ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР С КЛАПАНОМ СЖАТИЯ СО СМЕЩЕННЫМ СКВОЗНЫМ ОТВЕРСТИЕМ Российский патент 2023 года по МПК F16F9/18 F16F9/34 

Изобретение относится к узлам и деталям машин, обеспечивающим их нормальную эксплуатацию, а именно к средствам для гашения колебаний в подвесных устройствах транспортных средств, в частности к амортизаторам, использующим жидкость или газ как поглощающую среду для амортизации и выполненным с клапанными конструктивными элементами, с поршнем, движущимся возвратно-поступательно в камере и работающим с дросселированием, и может быть использована в транспортном машиностроении для эластичных подвесок с гидравлическими амортизаторами.

Из существующего уровня техники известен гидравлический амортизатор (Патент RU 172294 U1, 04.07.2017, F16F 9/18, F16F 5/00), содержащий резервуар, внутри которого расположен рабочий цилиндр, направляющую штока, шток, проходящий через сквозное осевое отверстие направляющей штока, поршень с клапаном отбоя и перепускным клапаном, закрепленный на штоке, а также гайку резервуара в верхней части резервуара и клапан сжатия в нижней части резервуара, при этом внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую и поршневую части, причём нижняя часть корпуса клапана сжатия выполнена в виде сферического пояса.

Из уровня техники также известен корпус клапана сжатия гидравлического амортизатора (Патент RU 176339 U1, 17.01.2018, F16F 9/32, F16F 9/18), содержащий цилиндрический корпус со сквозным осевым отверстием, причём нижняя часть корпуса клапана сжатия выполнена в виде сферического пояса, при этом радиус скругления сферического пояса имеет величину, составляющую от 20 до 100% от диаметра внешней поверхности нижней части корпуса клапана сжатия.

Наиболее близким техническим решением является гаситель колебаний (Патент RU 2288387 C1, 27.11.2006, F16F 5/00, F16F 9/34), содержащий резервуар, коаксиально установленный в нем с образованием рекуперативной полости цилиндр с днищем, содержащим демпфер, обратный и предохранительный клапаны, размещенный в цилиндре поршень с демпфером и предохранительными клапанами ходов сжатия и растяжения, который установлен на проточке штока и связан с ним резьбой, и направляющую с отверстием для прохода штока, закрывающую цилиндр и резервуар, причём гаситель колебаний снабжен дополнительно установленными в поршне переливными клапанами ходов сжатия и растяжения со статическими характеристиками, соответствующими наклону рабочей характеристики гасителя до точки излома, а на цилиндрической поверхности поршня с обоих его концов выполнены пары оппозитных лысок, открытых с торцов поршня, и перпендикулярно плоскости лысок выполнено по паре сквозных отверстий, причем одна из пар проходит через пружинные полости переливного и предохранительного клапанов хода сжатия, а другая - растяжения.

Основным недостатком вышеописанных технических решений является отсутствие возможности обеспечения стабильной работы вследствие возникновения возможных отклонений в характеристике демпфирования из-за большой площади соприкосновения нижней части клапана сжатия с поверхностью дна резервуара и необходимости в точном центрировании клапана сжатия на дне резервуара в процессе сборки.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей, заключающихся в эффективной реализации оптимального демпфирования, максимально обеспечивающего стабильность работы гидравлических амортизаторов с углом их установки от 0° до 90° относительно вертикали.

Указанный технический результат достигается за счет того, что гидравлический амортизатор с клапаном сжатия со смещённым сквозным отверстием содержит резервуар, внутри которого расположены рабочий цилиндр, направляющая штока, шток, подвижно закреплённый через сквозное осевое отверстие направляющей штока, и поршень с клапаном отбоя и перепускным клапаном, закрепленный на конце штока, гайку резервуара с крышкой кожуха в верхней части резервуара и клапан сжатия в нижней части резервуара, при этом внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую часть и поршневую часть.

Причём клапан сжатия выполнен в виде цилиндрического корпуса со сквозным отверстием, смещённым от центра образующей оси упомянутого цилиндрического корпуса для фиксации регулировочных дисков.

В частности упомянутый цилиндрический корпус может содержать две группы сквозных отверстий, расположенных по двум концентрическим окружностям наибольшего и наименьшего диаметра соответственно от центра образующей оси упомянутого смещённого сквозного отверстия, таким образом, что первая группа сквозных отверстий выполнена с функцией обеспечения работы гидравлического амортизатора на ходе сжатия, а вторая группа сквозных отверстий - для перепускания амортизаторной жидкости на ходе отбоя.

При этом каждая упомянутая группа сквозных отверстий может содержать по меньшей мере по два упомянутых сквозных отверстия соответственно.

Кроме этого, упомянутые сквозные отверстия первой группы могут быть расположены по концентрической окружности наименьшего диаметра равномерно с равным угловым шагом, а упомянутые сквозные отверстия второй группы - по концентрической окружности наибольшего диаметра симметрично на стороне направления смещения упомянутого сквозного смещённого отверстия по оси, проходящей через центр образующей оси упомянутого цилиндрического корпуса и центр образующей оси упомянутого смещённого сквозного отверстия.

Причём, параметр угла установки устройства может быть выполнен с угловым отсчётом от оси его вертикального расположения в сторону направления смещения упомянутого сквозного смещённого отверстия, а упомянутое направление смещения может быть промаркировано на внешней стороне резервуара устройства при его сборке.

При этом упомянутый цилиндрический корпус может быть изготовлен из металла, или сплава металлов, или композиционных материалов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлен частный случай исполнения заявляемого гидравлического амортизатора с клапаном сжатия со смещённым сквозным отверстием: на фигуре 1 представлен общий вид гидравлического амортизатора с клапаном сжатия со смещённым сквозным отверстием в разрезе под угловым наклоном его установки; на фигуре 2 - местный вид А на фигуре 1; на фигуре 3 - вид сверху цилиндрического корпуса клапана сжатия; на фигуре 4 - общий вид клапана сжатия в разрезе, где:

1 - резервуар;

2 - рабочий цилиндр;

3 - направляющая штока;

4 - шток;

5 - поршень;

6 - клапаном отбоя поршня;

7 - перепускной клапан поршня;

8 - крышка кожуха резервуара;

9 - клапан сжатия со смещённым отверстием;

10 - штоковая часть;

11 - поршневая часть;

12 - сквозное отверстие, смещённое с эксцентриситетом от центра образующей оси цилиндрического корпуса клапана сжатия;

13 - эксцентриситет смещённого сквозного отверстия от центра образующей оси цилиндрического корпуса клапана сжатия;

14 - регулировочные диски клапана сжатия;

15 - сквозные отверстия первой группы, расположенные по концентрической окружности наименьшего диаметра от центра образующей оси смещённого сквозного отверстия хода сжатия гидравлического амортизатора;

16 - сквозные отверстия второй группы, расположенные по концентрической окружности наибольшего диаметра от центра образующей оси смещённого сквозного отверстия хода отбоя гидравлического амортизатора;

17 - упомянутая концентрическая окружность наименьшего диаметра;

18 - упомянутая концентрическая окружность наибольшего диаметра;

19 - угол установки гидравлического амортизатора;

20 - ось вертикального расположения гидравлического амортизатора.

Частный случай реализации гидравлического амортизатора с клапаном сжатия со смещённым сквозным отверстием может быть выполнен следующим образом: гидравлический амортизатор с клапаном сжатия со смещённым отверстием содержит резервуар 1, внутри которого расположены рабочий цилиндр 2, направляющая 3 штока 4, шток 4, подвижно закреплённый через сквозное осевое отверстие направляющей 3 штока 4, и поршень 5 с клапаном 6 отбоя и перепускным клапаном 7, закрепленный на конце штока 4, гайку (на фигурах не показана) резервуара 1 с крышкой кожуха 8 в верхней части резервуара 1 и клапан 9 сжатия в нижней части резервуара 1, при этом внутренняя полость рабочего цилиндра 2 разделена поршнем 5 на штоковую часть 10 и поршневую часть 11.

Причём клапан 9 сжатия выполнен в виде цилиндрического корпуса со сквозным отверстием 12, смещённым с эксцентриситетом 13 от центра образующей оси упомянутого цилиндрического корпуса для фиксации регулировочных дисков 14.

Упомянутый цилиндрический корпус может содержать две группы сквозных отверстий 15, 16, расположенных по двум концентрическим окружностям 17, 18 наибольшего и наименьшего диаметра соответственно от центра образующей оси упомянутого смещённого сквозного отверстия 12, таким образом, что первая группа сквозных отверстий 15 выполнена с функцией обеспечения работы гидравлического амортизатора на ходе сжатия, а вторая группа сквозных отверстий 16 - для перепускания амортизаторной жидкости на ходе отбоя.

При этом каждая упомянутая группа сквозных отверстий 15, 16 может содержать по меньшей мере по два упомянутых сквозных отверстия 15, 16 соответственно.

Кроме этого, упомянутые сквозные отверстия 15 первой группы могут быть расположены по концентрической окружности 17 наименьшего диаметра равномерно с равным угловым шагом, а упомянутые сквозные отверстия 16 второй группы - по концентрической окружности 18 наибольшего диаметра симметрично на стороне направления смещения с упомянутым эксцентриситетом 13 по оси, проходящей через центр образующей оси упомянутого цилиндрического корпуса и центр образующей оси упомянутого смещённого сквозного отверстия 12.

Причём, параметр угла 19 установки устройства может быть выполнен с угловым отсчётом от оси 20 его вертикального расположения в сторону направления смещения по упомянутому эксцентриситету 13 упомянутого сквозного смещённого отверстия 12, а упомянутое направление смещения может быть промаркировано на внешней стороне резервуара 1 устройства при его сборке.

При этом упомянутый цилиндрический корпус может быть изготовлен из металла, или сплава металлов, или композиционных материалов.

Гидравлический амортизатор с клапаном сжатия со смещённым сквозным отверстием собирают следующим образом: вначале рабочий цилиндр 2 в сборе с направляющей 3 штока 4, штоком 4, клапаном 6 отбоя, поршнем 5, перепускным клапаном 7 и клапаном 9 сжатия с регулировочными дисками 14 помещают в резервуар 1 таким образом, чтобы внутренняя полость рабочего цилиндра 2 была разделена поршнем 5 на штоковую часть 10 и поршневую часть 11. При этом устанавливают клапан 9 сжатия со смещённым сквозным отверстием 12 таким образом, чтобы смещённое сквозное отверстие 12 с эксцентриситетом 13 было направлено вниз, для чего на внешней части резервуара 1 маркируется надпись «НИЗ» (фигура 2). После чего фиксируют положение рабочего цилиндра 2 внутри резервуара 1 при помощи направляющей штока 3 и закрывают верхнюю часть резервуара 1 гайкой (на фигурах не показана) с крышкой кожуха 8.

Гидравлический амортизатор с клапаном сжатия со смещённым сквозным отверстием работает следующим образом: установку амортизатора осуществляют по упомянутому маркеру «НИЗ» в соответствии с параметром угла 19 установки устройства, выполненным с угловым отсчётом от оси 20 его вертикального расположения в сторону направления смещения по упомянутому эксцентриситету 13. Шток 4 вместе с поршнем 5 во время работы гидравлического амортизатора совершают возвратно-поступательные движения в рабочем цилиндре 2. При перемещении штока 4 с поршнем 5 при ходе сжатия рабочая жидкость под давлением поршня 5 через перепускные отверстия (на фигурах не показаны) перетекает из поршневой части 11 в штоковую часть 10 рабочего цилиндра 2. Часть объема в рабочем цилиндре 2 при ходе сжатия занимает шток 4, и избыток рабочей жидкости из поршневой части 11 через каналы (на фигурах не показаны) в клапане 9 сжатия перетекает в полость между резервуаром 1 и рабочим цилиндром 2, создавая усилие сжатия. Причём цилиндрический корпус клапана сжатия 9 содержит две группы сквозных отверстий 15, 16, расположенных по двум концентрическим окружностям 17, 18 наибольшего и наименьшего диаметра соответственно от центра образующей оси упомянутого смещённого сквозного отверстия 12 таким образом, что первая группа сквозных отверстий 15 выполнена с функцией обеспечения работы гидравлического амортизатора на ходе сжатия, а вторая группа сквозных отверстий 16 - для перепускания амортизаторной жидкости на ходе отбоя. При перемещении штока 4 с поршнем 5 при ходе отбоя в штоковой части 11 создается давление, а в поршневой части 11 - разряжение, таким образом рабочая жидкость через отверстия в поршне 5 перетекает из штоковой части 10 в поршневую часть 11 рабочего цилиндра 2, создавая усилие сопротивления отбоя. При ходе отбоя шток 4 перестает занимать часть объема в рабочем цилиндре 2. Компенсация изменения объема рабочей жидкости в рабочем цилиндре 2 происходит за счет перетекания рабочей жидкости через каналы клапана 9 сжатия из полости между резервуаром 1 и рабочим цилиндром 2 в поршневую часть 11 рабочего цилиндра 2.

Указанный технический результат достигается за счет того, что цилиндрический корпус клапана сжатия конструктивно выполнен со смещённым сквозным отверстием на эксцентриситет от центра образующей оси упомянутого цилиндрического корпуса, а также содержит две группы сквозных отверстий, расположенных по двум концентрическим окружностям наибольшего и наименьшего диаметра соответственно от центра образующей оси упомянутого смещённого сквозного отверстия, таким образом первая группа сквозных отверстий выполнена с функцией обеспечения работы гидравлического амортизатора на ходе сжатия, а вторая группа сквозных отверстий - для перепускания амортизаторной жидкости на ходе отбоя, в полной мере реализуется снижение возможных отклонений в характеристике демпфирования гидравлических амортизаторов с углом их установки от 0° до 90° относительно вертикали, тем самым максимально обеспечивается стабильность их работы.

Изобретение относится к средствам для гашения колебаний в подвесных устройствах транспортных средств. Гидравлический амортизатор содержит резервуар, внутри которого расположены рабочий цилиндр, направляющая штока, шток, подвижно закреплённый через сквозное осевое отверстие направляющей штока, и поршень с клапаном отбоя и перепускным клапаном, закрепленный на конце штока, гайку резервуара с крышкой кожуха в верхней части резервуара и клапан сжатия в нижней части резервуара. Внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую часть и поршневую часть. Клапан сжатия выполнен в виде цилиндрического корпуса со сквозным отверстием, смещённым от центра образующей оси упомянутого цилиндрического корпуса, для фиксации регулировочных дисков. Обеспечивается расширение эксплуатационных возможностей, заключающихся в эффективной реализации оптимального демпфирования, максимально обеспечивающего стабильность работы гидравлических амортизаторов с углом их установки от 0° до 90° относительно вертикали. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Гидравлический амортизатор с клапаном сжатия, содержащий резервуар, внутри которого расположены рабочий цилиндр, направляющая штока, шток, подвижно закреплённый через сквозное осевое отверстие направляющей штока, и поршень с клапаном отбоя и перепускным клапаном, закрепленный на конце штока, гайку резервуара с крышкой кожуха в верхней части резервуара и клапан сжатия в нижней части резервуара, при этом внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую часть и поршневую часть, отличающийся тем, что клапан сжатия выполнен в виде цилиндрического корпуса со сквозным отверстием, смещённым от центра образующей оси упомянутого цилиндрического корпуса, для фиксации регулировочных дисков.

2. Гидравлический амортизатор с клапаном сжатия по п.1, отличающийся тем, что упомянутый цилиндрический корпус содержит две группы сквозных отверстий, расположенных по двум концентрическим окружностям наибольшего и наименьшего диаметра соответственно от центра образующей оси упомянутого смещённого сквозного отверстия таким образом, что первая группа сквозных отверстий выполнена с функцией обеспечения работы гидравлического амортизатора на ходе сжатия, а вторая группа сквозных отверстий – для перепускания амортизаторной жидкости на ходе отбоя.

3. Гидравлический амортизатор с клапаном сжатия по п.2, отличающийся тем, что каждая упомянутая группа сквозных отверстий содержит, по меньшей мере, по два упомянутых сквозных отверстия соответственно.

4. Гидравлический амортизатор с клапаном сжатия по пп.2, 3, отличающийся тем, что упомянутые сквозные отверстия первой группы расположены по концентрической окружности наименьшего диаметра равномерно с равным угловым шагом, а упомянутые сквозные отверстия второй группы – по концентрической окружности наибольшего диаметра симметрично на стороне направления смещения упомянутого сквозного смещённого отверстия по оси, проходящей через центр образующей оси упомянутого цилиндрического корпуса и центр образующей оси упомянутого смещённого сквозного отверстия.

5. Гидравлический амортизатор с клапаном сжатия по пп.1-4, отличающийся тем, что параметр угла установки устройства выполнен с угловым отсчётом от оси его вертикального расположения в сторону направления смещения упомянутого сквозного смещённого отверстия, а упомянутое направление смещения может быть промаркировано на внешней стороне резервуара устройства при его сборке.

6. Гидравлический амортизатор с клапаном сжатия по пп.1-5, отличающийся тем, что упомянутый цилиндрический корпус изготовлен из металла, или сплава металлов, или композиционных материалов.