородке установлена мембрана, а напротив перегородки на детали, соединяемой с силовым агрегатом, установлен кольцевой упор. Аналогичную конструкцию имеет «Гидравлическая опора подвески силового агрегата автомобиля», изображенная в патенте РФ № 2138407, МПК В60К 5/12. Гидравлическая опора силового агрегата, показанная в патенте № 4981286, выданном в США, и в заявке № 381198 на выдачу европейского патента, МПК F16F 13/00, содержит чашу с резьбовым стержнем для соединения с рамой транспортного средства, болт для соединения гидравлической опоры с силовым агрегатом, резиновый упругий элемент, соединенный вулканизацией с головкой упомянутого болта и с обручем, прикрепленным к чаше винтами. Между чашей и обручем установлены проставки, в которых зафиксированы концы диафрагм и установлена перегородка с мембраной в ее центре. В заявке №2756342 на выдачу патента во Франции и заявке №845617 на выдачу европейского патента, МПК F16F 13/00, изображена гидравлическая опора силового агрегата, содержащая корпус из листового материала с расположенной внутри него перегородкой и расположенные по разные стороны перегородки две диафрагмы, одна из которых соединена путем вулканизации с корпусом и с деталью, соединяемой с силовым агрегатом. Напротив этой детали расположен резиновый упругий элемент, сделанный заодно с диафрагмой в виде столбика, упирающегося в перегородку. Однако соединение резинового упругого элемента с корпусом гидравлической опоры и деталью, прикрепляемой к силовому агрегату, путем вулканизации существенно повышает трудоемкость и стоимость изготовления гидравлической опоры при мелкосерийном ее производстве для специализированных самоходных транспортных средств.

В качестве прототипа принята гидравлическая опора силового агрегата, показанная в заявке № 2172083, МПК F16F 13/00, опубликованной в Великобритании. Эта гидравлическая опора содержит кольцевой корпус с двумя крышками, соединенными с ним резьбовыми крепежными элементами, а именно винтами. Внутри корпуса расположены диафрагмы, одна из которых, выполненная составной, соединена со штоком, а ее внешний край зажат винтами между крышкой и корпусом. Другая диафрагма, выполненная фигурной, установлена между другой крышкой и комбинированной перегородкой, в которой расположен дроссельный канал, сообщающий между собой полости с жидкостью, расположенные между диафрагмами по разные стороны перегородки. Перегородка содержит кольцевой упругий участок из полимерного материала, в котором заформован металлический диск, размещенный между штоком и опорой другой диафрагмы для ограничения хода штока. Однако эта гидравлическая опора имеет весьма сложную и трудоемкую в изготовлении конструкцию с малой энергоемкостью упругого элемента, функцию которого выполняет диафрагма.

Решаемой задачей является создание для силового агрегата транспортного средства простой и надежной гидравлической опоры, удобной для мелкосерийного ее производства и обеспечивающей эффективное гашение колебаний силового агрегата во время работы двигателя внутреннего сгорания.

Решение этой задачи обеспечено тем, что созданная гидравлическая опора для подвески силового агрегата содержит горшок с крышкой, перегородку, состоящую из пластин, расположенных между горшком и его крышкой и соединенных с ними резьбовыми крепежными элементами, диафрагмы, установленные по разные стороны перегородки, сделанный в пластинах дроссельный канал, сообщающий между собой полости с жидкостью, расположенные по разные стороны перегородки между диафрагмами, шток, соединенный с диафрагмой и ее седлом, кольцевые упругие элементы из полимерного материала, установленные по разные стороны днища горшка и охватывающие шток между седлом диафрагмы и гайкой, надетой на шток, кольцевой буфер из полимерного материала, установленный между диафрагмой, соединенной со штоком, и ее седлом.

Гидравлическая опора, характеризуемая приведенной выше совокупностью признаков, имеет надежную и технологичную конструкцию, пригодную для мелкосерийного производства, вследствие использования в ней горшка простой формы, с которым соединены резьбовыми крепежными элементами крышка и пластинчатая перегородка с выполненным в ней дроссельным каналом, установленная между диафрагмами, одна из которых соединена со штоком, базирующимся в горшке на указанных кольцевых упругих элементах, размещенных между седлом диафрагмы и надетой на шток гайкой, дающей возможность регулировать характеристику гидравлической опоры для обеспечения эффективного гашения колебаний силового агрегата. При этом с помощью буфера, установленного между диафрагмой, соединенной со штоком, и ее седлом, обеспечено смягчение взаимодействия перегородки и диафрагмы, соединенной со штоком, в случае чрезмерного хода горшка при встряске силового агрегата, а также ограничение при резком ходе горшка максимальной величины давления в полости между упомянутой диафрагмой и перегородкой.

Буфер гидравлической опоры в поперечном сечении выполнен клинообразной формы с кольцевым куполом, примыкающим к диафрагме.

В штоке гидравлической опоры сделано сквозное осевое отверстие, закрытое пробкой, на штоке у седла диафрагмы со стороны упругого элемента сделан кольцевой выступ, седло диафрагмы, соединенной со штоком, выполнено в виде ступенчатой шайбы с плоскими кольцевыми площадками, расположенными на разных уровнях, площадка меньшего диаметра расположена у диафрагмы, а на площадке большего диаметра у края площадки меньшего диаметра расположен буфер. При таком выполнении штока повышено удобство заправки гидравлической опоры рабочей жидкостью.

На фиг.1 представлена гидравлическая опора силового агрегата.

На фиг.2 показана гидравлическая опора при другом ее исполнении.

Гидравлическая опора силового агрегата транспортного средства, представленная на фиг.1, содержит горшок 1 с крышкой 2. В крышке 2 установлен болт 3 для соединения гидравлической опоры с силовым агрегатом, в частности с кронштейном корпуса двигателя внутреннего сгорания. Между горшком 1 и его крышкой 2 расположена составная перегородка 4, состоящая из пластин 5 и 6. В пластинах 5 и 6 сделаны криволинейные пазы, образующие дроссельный канал 7, сообщающий между собой полости 8 и 9 с жидкостью, расположенные по разные стороны перегородки 4 между диафрагмами 10 и 11.

Крышка 2 горшка 1 сделана в виде колпака, расположенного над пластиной 5 перегородки 4 и соединенного с ободом 12 горшка 1 резьбовыми крепежными элементами 13, сделанными в виде винтов, соединяющих между собой горшок 1, крышку 2 и пластины 5, 6 составной перегородки 4. Причем в пластине 6 перегородки 4 сделано центральное отверстие 14.

В горшке 1 по разные стороны его днища 15 расположены кольцевые упругие элементы 16 и 17, охватывающие шток 18, соединенный винтом 19 с диафрагмой 11 и ее седлом 20, расположенным напротив упругого элемента 16. У другого кольцевого упругого элемента 17 на штоке 18 на его резьбовом участке 21 установлена фигурная гайка 22, имеющая на торце с внешней стороны кольцевой выступ 23. Гайка 22 обеспечивает возможность регулирования характеристики гидравлической опоры путем изменения величины хода горшка 1 относительно штока 18 и, соответственно, величины деформации упругих элементов 16, 17.

Кольцевые упругие элементы 16, 17 сделаны в виде бубликов, имеющих форму сплюснутого тора. Они изготовлены из полимерного материала, в частности из резины. Расположение упругих элементов 16, 17 указанной формы на штоке 18 между надетой на него гайкой 22 и седлом 20 диафрагмы 11 по разные стороны днища 15 горшка 1 обеспечивает эффективное с прогрессивной характеристикой восприятие гидравлической опорой переменных сил, возникающих при вибрации и тряске силового агрегата. При этом кольцевые упругие элементы 16 и 17, примыкая к штоку 18 и к внутренней цилиндрической поверхности горшка 1, обеспечивают центрирование относительно горшка 1 штока 18 и закрепленной на нем диафрагмы 11.

Между диафрагмой 11, соединенной со штоком 18, и ее седлом 20 установлен кольцевой буфер 24, сделанный из полимерного материала, а именно из относительно твердой резины. Буфер 24 в поперечном сечении имеет форму клина, обращенного вершиной к диафрагме 11 и основанием к седлу 20, то есть он сделан с кольцевым куполом, примыкающим к диафрагме 11. Буфер 24 обеспечивает плавное ограничение хода горшка 1 относительно штока 18 в случае упора диафрагмы 11 в пластину 6 перегородки, смягчая возможный удар. Кроме того, являясь по существу упругим элементом, буфер 24 повышает энергоемкость гидравлической опоры и делает ее упругую характеристику еще более прогрессивной для предотвращения резонанса.

На резьбовом участке 21 штока 18 ниже гайки 22 расположена гайка 25, предназначенная для соединения гидравлической опоры с рамой 26 транспортного средства.

Собранную гидравлическую опору с залитой в нее рабочей жидкостью соединяют болтом 3 с силовым агрегатом и закрепляют гайкой 25 на раме 26, на которую она опирается кольцевым выступом 23 гайки 22, выполняющей помимо регулировочной функции также функцию опорного элемента.

При работе силового агрегата вследствие его тряски, возникающей при движении транспортного средства по неровной опорной поверхности, и вибрации, происходящей при работе двигателя внутреннего сгорания, горшок 1 совершает колебания вдоль штока 18, деформируя кольцевые упругие элементы 16, 17. При колебаниях горшка 1 перегородка 4 то приближается к диафрагме 11, то удаляется от нее. Во время приближения перегородки 4 к диафрагме 11 жидкость из полости 9 вытесняется в полость 8 через дроссельный канал 7 под давлением, возникающим в полости 9. При обратном перемещении горшка 1, когда перегородка 4 отдаляется от диафрагмы 11 и в полости 9 возникает разрежение, жидкость из полости 8 под действием атмосферного давления, действующего на диафрагму 10, перетекает по дроссельному каналу 7 обратно в полость 9. Вследствие дросселирования потока жидкости в канале 7 происходит демпфирование горшком 1 колебаний силового агрегата.

При резких толчках, возникающих при движении транспортного средства по очень неровной опорной поверхности, из-за резкого повышения давления жидкости в полости 9 происходит деформация буфера 24, что обеспечивает ограничение максимальной величины давления жидкости в полости 9. В случае чрезмерного перемещения горшка 1 относительно штока 18, когда при встряске силового агрегата диафрагма 11 упирается в перегородку 4, происходит деформация буфера 24, замедляя опускание горшка и обеспечивая его плавную остановку для смягчения ударной нагрузки.

В гидравлической опоре силового агрегата, показанной на фиг.2, в штоке 27 сделано сквозное осевое отверстие 28, закрытое резьбовой пробкой 29. Отверстие 28 предназначено для заправки рабочей жидкостью полостей 30 и 31, расположенных между диафрагмами 32 и 33 по разные стороны перегородки 4. На штоке 27 у седла 34 диафрагмы 33 со стороны упругого элемента 16 сделан кольцевой выступ 35. Седло 34 диафрагмы 33 установлено на кольцевом выступе 35 и выполнено в виде ступенчатой шайбы с плоскими кольцевыми площадками, расположенными на разных уровнях. Площадка на седле 34 меньшего диаметра, расположенная у штока 27, размещена у диафрагмы 33. А на площадке большего диаметра у края площадки меньшего диаметра, то есть у ступеньки, отделяющей меньшую площадку от большей, расположен буфер 24. Диафрагма 33 и буфер 24 зафиксированы на седле 34 гайкой 36, соединенной со штоком 27. У другого конца штока на его резьбовом участке установлены гайка 37, предназначенная для упора упругого элемента 17, и гайка 38 для соединения гидравлической опоры с рамой 26.

Созданная гидравлическая опора силового агрегата имеет надежную и простую конструкцию, которую вследствие ее технологичности рационально использовать при мелкосерийном производстве. Вследствие наличия в ней упругих элементов фигурной формы и буфера между диафрагмой, соединенной со штоком, и ее седлом она обеспечивает эффективное гашение колебаний силового агрегата, возникающих при движении транспортного средства по пересеченной местности с крупными неровностями на опорной поверхности, в частности в сельской местности по бездорожью.

Гидравлическая опора содержит горшок с крышкой. Между горшком и крышкой расположена соединенная с ними резьбовыми крепежными элементами перегородка, состоящая из пластин. В пластинах сделан дроссельный канал, сообщающий между собой полости с жидкостью, расположенные по разные стороны перегородки между диафрагмами. С диафрагмой и ее седлом соединен шток. По разные стороны днища горшка установлены кольцевые упругие элементы из полимерного материала, охватывающие шток между седлом диафрагмы и гайкой, надетой на шток. Между диафрагмой и седлом установлен кольцевой буфер из полимерного материала. Технический результат - обеспечение надежности и технологичности гидравлической опоры при мелкосерийном ее производстве для специализированных транспортных средств. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Гидравлическая опора агрегата транспортного средства, содержащая горшок с крышкой, перегородку, состоящую из пластин, расположенных между горшком и его крышкой и соединенных с ними резьбовыми крепежными элементами, диафрагмы, установленные по разные стороны перегородки, сделанный в пластинах дроссельный канал, сообщающий между собой полости с жидкостью, расположенные по разные стороны перегородки между диафрагмами, шток, соединенный с диафрагмой и ее седлом, кольцевые упругие элементы из полимерного материала, установленные по разные стороны днища горшка и охватывающие шток между седлом диафрагмы и гайкой, надетой на шток, кольцевой буфер из полимерного материала, установленный между диафрагмой, соединенной со штоком, и ее седлом.

2. Гидравлическая опора по п.1, отличающаяся тем, что буфер в поперечном сечении выполнен клинообразной формы с кольцевым куполом, примыкающим к диафрагме.

3. Гидравлическая опора по п.2, отличающаяся тем, что в штоке сделано сквозное осевое отверстие, закрытое пробкой с внешней стороны, на штоке у седла диафрагмы со стороны упругого элемента сделан кольцевой выступ, седло диафрагмы, соединенной со штоком, выполнено в виде ступенчатой шайбы с плоскими кольцевыми площадками, расположенными на разных уровнях, площадка меньшего диаметра расположена у диафрагмы, а на площадке большего диаметра у края площадки меньшего диаметра расположен буфер.