Гидравлический амортизатор
Гидравлический амортизатор предназначен для гашения вертикальных колебаний при движении автомобиля. Амортизатор содержит резервуар для рабочей жидкости, рабочий цилиндр со штоком и поршнем, направляющую, клапаны перепускной и отбоя, клапан сжатия в донной части, гайку. Уплотнение штока осуществляется манжетой. Для упрощения конструкции при обеспечении герметичности узел уплотнения содержит цилиндрическую обойму с кольцевым выступом в нижней части и размещенными на ней упругим уплотнительным элементом и втулкой. При заворачивании гайки деформированный упругий уплотнительный элемент занимает полость, образованную кольцевым выступом цилиндрической обоймы, втулкой и внутренней поверхностью резервуара. 3 ил.
Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкциям гидравлических амортизаторов.
Известна конструкция двухтрубного амортизатора фирмы «Боге» (1), узел уплотнения которого содержит уголковое кольцо, сальник, резервуар, крышку, кольцо, направляющую штока и цилиндр. Резервуар имеет внутреннюю резьбу для ввертывания крышки, которая через уголковое кольцо и направляющую штока прижимает цилиндр. Уплотнение между резервуаром и направляющей штока осуществляется путем деформации уголковым кольцом кольца при заворачивании гайки. Уплотнение амортизатора по штоку осуществляется внутренними рабочими кромками сальника. Уплотнение по внутренней полости направляющей штока осуществляется путем прижатия торцевой горизонтальной поверхности сальника к торцу направляющей штока внутренней торцевой поверхностью гайки при ее вворачивании в резервуар. Недостатками данной конструкции является необходимость изготовления гайки с высокой точностью и с высокими параметрами шероховатости и плоскостности торцевой поверхности, прилегающей к сальнику, для предотвращения деформации резины при заворачивании гайки, и необходимость изготовления направляющей штока и кольца с высокой точностью для обеспечения требуемой герметичности амортизатора.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является конструкция амортизатора передней и задней подвесок автомобиля «Жигули» (2.) Амортизатор содержит рабочий цилиндр и внешний резервуар для рабочей жидкости. В рабочем цилиндре размещены поршень с клапаном отбоя и перепускным клапаном, закрепленный на штоке, направляющая втулка, клапан сжатия, установленный в донной части рабочего цилиндра, сальник штока, уплотнительное кольцо резервуара, гайка резервуара. При ходе сжатия жидкость, под давлением поршня преодолевая сопротивление перепускного клапана, перетекает из подпоршневого пространства в надпоршневое. Вся вытесняемая жидкость пройти не может, так как вдвигаемый шток занимает часть освобождаемого поршнем объема, поэтому другая часть жидкости
перетекает из цилиндра в резервуар через клапан сжатия, который создает усилие сопротивления сжатию.
При ходе отбоя над поршнем создается давление, а под поршнем - разрежение, при этом жидкость перетекает через клапан отбоя из надпоршневой полости в подпоршневую полость. Требуемое усилие сопротивления отбою создается клапаном отбоя, при перетекании через него жидкости из надпоршневой полости в подпоршневую. Компенсация изменения объема жидкости в рабочем цилиндре при выдвижении штока происходит за счет ее поступления через открытый клапан сжатия из компенсационной полости, образованной наружной стенкой рабочего цилиндра и внутренней стенкой внешнего резервуара.
Уплотнение амортизатора по штоку осуществляется внутренними рабочими кромками сальника штока. Уплотнение по внутренней полости направляющей втулки осуществляется путем прижатия торцевой горизонтальной поверхности сальника штока к торцу направляющей втулки через обойму гайкой резервуара при ее заворачивании. Уплотнение по наружной поверхности направляющей втулки осуществляется путем деформации уплотнительного кольца резервуара обоймой сальника штока в полости, образованной нижней горизонтальной плоскостью обоймы сальника штока, внутренней поверхностью резервуара и конической поверхностью направляющей втулки, при заворачивании гайки резервуара.
Недостатком данного технического решения является сложность конструкции, необходимость выполнения деталей с высокой точностью для обеспечения требуемых величин деформации сальника штока и уплотнительного кольца резервуара для достаточной герметичности амортизатора, что снижает его надежность при эксплуатации.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции при обеспечении необходимой герметичности амортизатора.
Поставленная задача решается за счет того, что амортизатор содержит резервуар для рабочей жидкости, рабочий цилиндр с закрепленным на штоке поршнем с клапанами отбоя и перепускным, направляющую, манжету, размещенную в верхней части направляющей, расположенный в донной части клапан сжатия, гайку и цилиндрическую обойму. Цилиндрическая обойма имеет кольцевой выступ в нижней части и плоскую поверхность с противоположной стороны. На цилиндрической обойме размещены опирающийся на кольцевой выступ упругий уплотнительный
элемент и контактирующая с ним торцевой поверхностью втулка, другая торцевая поверхность которой соприкасается с торцом гайки.
Наружная поверхность втулки, контактирующей с упругим уплотнительным элементом, цилиндрическая или цилиндрическая, переходящая в коническую.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен амортизатор в разрезе, на фиг.2 - узел уплотнения амортизатора с втулкой с наружной поверхностью цилиндрической, на фиг.3 - узел уплотнения амортизатора с втулкой с наружной поверхностью цилиндрической, переходящей в коническую.
Амортизатор (фиг.1) включает в себя резервуар 1 для рабочей жидкости, рабочий цилиндр 2. В донной части амортизатора расположен клапан сжатия 3. В рабочем цилиндре 2 расположен поршень 4 с перепускным клапаном 5 и клапаном отбоя 6, закрепленный на штоке 7. Перепускной клапан 5 размещен над поршнем 4. Клапан отбоя 6 расположен внутри поршня 4. Надпоршневая полость 8, подпоршневая полость 9 и компенсационная полость 10 заполнены рабочей жидкостью. Компенсационная полость 10 образована наружной стенкой рабочего цилиндра 2 и внутренней стенкой резервуара 1. Узел уплотнения (фиг.2) содержит направляющую 11, манжету 12, расположенную в верхней части направляющей 11, цилиндрическую обойму 13, втулку 14, упругий уплотнительный элемент 15 и гайку 16.
На направляющей 11 установлена цилиндрическая обойма 13, имеющая кольцевой выступ 17 в нижней части и плоскую поверхность 18 с противоположной стороны. На цилиндрической обойме 13 размещены упругий уплотнительный элемент 15, опирающийся на кольцевой выступ 17, и втулка 14. Горизонтальная торцевая поверхность втулки 14 контактирует с торцевой поверхностью упругого уплотнительного элемента. 15. Другая горизонтальная торцевая поверхность втулки 14 контактирует с торцевой поверхностью 19 гайки 16. Втулка 14 может быть выполнена в различных вариантах исполнения. Втулка 14 может иметь наружную поверхность цилиндрическую (фиг 2) и может иметь срез 20 на наружной поверхности, и представлять соединение цилиндрической и конической поверхностей (фиг.3).
Предлагаемая полезная модель работает следующим образом. При движении автомобиля по неровной поверхности шток 7 вместе с поршнем 4 совершает возвратно-поступательные движения. При ходе сжатия жидкость под давлением поршня 4 через перепускной клапан 5 перетекает из подпоршневой полости 9 в надпоршневую полость 8. Часть жидкости перетекает из рабочего цилиндра 2 в компенсационную полость 10 через клапан сжатия 3, создающий усилие
сопротивления сжатию. При ходе отбоя над поршнем 4 создается давление, а под поршнем 4 - разрежение, при этом жидкость перетекает через клапан отбоя 6 из надпоршневой полости 8 в подпоршневую полость 9. Требуемое усилие сопротивления отбою создается клапаном отбоя 6 при перетекании через него жидкости из надпоршневой полости 8 в подпоршневую полость 9. Компенсация изменения объема жидкости в рабочем цилиндре 2 происходит за счет ее перемещения через открытый клапан сжатия 3 в компенсационную полость 10 и обратно в рабочий цилиндр 2.
При заворачивании гайки 16 происходит деформация упругого уплотнительного элемента 15 втулкой 14, соприкасающейся с торцевой поверхностью 19 гайки 16. Деформация происходит до тех пор, пока плоская поверхность 18 цилиндрической обоймы 13 не прижмется к торцу 21 направляющей 11. При этом упругий уплотнительный элемент 15 деформируется и занимает всю полость, образованную кольцевым выступом 17 цилиндрической обоймы 13, втулкой 14 и внутренней поверхностью резервуара 1. Одновременно осуществляется прижим манжеты 12 к штоку 7. Таким образом, предлагаемая конструкция амортизатора позволяет осуществить уплотнение и штока 7, и резервуара 1 для рабочей жидкости при повороте гайки 16.
В конструкции прототипа уплотнение представляет собой упругое кольцо, которое при повороте гайки резервуара деформируется в полости, образованной нижним горизонтальным торцом обоймы сальника штока, конической поверхностью направляющей втулки и внутренней поверхностью резервуара. При этом упругое кольцо при заполнении полости значительно деформируется, приобретая в сечении форму трапеции вместо круга, что приводит к быстрой потере его упругости и потере герметичности амортизатора. В предлагаемой конструкции уплотнительный элемент представляет собой упругую цилиндрическую втулку, относительная деформация которой значительно меньше, что позволяет ей дольше сохранять свои упругие свойства. Это позволяет обеспечивать герметичность амортизатора на протяжении всего срока его эксплуатации.
Совокупность признаков позволяет значительно упростить конструкцию за счет уменьшения числа сопрягаемых деталей, снижения точности их изготовления и обеспечить необходимую герметичность амортизатора.
Сборка амортизатора осуществляется следующим образом.
В резервуар 1 для рабочей жидкости амортизатора устанавливается рабочий цилиндр 2, в донной части которого смонтирован клапан сжатия 3. В рабочий цилиндр 2 заливается рабочая жидкость. Затем, в рабочий цилиндр 2 устанавливается шток 7 с закрепленным на нем поршнем 4 с клапаном отбоя 6 и перепускным клапаном 5. На шток 7 предварительно монтируются направляющая 11 и манжета 12. После установки штока 7 на направляющую 11 устанавливается цилиндрическая обойма 13, на нее надевается упругий уплотнительный элемент 15 и втулка 14. После этого заворачивается гайка 16.
Опытные образцы предложенной полезной модели изготовлены НПООО «Фенокс», г.Минск и выдержали ресурсные стендовые и дорожные испытания, сохранив свою герметичность.
Библиография.
1. Раймпель И. Шасси автомобиля. Амортизаторы, шины и колеса. М., Машиностроение. 1986 г., с 28-29.
2. Автомобили «Жигули» ВАЗ-2104, -2105, -2107. Устройство и ремонт В.А.Вершигора, А.Л.Игнатов, К.В.Новокшонов, К.Б.Пятков. - 3-е изд. Переработанное. - М.: Транспорт, 1996 г., с.106-108.
1. Гидравлический амортизатор, содержащий резервуар для рабочей жидкости, рабочий цилиндр с закрепленным на штоке поршнем с клапанами отбоя и перепускным, направляющую с расположенной в верхней части манжетой, гайку, клапан сжатия в донной части, отличающийся тем, что он снабжен расположенной на направляющей цилиндрической обоймой с кольцевым выступом в нижней части и плоской поверхностью с противоположной стороны, на которой размещены опирающийся на выступ упругий уплотнительный элемент и контактирующая с ним торцевой поверхностью втулка, другая торцевая поверхность которой соприкасается с торцом гайки.
2. Гидравлический амортизатор по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность контактирующей с упругим уплотнительным элементом втулки цилиндрическая.
3. Гидравлический амортизатор по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность контактирующей с упругим уплотнительным элементом втулки цилиндрическая, переходящая в коническую.
