Гидравлический телескопический двухтрубный демпфер подвески транспортного средства

 

Гидродемпфер относится к транспортному машиностроению. Для расширения температурного диапазона работы, уменьшения конструктивной длины, повышения работоспособности в условиях загрязненной рабочей жидкости и удобства настройки гидродемпфер состоит из внешнего и внутреннего цилиндров с компенсационной камерой между ними, дна с всасывающим клапаном, крышки со смазочной полостью. Внутренний цилиндр разделен на две полости поршнем со штоком, который имеет внутреннее и внешнее уплотнения. Внешнее уплотнение состоит из сальника, шевронных манжет, опорного и нажимного колец и пружин. Средняя шевронная манжета выполнена из морозостойкого материала, сальник и внутренняя шевронная манжета изготовлены из теплостойкого материала, причем вершина и впадина пересечения конических поверхностей опорного и нажимного колец смещены относительно соответствующих впадин и вершин шевронных манжет к оси штока. Пружина всасывающего клапана может быть выполнена из двух плоских упругих частей за одно с кольцевой частью. Смазочная полость крышки может быть разделена фильтровальной сеткой на две части, в одной из них расположены шток с уплотнениями и устройство настройки на требуемое сопротивление, вторая часть соединена с компенсационной камерой. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в системах подрессоривания автомобилей, гусеничных машин, подвижного состава железных дорог.

Известны гидравлические телескопические двухтрубные демпферы (далее по тексту гидродемпферы) подвески траснпортных средств (патенты EP N 0342683, F 16 F 9/36, ФРГ N 3838189, N 3918681, F 16 F 9/36, Франции N 2063584, F 16 F 9/00 и Японии N2-14290, F 16 F 9/00, 9/34, 9/31, 9/44, SU, авт. свид. N 1698526, F 16 F 9/18, 15.12.91), содержащие наружный и внутренний цилиндры, установленные с образованием между ними компенсационной камеры, поршень со штоком, делящий внутренний цилиндр на две полости, шток имеет внутреннее уплотнение, смазочную полость и внешнее уплотнение, состоящее из сальника, шевронных манжет, опорных и нажимных колец и пружин, напорный и перепускной клапаны в поршне, в дне - всасывающий клапан, состоящей из диска с пружиной, устройства настройки на требуемое сопротивление.

Недостатком внешнего уплотнения штока, выполненного по заявке EP N 0342683 и патентам ФРГ N 3838189 и Франции N 2063584, является узкий температурный диапазон работы, ограниченный применяемой маркой эластичного материала массивного сальника. Для резин этот диапазон, как правило, составляет от -50 до +100^oC или от -20 до +150^oС. Кроме того, вследствие больших радиальных габаритов сальника и низких удельных давлений на шток от поджимных пружин его работоспособность ограничивается предварительным натягом, при износе которого теряется герметичность.

Недостатком всасывающего клапана по заявке Японии N 2-14290 является сложность конструкции и большие габариты, входящие в конструктивную длину гидродемпфера. Клапан состоит из пяти деталей, а по длине его высота равна высоте корпуса седла, в котором скомпонован клапана.

Устройство для настройки на требуемое сопротивление по заявке ФРГ N 3918681 неудобно в работе, т.к. для проведения поднастройки гидродемпфера на испытательном стенде требуется разборка гидродемпфера и его поршневой группы.

Техническое решение предлагаемого гидродемпфера по сравнению с предложенным в SU авт свид. N 1698526, F 16 F 9/18, 15.12.91 г., отличается наличием напорного клапана в поршне, выполнением внешнего уплотнения, всасывающего клапана, устройства настройки на требуемое сопротивление.

Кроме того, недостатком всех перечисленных известных конструкций является их чувствительность к загрязнениям рабочей жидкости, неизбежной при серийном производстве гидродемпферов.

Цель изобретения - расширение температурного диапазона работы, уменьшение конструктивной длины, повышение работоспособности в условиях загрязненной рабочей жидкости и удобства настройки.

Указанные цели достигаются тем, что средняя шевронная манжета выполнена из эластичного морозостойкого материала, сальник и внутренняя шевронная манжета изготовлены из теплостойкого материала, причем вершины (впадины) пересечения конических поверхностей опорного и нажимного колец смещены относительно соответствующих вершин (впадин) шевронных манжет к оси штока, а угол их наклона выполнен на 2-4^o больше, чем у манжет в свободном состоянии; пружина всасывающего клапана выполнена из двух плоских упругих частей, изготовленных за одно целое с кольцевой частью, и установлена над диском с утолщенной средней частью и отверстиями по периферии в проточке, образованной внутренним цилиндром и дном.

На фиг. 1 изображен предлагаемый гидродемпфер, продольный разрез, на фиг. 2 - всасывающий клапан, на фиг. 3 - вид сверху на пружину всасывающего клапана, на фиг. 4 - детали уплотнения штока.

Смазочная полость разделена на две части фильтровальной сеткой, в первую часть входят шток с уплотнениями и устройство настройки, выполненное в виде конической иглы с выходным пазом, вторая часть соединена с компенсационной камерой.

Гидродемпфер содержит наружный цилиндр 1 и внутренний цилиндр 2, разделенный поршнем 3 на две полости 4 и 5, сообщающиеся между собой через перепускной 6 и напорный 7 клапаны. Шток 8 соединен с поршнем 3 и имеет внутреннее уплотнение 9, герметизирующее полость 4, и наружное уплотнение 10, предохраняющее гидродемпфер от утечек рабочей жидкости и попадания абразива во внутренние полости. Между наружным и внутренним уплотнениями в крышке 11 расположена смазочная полость, разделенная фильтром 12 на две части 13 и 14 и служащая для смазки уплотнений и сброса жидкости в компенсационную камеру 15. Из полости 4 предусмотрено отверстие 16, площадь поперечного сечения которого регулируется иглой 17 устройства настройки с выходным пазом 18, входящим в первую часть 13 смазочной полости. Вторая часть 14 соединена с компенсационной камерой 15 с помощью трубки 19.

В нижней части гидродемпфера установлено дно 20, образующее с внутренним цилиндром 2 проточку 21 (фиг. 2) и имеющее центрально отверстие 22 (фиг. 2). Отверстие 22 перекрыто диском 23 (фиг. 2) с утолщенной центральной частью, имеющим отверстия 24 (фиг. 2). Сверху диск прижат пружиной 25 (фиг. 2), выполненной в виде двух плоских упругих частей 26 (фиг. 3), изготовленных за одно целое с кольцевой частью 27 (фиг. 3). Диск 23 (см. фиг. 2) и пружина 25 установлены в проточке 21.

Наружное уплотнение штока (фиг. 4) выполнено из сальника 28, двух шевронных манжет 29 и 30, опорного 31 и нажимного 32 колец, скребка 33 (фиг. 1).

Средняя манжета 29 изготовлена из морозостойкого эластичного материала, например резины B-14-1. Сальник 28 и внутренняя шевронная манжета 30 изготовлены из теплостойкого материала, например из резины ИРП-1316. Причем конические поверхности шевронных манжет выполнены практически под одинаковыми углами (30-45^o) в свободном состоянии, и вершина их пересечения практически совпадает с осью симметрии сечения. Углы наклона соответствующих поверхностей опорного 31 и нажимного 32 колец уменьшены на 2-4^o, а вершина (впадина) их пересечения смещена относительно вершины (впадины) манжет в сторону штока. Весь пакет уплотнений поджат к штоку пружинами 34.

Гидродемпфер работает следующим образом.

Рабочая жидкость через отверстие перепускного 6 и напорного 7 клапанов перетекает из нижней полости 5 в верхнюю 4. Избыток ее на ходе сжатия или при ходе растяжения через входное отверстие 16, перекрываемое иглой 17 устройства настройки, проходит в смазочную полость крышки 11, фильтруется с помощью сетки 12 и по трубке 19 попадает в компенсационную камеру 15. При повороте иглы 17 изменяется проходное сечение на выходе из отверстия 16, вследствие чего изменяются перепад давлений между полостью 4 и компенсационной камерой 15 и сопротивление гидродемпфера как на ходе растяжения, так частично и на ходе сжатия (часть сопротивления, формируемая штоком). Положение настроечного устройства в верхней части позволяет при стендовых испытаниях производить регулировку, не снимая гидродемпфер со стенда. Для этого достаточно отвернуть крышку 11 с наружным уплотнением штока, поднять его вверх и отверткой повернуть регулировочную иглу 17 устройства настройки, после чего завернуть крышку 11 с уплотнением и продолжить испытание. Установка фильтра 12 в смазочной полости вокруг устройства настройки позволяет постоянно осуществлять очистку жидкости, т.к. вся жидкость за полный рабочий ход проходит через устройство настройки. Кроме того, абразивные частицы, проникающие через наружное уплотнение штока, и частицы износа уплотнительных манжет сразу оседают на фильтрующей сетке, на попадая во внутренние полости гидродемпфера.

Выполнение средней шевронной манжеты 29 из морозостойкого материала, а остальных из теплостойкого позволяет расширить диапазон рабочих температур от минус 60 до плюс 200^oC, т.к., например, резина В-14-1 обеспечивает работоспособность от минус 60 до плюс 100^oC. Но поскольку средняя морозостойкая манжета заключена между двумя теплостойкими манжетами, то к ней доступ горячей жидкости и воздуха (кислорода) ограничен при высоких температурах, что обеспечивает сохранение ее эластичных свойств и предохраняет от преждевременного старения. А при низких температурах эта манжета обеспечивает герметичность внутренних поверхностей благодаря сохранению эластичных свойств.

Углы наклона конических поверхностей шевронных манжет 29 и 30 выбраны из условия обеспечения прижима к штоку изнашиваемой части манжет, а смещением вершин в сторону штока предусмотрена возможность компенсации изнашиваемой части манжет (на заключительном этапе износа) за счет уменьшения натяга по их наружному диаметру. Указанные мероприятия позволяют на 25-30% повысить ресурс работы наружного уплотнения штока. Конструкция пружины 25 и ее размещение вместе с диском 23 в проточке 21 позволяют полностью использовать ход штока, так как в крайнем положении пружина 25 допускает прижатие поршня к диску 23. Тем самым сокращается конструктивная длина и увеличивается ход гидродемпфера.

Формула изобретения

1. Гидродемпфер, содержащий наружный и внутренний цилиндры с компенсационной камерой между ними, поршень с перепускным клапаном, делящий внутренний цилиндр на две полости, связанный с поршнем шток, имеющий внутреннее и внешнее уплотнения, крышку со смазочной полостью, устройство настройки на требуемое сопротивление и дно с всасывающим клапаном, состоящим из диска с пружиной, отличающийся тем, что он снабжен напорным клапаном, установленным в поршне и сообщающим полости внутреннего цилиндра, внешнее уплотнение состоит из сальника, шевронных манжет, опорного и нажимного колец и пружин, при этом средняя шевронная манжета выполнена из морозостойкого материала, сальник и внутренняя шевронная манжета изготовлены из теплостойкого материала, причем вершина и впадина пересечения конических поверхностей опорного и нажимного колец смещены относительно соответствующих впадин и вершин шевронных манжет к оси штока, а угол их наклона на 2 - 4^o меньше, чем у манжет в свободном состоянии.

2. Гидродемпфер по п.1, отличающийся тем, что пружина всасывающего клапана выполнена из кольцевой части и двух плоских упругих частей, изготовленных за одно целое с кольцевой частью, а диск выполнен с утолщенной средней частью и отверстиями по периферии, причем пружина всасывающего клапана установлена под диском в проточке, образованной внутренним цилиндром и дном.

3. Гидродемпфер по п.1 или 2, отличающийся тем, что смазочная полость крышки разделена фильтровальной сеткой на две части, в первую часть входит шток с уплотнениями и устройство настройки на требуемое сопротивление, выполненное в виде конической иглы с выходным пазом, а вторая часть соединена с компенсационной камерой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4