Гидравлический амортизатор с электрическим генератором Российский патент 2022 года по МПК F16F9/16 B60G13/14 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения.

Известна конструкция гидравлического амортизатора с регулируемой характеристикой, состоящего из штока, рабочего цилиндра, пружины сжатия, клапана сжатия, шайбы клапана сжатия, трубопровода высокого давления, корпуса компенсационной камеры, разделительного поршня компенсационной камеры [1]. К недостаткам данной конструкции амортизатора можно отнести наличие большого числа дополнительных элементов (цилиндры с разгрузочными клапанами и компенсационная камера), что увеличивает сложность и габаритные размеры изделия. Кроме того, в этой конструкции сложно согласовать параметры разгрузочных клапанов по скорости поршня и вязкости амортизационной жидкости.

Известен амортизатор гидравлический с регулируемой характеристикой [2], являющийся наиболее близким к предлагаемому техническому решению, включающий в себя рабочий цилиндр с рабочей жидкостью и установленными внутри штоком с пружиной из термочувствительного материала и составным поршнем из двух пластин с кольцеобразными прорезями. Компенсационная камера соединена с рабочим цилиндром трубопроводом высокого давления и имеет внутри дополнительный поршень, разделяющий рабочую жидкость и инертный газ, и разделительный поршень с клапаном.

Техническая проблема заявленного изобретения заключается в обеспечении возможности рекуперации энергии колебаний транспортного средства в электрическую энергию.

Технический результат заявленного изобретения заключается в решении указанной технической проблемы

Указанный технический результат достигается в гидравлическом амортизаторе с электрическим генератором, состоящий из цилиндра, внутри которого установлен поршень, и компенсационной камеры, поршень выполнен из двух пластин, в поршне установлены клапаны отдачи и сжатия, верхняя пластина поршня выполнена с возможностью поворота относительно нижней пластины, поворот осуществляется с помощью пружины, которая при изменении температуры окружающего воздуха изменяет свою длину и осуществляет поворот верхней пластины поршня относительно нижней, компенсационная камера соединена с рабочим цилиндром с помощью трубопровода высокого давления и в верхней части заполнена инертным газом, в компенсационной камере установлен дополнительный поршень, выполненный из набора кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами, при это указанный поршень соединен с двумя эластичными диафрагмами, а компенсационная камера выполнена из немагнитного материала, на внешних стенках которой установлены обмотки электрического генератора.

Новым в гидравлическом амортизаторе с электрическим генератором является установка внутри компенсационной камеры дополнительного поршня, который соединен с двумя эластичными диафрагмами. Новым в гидравлическом амортизаторе является также выполнение дополнительного поршня из набора кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами, и установка обмоток электрического генератора концентрично выполненной из немагнитного материала компенсационной камере.

На чертеже представлена схема гидравлического амортизатора с электрическим генератором. Гидравлический амортизатор содержит цилиндр 1, заполненный рабочей жидкостью, и установленными внутри штоком 2 и поршнем 3, состоящим из пластин с отверстиями, клапана отдачи 4, клапана сжатия 5, пружины 6, трубопровода высокого давления 7, связывающего цилиндр 1 с компенсационной камерой 8. Компенсационная камера 8 выполнена в виде цилиндра, в котором установлен дополнительный поршень 9, соединенный с двумя эластичными диафрагмами 10, закрепленными в корпусе компенсационной камеры 8. В верхней части компенсационной камеры 8 над верхней эластичной диафрагмой 10 образована полость 11, заполненная инертным газом. Дополнительный поршень 9 выполнен из набора кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами. Концентрично выполненной из немагнитного материала компенсационной камере 8 установлены обмотки 12 линейного электрического генератора.

Амортизатор работает следующим образом. При движении транспортного средства по неровной дороге, т.е. с колебаниями подрессоренных масс, поочередно открываются клапаны отдачи 4 и сжатия 5, и рабочая жидкость перетекает то в подпоршневую, то в надпоршневую полости амортизатора. При снижении температуры окружающей среды пружина 6 уменьшает свою длину и поворачивает верхнюю пластину поршня 3 относительно нижней. Это увеличивает проходное отверстие для жидкости и стабилизирует амортизационные свойства подвески автомобиля.

При наезде автомобиля на единичное препятствие для уменьшения ударных нагрузок предусмотрена компенсационная камера 8. Рабочая жидкость из цилиндра 1 по трубопроводу высокого давления 7 поступает в компенсационную камеру 8, выгибает эластичные диафрагмы 10 вверх, в результате чего перемещается дополнительный поршень 9, сжимая инертный газ в полости 11. При перемещении поршня 9, выполненного из набора кольцевых магнитов, в обмотках 12 генерируется ЭДС, снимаемая с электрических разъемов (на чертеже не показаны). При ходе отдачи энергия сжатого инертного газа в полости 11 обеспечивает выгибание эластичных диафрагм 10 вниз (на чертеже показано пунктиром), в результате чего перемещается дополнительный поршень 9, что вновь генерирует ЭДС в обмотках 12. Далее цикл работы амортизатора повторяется.

Использование предлагаемого технического решения позволяет рекуперировать энергию колебаний транспортного средства в электрическую энергию.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Пат. № 2402703 С1. Российская Федерация, МПК F16F 5/00, F16F 9/16. Амортизатор гидравлический с регулируемой характеристикой / опубл. 27.10.2010 г.

2. Пат. № 2547106 С2. Российская Федерация, МПК F16F 5/00, F16F 9/16. Амортизатор гидравлический с регулируемой характеристикой / Рыков С.П., Бережной М.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Братский государственный университет». - 2013127861/11; заявл. 18.06.2013; опубл. 27.12.2014. Бюл. № 10. - 4 с.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Гидравлический амортизатор состоит из цилиндра и компенсационной камеры, соединенных с помощью трубопровода высокого давления. Внутри цилиндра установлен поршень, выполненный из двух пластин. Верхняя пластина выполнена с возможностью поворота относительно нижней. Поворот осуществляется с помощью пружины, которая при изменении температуры изменяет свою длину. В поршне установлены клапаны отдачи и сжатия. Компенсационная камера в верхней части заполнена инертным газом. В компенсационной камере установлен дополнительный поршень, выполненный из набора кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами, и соединенный с двумя эластичными диафрагмами. Компенсационная камера выполнена из немагнитного материала, а на ее внешних стенках установлены обмотки электрического генератора. Достигается возможность рекуперации энергии колебаний транспортного средства в электрическую энергию. 1 ил.

Гидравлический амортизатор с электрическим генератором, состоящий из цилиндра, внутри которого установлен поршень, и компенсационной камеры, поршень выполнен из двух пластин, при этом верхняя пластина поршня выполнена с возможностью поворота относительно нижней, поворот осуществляется с помощью пружины, которая при изменении температуры окружающего воздуха изменяет свою длину и осуществляет поворот верхней пластины поршня относительно нижней пластины, кроме того, в поршне установлены клапаны отдачи и сжатия; компенсационная камера соединена с рабочим цилиндром с помощью трубопровода высокого давления и в верхней части заполнена инертным газом, отличающийся тем, что в компенсационной камере установлен дополнительный поршень, выполненный из набора кольцевых магнитов, обращенных друг к другу разноименными полюсами, при это указанный поршень соединен с двумя эластичными диафрагмами, а компенсационная камера выполнена из немагнитного материала, на боковых стенках которой установлены обмотки электрического генератора.