Амортизатор

Винахід відноситься до транспортного машинобудівництва, зокрема до амортизуючого приладу підвіски, і може бути використай у амортизаторах передньої та задньої підвіски легкових автомобілів. Відомі конструкції однотрубних амортизаторів із "аккумулятором" високого тиску (наприклад, групи De Carbon, журнал "За стерном", 1997. – № 1. С. 129, мал. 2, 3 ). що містять робочий циліндр, шток, поршень з системою клапанів, уплотняючий та направляючий вузол штоку. Циліндр заповнений робочою рідиною, а частина циліндру містить стислий газ, відокремлений від рідини розділовим поршнем, розмішеним у безштоковій порожнині циліндру. Проте такі амортизатори мають ряд недоліків : – висока жорсткість у будь-якому діапазоні швидкостей стиску й навантаження, яка ще більше зростає при нагріванні; – складність збирання та ремонту в зв'язку з наявністю камери високого тиску; – порівняно низька надійність праці, бо при деякій неминучій утечці рідини в процесі роботи розділовий поршень починає наближатися до робочого, викликаючи стуки від їх ударів одного об другий тиск газу падає і з'являється крен автомобіля. В якості найближчого аналогу обраний гідравлічний телескопічний амортизатор (а. с. № 1307122 (А2) F 16 F 9/18, БІ № 16. – 1987 р. ), що містить резервуар, циліндр з робочою рідиною, розміщені у циліндрі шток, поршень із перепускним клапаном та клапаном відбою, клапан стиску, а також пружини піджаття перепускного клапана і клапана відбою. В штоковій порожнині циліндру встановлена компенсуюча пружина, взаємодіюча через двоплечу підойму з перепускним клапаном. Прилад дозволяє деяким образом диференціювати опір зусиллю стиску за рахунок компенсуючої пружини, проте конструктивна складність та низька надійність важільної регулюючої системи не дозволяють ефективно використовувати такий амортизатор у широкому діапазоні швидкостей і навантаження, особливо в складник шляховик умовах. По отієї ж причині прилад не може бути убудований у серійні конструкції відомих амортизаторів без істотної переробки штатних елементів. Завданням запропонованого винаходу є спрощення конструкції та підвищення експлуатаційної надійності амортизатора, а також забезпечення усталеності та комфортності автомобіля при рухові в складних шляхових умовах. Технічний результат досягається за рахунок того, що амортизатор містить циліндр з робочою рідиною, розміщені в циліндрі шток, поршень із перепускним клапаном та клапаном віддачі, циліндричну пружину в штоковій порожнині, направляючий елемент і сальником, кришку циліндру. В штоковій порожнині додатково встановлений з можливістю осьового переміщування плунжер із сальником та направляючим чіпом, а між верхнім торцем плунжера та кришкою циліндру в повітряній камері встановлена пружина, що містить циліндричну та конічну телескопічну частки, причому висота H зазначеної пружини в вільному стані визначається по формулі : 2 Dш × L H= + i + 1 × d, 2 2 Dп - Dш де Dш – діаметр штока; Dп – діаметр поршня; L – максимальний робочий хід поршня; і – число витків циліндричної частки пружини; d – діаметр дроту пружини. Таке виконання плунжера в штоковій порожнині, повітряної камери та пружини з циліндричною та конічною телескопічною частками дозволяє переміщуванням плунжера нагору при ході стиску поршня компенсувати обсяг рідини, що витісняється штоком, виявляючи диференційований опір зусиллю стиску. В початковий період стиску в добрих шляхових умовах при руху плунжера нагору зусилля сприймає менш жорстка конічна телескопічна частка пружини, після цього, при екстремальному стискові, в роботу вступає понад жорстка циліндрична частка пружини, збільшуючи опір зусиллю стиску при погіршенні шляхових умов. На фіг. 1 показаний загальний вид амортизатора, на фіг. 2 і 3 – відповідно схеми роботи приладу в умовах нормального та екстремального ходу стиску. Запропонованими амортизатор складається з циліндру 1 з робочою рідиною, в якому розміщений шток 2 з поршнем 3, в верхній частині якого встановлена тарілка 4 перепускного клапана з тарільчатою пружиною 5, а в нижній частині – клапан віддачі 6. У штоковій порожнині циліндру 1 встановлений з можливістю осьового переміщування плунжер 7 з сальником 8 І направляючим чіпом 9. У плунжері 7 виконай також технологічний отвір 10, необхідний для випуску повітряного прошарку Із простору між поршнем 3 та плунжером 7 при збиранні приладу. В повітряній камері між верхнім торцем плунжера 7 та кришкою 11 циліндру 1 встановлена пружина 12, яка містить циліндричну та конічну телескопічну частки, причому висота H зазначеної пружини в вільному стані визначається по формулі : 2 Dш × L H= + i + 1 × d, 2 2 Dп - Dш де Dш – діаметр штока; Dп – діаметр поршня; L – максимальний робочий хід поршня; і – число витків циліндричної частки пружини; d – діаметр дроту пружини. Залежно від класу автомобіля і від умов експлуатації співвідношення між довжинами та числом витків циліндричної та конічної телескопічної часток пружини 12, а також діаметр дроту d можуть варіюватися ( ) ( ) шляхом заміни однієї пружини на пружину іншого типоразмеру. Запропонованими прилад працює наступним чином. При руку автомобіля при ході стиску амортизатора робоча рідина в час опускання поршня 3 перетікає з поршневої порожнини в штокову через перепускний клапан. Оскільки обсяг рідини, що надходить у штокову порожнину, перевищує той обсяг, який при цьому звільняється, на величину обсягу, що займається штоком 2, плунжер 7 одержує прямовисне переміщування щодо штока 2, стискаючи пружину 12. При малому ході стиску амортизатора, відповідному руху автомобіля по рівній дорозі без дефектів покриття, стиску зазнає менш жорстка конічна телескопічна частка пружини в діапазоні h1 (фіг. 2). При збільшенні ходу стиску у випадку погіршення шляхових умов (грейдерна чи покрита гравієм дорога) стиску зазнає як конічна (на величину h1), так і циліндрична частка (на величину h2), яка має більшу жорсткість (фіг. 3). Завдяки цьому в екстремальних умовах опір зусиллю стиску зростає, запобігаючи ударів підвіски. При ході відбою робоча рідина перетікає з штокової порожнини в поршневу через клапан віддачі. Плунжер 7 під дією пружини 12 надходить у вихідне положення. Висота пружини в вільному стані Н, наприклад, для амортизатора автомобіля УАЗ-3153 (діаметр штока Dш =16мм, діаметр поршня Dп=35мм, максимальний робочий хід поршня L=200мм) при числі витків циліндричної частки пружини і=4, діаметрі дроту пружини d=2,5мм, розрахована по запропонованої формулі, складає: Н = (256·200)/(1225-256) + (4+1)·2.5=65.3(мм) Таким чином, зусилля опору амортизатора значно зростає при погіршенні шляхових умов, при їзді по дорогам із великими нерівностямитями на середніх та високих швидкостях. Величина зусилля опору для екстремальних умов визначається параметрами пружини 12 та співвідношенням між ходом стиску h1 циліндричної та h2 конічної телескопічної часток. Простота запропонованого амортизатора (відсутність резервуару та клапана стиску) забезпечує його надійну експлуатацію та ремонтопридатність. Прилад легко вбудовується в відомі конструкції амортизаторів та стійок автомобілів. Експлуатаційна надійність амортизатора значно зростає, бо виключаються удари та "провали" поршня у неприємних шляхових умовах, зникає утечка робочої рідини внаслідок наявності ізольованої повітряної камери. Для зміни жорсткостних характеристик достатньо встановити пружину з іншими параметрами, що забезпечує простоту регулювання приладу. Виключається тряска та дискомфорт при руху автомобіля, покращується керування на дорогах з високою частотою колихань, а також зростає швидкість входження автомобіля в поворот за рахунок зменшення бокового крена.