RU150696U1

RU150696U1 - PNEUMAHYDRAULIC DEVICE FOR VIBRATION DAMPING

Info

Publication number: RU150696U1
Application number: RU2014137714/11U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Борисович Корчагин; Геннадий Сергеевич Аверьянов; Валентин Николаевич Бельков
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2015-02-20

Abstract

Устройство для демпфирования колебаний, содержащее цилиндр, заполненный магнитной жидкостью, подвижные в осевом направлении шток с поршнем, размещенные в цилиндре, соленоидную катушку, охватывающую цилиндр, подключенную к регулируемому источнику питания, содержащему измерители положения и направления перемещения поршня, выходы которых соединены с первым и вторым информационными входами логического блока, силовой вход которого соединен с источником питания, а выход соединен с управляющим входом коммутатора, причем выходы коммутатора соединены с входами секций соленоидной катушки, отличающееся тем, что цилиндр снабжен пневматическим упругим элементом, размещенным в пуансоне соосно штоку и поршню и жестко связанным со штоком, и компенсационной камерой с разделителем, связанный со штоком поршень снабжён не менее чем одним сквозным каналом, а соленоидная катушка состоит из двух секций и жестко закреплена на пуансоне таким образом, чтобы она перекрывала боковую поверхность поршня, причём соленоидная катушка установлена с возможностью перемещения по цилиндру вместе с пуансоном и, кроме того, пуансон снабжен жестко закрепленной в нижней его части втулкой, охватывающей цилиндр, и уплотнительным кольцом, неподвижно закрепленным на втулке и подвижно установленным относительно цилиндра.A device for damping oscillations, comprising a cylinder filled with magnetic fluid, axially movable rod with a piston placed in the cylinder, a solenoid coil enclosing the cylinder, connected to an adjustable power source, containing meters for the position and direction of movement of the piston, the outputs of which are connected to the first and the second information inputs of the logical unit, the power input of which is connected to the power source, and the output is connected to the control input of the switch, and the outputs of the switch connected to the inputs of the sections of the solenoid coil, characterized in that the cylinder is equipped with a pneumatic elastic element placed in the punch coaxially with the rod and piston and rigidly connected to the rod, and a compensation chamber with a separator, the piston connected with the rod is equipped with at least one through channel, and the solenoid the coil consists of two sections and is rigidly fixed to the punch so that it overlaps the side surface of the piston, and the solenoid coil is mounted with the possibility of movement along the cylinder along with the punch and, in addition, the punch is equipped with a sleeve rigidly fixed in its lower part, covering the cylinder, and a sealing ring, fixedly mounted on the sleeve and movably mounted relative to the cylinder.

Description

Полезная модель относится к области демпфирования механических колебаний и может быть использована для устранения вредных колебаний в различных механических системах.The utility model relates to the field of damping of mechanical vibrations and can be used to eliminate harmful vibrations in various mechanical systems.

Известна пневматическая подвеска преимущественно сидения транспортного средства, содержащая демпфер в виде корпуса и размещенного в нем штока, крышку, соединенную со штоком, резинокордную оболочку рукавного типа, одним концом закрепленную на корпусе, а другим - на крышке, и кожух, охватывающий резинокордную оболочку, которая снабжена установленной на корпусе и жестко соединенной с корпусом втулкой и установленным между последней и корпусом уплотняющим кольцом (а.с. СССР 1539424, МПК F16F 9/04, опубл. 30.01.1990, бюл. №4.A known air suspension is predominantly a vehicle seat, comprising a damper in the form of a body and a rod located therein, a cover connected to the rod, a sleeve-type rubber cord shell fixed to the body with one end, and a cover covering the rubber cord shell with the other end equipped with a sleeve mounted on the housing and rigidly connected to the housing and a sealing ring installed between the latter and the housing (AS USSR 1539424, IPC F16F 9/04, publ. 30.01.1990, bull. No. 4.

Недостатками подвески являются относительно низкие демпфирующие свойства резинокордной оболочки и невозможность управления процессом демпфирования колебанийThe disadvantages of the suspension are the relatively low damping properties of the rubber-cord shell and the inability to control the process of damping vibrations

Наиболее близким по совокупности признаков устройством того же назначения является устройство для демпфирования колебаний, содержащее цилиндр, заполненный магнитореологической жидкостью, подвижные в осевом направлении шток с поршнем, размещенные в цилиндре, соленоидную катушку, охватывающую цилиндр и подключаемую к регулируемому источнику питания, содержащему измерители положения и направления перемещения поршня, выходы которых соединены с первым и вторым информационными входами логического блока, силовой вход логического блока, соединенный с источником питания, а выход соединен с управляющим входом коммутатора, причем выходы коммутатора соединены с входами секций соленоидной катушки (патент РФ 2426922, МПК F16F 9/53, F16F 6/00, F16F 15/03, опубл. 20.08.2011 (прототип).The closest set of features for the same purpose is a device for damping oscillations, containing a cylinder filled with magnetorheological liquid, axially movable rod with a piston placed in the cylinder, a solenoid coil covering the cylinder and connected to an adjustable power source containing position meters and the direction of movement of the piston, the outputs of which are connected to the first and second information inputs of the logical unit, the power input of the logical unit, connected to the power source, and the output is connected to the control input of the switch, and the outputs of the switch are connected to the inputs of the sections of the solenoid coil (RF patent 2426922, IPC F16F 9/53, F16F 6/00, F16F 15/03, publ. 08/20/2011 (prototype )

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- ограниченный динамический диапазон регулирования коэффициента сопротивления амортизатора из-за постоянной жесткости пружин амортизатора;- limited dynamic range of regulation of the coefficient of resistance of the shock absorber due to the constant stiffness of the shock absorber springs;

- необходимость в начальной технологической настройке взаимного расположения элементов системы, которое определяется начальными положениями пружин амортизатора и других элементов подвески, а также нагрузкой на подвеску автомобиля,- the need for initial technological adjustment of the relative positioning of the system elements, which is determined by the initial positions of the shock absorber springs and other suspension elements, as well as the load on the vehicle suspension,

- большие габариты и сложность конструкции соленоидной катушки,- large dimensions and design complexity of the solenoid coil,

- повышенные энергозатраты на эксплуатацию и управление амортизатором, а также недостаточная эффективность гашения колебаний объекта.- increased energy costs for the operation and management of the shock absorber, as well as the insufficient efficiency of damping object vibrations.

Техническим результатом от использования предложенного устройства является увеличение динамического диапазона регулирования коэффициента сопротивления пневматического упругого элемента и исключение необходимости начальной технологической настройки взаимного расположения подвижных частей и малоподвижных частей системы, как следствие, снижение энергозатрат на эксплуатацию и управление устройством и увеличение эффективности гашения колебаний подрессоренного объекта.The technical result from the use of the proposed device is to increase the dynamic range of regulation of the drag coefficient of the pneumatic elastic element and eliminate the need for initial technological adjustment of the relative position of the moving parts and the inactive parts of the system, as a result, reducing energy costs for operation and device control and increasing the damping efficiency of the sprung object.

Указанный технический результат достигается тем, что в пневмогидравлическом устройстве для демпфирования колебаний, содержащем цилиндр, заполненный магнитореологической жидкостью, подвижные в осевом направлении шток с поршнем, размещенные в цилиндре, соленоидную катушку, охватывающую цилиндр, подключенную к регулируемому источнику питания, содержащему измерители положения и направления перемещения поршня, выходы которых соединены с первым и вторым информационными входами логического блока, силовой вход которого соединен с источником питания, а выход соединен с управляющим входом коммутатора, причем выходы коммутатора соединены с входами секций соленоидной катушки, цилиндр снабжен пневматическим упругим элементом, размещенным в пуансоне соосно штоку и поршню и жестко связанным со штоком, и компенсационной камерой с разделителем, связанный со штоком поршень снабжен не менее чем одним сквозным каналом, а соленоидная катушка состоит из двух секций и жестко закреплена на пуансоне таким образом, чтобы она перекрывала боковую поверхность поршня, причем соленоидная катушка установлена с возможностью перемещения по цилиндру вместе с пуансоном, кроме того, пуансон снабжен жестко закрепленной в нижней его части втулкой, охватывающей цилиндр, и уплотнительным кольцом, неподвижно закрепленным на втулке и подвижно установленным относительно цилиндра.The specified technical result is achieved by the fact that in a pneumohydraulic device for damping oscillations containing a cylinder filled with magnetorheological fluid, axially movable piston rod placed in the cylinder, a solenoid coil enclosing the cylinder connected to an adjustable power source containing position and direction meters displacement of the piston, the outputs of which are connected to the first and second information inputs of the logic unit, the power input of which is connected to the sources power supply, and the output is connected to the control input of the switch, and the outputs of the switch are connected to the inputs of the sections of the solenoid coil, the cylinder is equipped with a pneumatic elastic element placed in the punch coaxially to the rod and piston and rigidly connected to the rod, and a compensation chamber with a separator connected to the piston rod equipped with at least one through channel, and the solenoid coil consists of two sections and is rigidly fixed to the punch so that it overlaps the side surface of the piston, and the solenoid the carcass is installed with the possibility of moving along the cylinder together with the punch, in addition, the punch is equipped with a sleeve rigidly fixed in its lower part, enclosing the cylinder, and a sealing ring fixedly mounted on the sleeve and movably mounted relative to the cylinder.

На фиг. 1 изображен схематично продольный разрез устройства для демпфирования колебаний, на фиг. 2 - узел А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.In FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an oscillation damping device; FIG. 2 - node A in FIG. 1, in FIG. 3 is a section BB in FIG. one.

Устройство для демпфирования колебаний содержит корпус 1 с установочным узлом 2, в котором размещен цилиндр 3, заполненный магниторео-логической жидкостью 4. В цилиндре 3 с магнитореологической жидкостью размещен поршень 5 с выполненными в нем в количестве не менее одного сквозными каналами 6, соединенный со штоком 7. Поршень 5 и шток 7 изготовлены из магнитомягкого материала. Цилиндр 3 снабжен пневматическим упругим элементом 8, размещенным в пуансоне 9, жестко связанным одним концом со штоком 7, а другим концом с установочным узлом 10.The device for damping oscillations comprises a housing 1 with a mounting unit 2, in which a cylinder 3 is placed, filled with magnetorological fluid 4. In the cylinder 3 with magnetorheological fluid is placed a piston 5 with at least one through-channel 6 made in it, connected to the rod 7. The piston 5 and the stem 7 are made of soft magnetic material. The cylinder 3 is equipped with a pneumatic elastic element 8, located in the punch 9, rigidly connected at one end with the rod 7, and the other end with the installation node 10.

На пуансоне 9 жестко закреплена соленоидная катушка 11, охватывающая цилиндр 3 с возможностью перемещения по цилиндру вместе с пуансоном, состоящая из двух секций - нижней 12 и верхней 13, размещенных в ферромагнитном корпусе 14 таким образом, чтобы она перекрывала боковую поверхность поршня, т.е. высота соленоидной катушки превышает высоту поршня, согласно рис. 1.A solenoid coil 11 is fixed on the punch 9, covering the cylinder 3 with the possibility of movement along the cylinder together with the punch, consisting of two sections - the lower 12 and the upper 13, located in the ferromagnetic housing 14 so that it overlaps the side surface of the piston, i.e. . the height of the solenoid coil exceeds the height of the piston, according to fig. one.

Входы секций 12 и 13 соленоидной катушки 11 соединены с выходами коммутатора электрического напряжения 15, один из входов которого соединен с источником питания 16, а второй с выходом логического блока (микропроцессора) 17. Один из входов логического блока 17 соединен с выходом датчика положения 18, а второй - с выходом датчика направления перемещения 19. Датчик положения 18 и датчик направления перемещения 19 определяют соответственно положение и направление перемещения поршня 5 демпфирующего элемента.The inputs of sections 12 and 13 of the solenoid coil 11 are connected to the outputs of the electrical voltage switch 15, one of the inputs of which is connected to the power source 16, and the second to the output of the logic unit (microprocessor) 17. One of the inputs of the logic unit 17 is connected to the output of the position sensor 18, and the second, with the output of the displacement direction sensor 19. The position sensor 18 and the displacement direction sensor 19 determine, respectively, the position and direction of movement of the piston 5 of the damping element.

В подпоршневой части цилиндра установлен разделитель 20, образующий в цилиндре компенсационную камеру 21, заполненную сжатым газом.A separator 20 is installed in the under-piston part of the cylinder, forming a compensation chamber 21 in the cylinder filled with compressed gas.

Кроме того, пуансон 9 снабжен жестко закрепленной в нижней его части втулкой 22, охватывающей цилиндр 3, и уплотнительным кольцом 23, неподвижно закрепленным на втулке 22 и подвижно установленным относительно цилиндра 3. Таким образом, между пневматическим упругим элементом 8 и втулкой 22 с уплотнительным кольцом 23 образуется дополнительный замкнутый объем 24, заполненный газом.In addition, the punch 9 is equipped with a sleeve 22 rigidly fixed in its lower part, covering the cylinder 3, and a sealing ring 23, fixedly mounted on the sleeve 22 and movably mounted relative to the cylinder 3. Thus, between the pneumatic elastic element 8 and the sleeve 22 with the sealing ring 23 an additional closed volume 24 filled with gas is formed.

Установочный узел 10 подрессоренного объекта, поршень 5, шток 7, пуансон 9, соленоидная катушка 11, втулка 22 и уплотнительное кольцо 23 находятся в неизменном положении один относительно другого.The mounting unit 10 of the sprung object, the piston 5, the rod 7, the punch 9, the solenoid coil 11, the sleeve 22 and the o-ring 23 are in the same position relative to each other.

Установочный узел 2 и корпус 1 с цилиндром 3 также находятся в неизменном положении один относительно другого.The mounting unit 2 and the housing 1 with the cylinder 3 are also in the same position relative to each other.

Между корпусом 1 и пуансоном 9 установлен защитный чехол 25.Between the housing 1 and the punch 9 has a protective cover 25.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В исходном состоянии, при отсутствии колебаний и относительных перемещений подрессоренного объекта с установочным узлом 10 и неподрессоренного основания с установочным узлом 2, нагрузку со стороны подрессоренного объекта воспринимает пневматический упругий элемент 8, размещенный в пуансоне 9.In the initial state, in the absence of oscillations and relative movements of the sprung object with the mounting unit 10 and the unsprung base with the installation node 2, the load from the side of the sprung object is absorbed by the pneumatic elastic element 8 located in the punch 9.

Взаимное расположение установочного узла 10 подрессоренного объекта, поршня 5, штока 7, пуансона 9, соленоидной катушки 11, а также втулки 22 и уплотнительного кольца 23 неизменно, поэтому не требуется начальная технологическая настройка всей системы.The relative position of the mounting unit 10 of the sprung object, the piston 5, the rod 7, the punch 9, the solenoid coil 11, as well as the sleeve 22 and the sealing ring 23 is unchanged, therefore, the initial technological adjustment of the entire system is not required.

При движении поршня вниз (ход сжатия для пневматического упругого элемента 8) магнитореологическая жидкость 4 начинает перетекать через каналы 6 поршня 5 между надпоршневой и подпоршневой полостями цилиндра 3 в направлении, противоположном движению поршня. По мере приближения поршня 5 к нижнему положению на рис.1 газ сжимается в пневматическом упругом элементе 8, опирающемся на пуансон 9 и цилиндр 3, разделитель 20 сжимает газ в компенсационной полости 21.When the piston moves downward (the compression stroke for the pneumatic elastic element 8), the magnetorheological liquid 4 begins to flow through the channels 6 of the piston 5 between the piston and piston cavities of the cylinder 3 in the opposite direction to the piston movement. As the piston 5 approaches the lower position in Fig. 1, the gas is compressed in the pneumatic elastic element 8, which is supported by the punch 9 and cylinder 3, the separator 20 compresses the gas in the compensation cavity 21.

Одновременно измерители положения 18 и направления перемещения 19 поршня 5 подают сигнал на логический блок 17, от регулируемого источника питания 16 включается нижняя секция 12 соленоидной катушки 11, что приводит к увеличению вязкости магнитореологической жидкости и созданию за счет этого диссипативной силы, а за счет возбуждения импульсов магнитного поля создается дополнительная диссипативная сила сопротивления. Таким образом, осуществляется демпфирование колебаний как путем увеличения вязкости магнитореологической жидкости при воздействии магнитного поля, так и путем приложения к системе дополнительной диссипативной силы сопротивления, возникающей при возбуждении импульсов магнитного поля в демпфирующей магнитореологической жидкости, причем дополнительная диссипативная сила сопротивления создается в области демпфирующей магнитореологической жидкости, находящейся у передней по ходу движения торцовой части поршня.At the same time, the position meters 18 and the direction of movement 19 of the piston 5 provide a signal to the logic unit 17, from the regulated power source 16 the lower section 12 of the solenoid coil 11 is turned on, which leads to an increase in the viscosity of the magnetorheological fluid and due to this the dissipative force is generated, and due to the excitation of pulses magnetic field creates an additional dissipative resistance force. Thus, vibration damping is carried out both by increasing the viscosity of the magnetorheological fluid when exposed to a magnetic field, and by applying an additional dissipative resistance force to the system that occurs when magnetic pulses are excited in the damping magnetorheological fluid, and an additional dissipative resistance force is created in the region of the damping magnetorheological fluid located at the front along the end of the end of the piston.

В магнитореологической жидкости, которая является неполярной средой, возникает течение в область наибольшей напряженности магнитного поля, т.е. это означает, что при движении поршня 5 вниз (ход сжатия для пневматического упругого элемента 8) магнитореологическая жидкость в каналах 6 поршня 5 будет течь в направлении перемещения поршня 5.In a magnetorheological fluid, which is a nonpolar medium, a flow occurs in the region of the highest magnetic field strength, i.e. this means that when the piston 5 moves down (the compression stroke for the pneumatic elastic element 8), the magnetorheological fluid in the channels 6 of the piston 5 will flow in the direction of movement of the piston 5.

При этом необходимо учесть, что при перемещении поршня 5 в отсутствие поля магнитореологическая жидкость 4 в каналах 6 поршня 5 и цилиндром 3 всегда перемещается противоположно перемещению поршня (уравнение Навье-Стокса и профиль течения, как правило, имеет так называемый профиль Пуазейля).It should be noted that when moving the piston 5 in the absence of a field, the magnetorheological liquid 4 in the channels 6 of the piston 5 and the cylinder 3 always moves opposite to the piston movement (the Navier-Stokes equation and the flow profile, as a rule, have the so-called Poiseuille profile).

Возникают две скорости магнитореологической жидкости 4 каналах 6 поршня 5: V_М - механическая скорость магнитореологической жидкости за счет перемещения поршня 5 в цилиндре 3, которая не зависит от магнитного поля и всегда направлена противоположно перемещению поршня 5; V_Н - магнитная скорость магнитореологической жидкости за счет наличия градиента магнитного поля в каналах 6 при подаче напряжения на секцию, находящуюся у передней по ходу движения части поршня 5 в цилиндре 3 (т.е. всегда направлена в сторону перемещения поршня 5).There are two speeds of the magnetorheological fluid 4 channels 6 of the piston 5: V _M - the mechanical speed of the magnetorheological fluid due to the movement of the piston 5 in the cylinder 3, which is independent of the magnetic field and is always directed opposite to the movement of the piston 5; V _N is the magnetic velocity of the magnetorheological fluid due to the presence of a magnetic field gradient in the channels 6 when applying voltage to the section located at the front along the part of the piston 5 in the cylinder 3 (i.e., always directed towards the movement of the piston 5).

Следовательно, возможны условия: V_M>V_H - демпфирование нормальное и поршень 1 может перемещаться, поскольку магнитное поле не полностью его тормозит; V_M=V_H -Consequently, the following conditions are possible: V _M > V _H - damping is normal and piston 1 can move because the magnetic field does not completely slow it down; V _M = V _H -

демпфирование отсутствует, поскольку отсутствует относительное движение частей устройства (подвижная и неподвижная части «соединены» в единое целое); V_M<V_H - магнитное поле усиливает колебания подвижной системы, переводя ее при определенных условиях из устойчивого положения в неустойчивое.there is no damping, since there is no relative movement of the parts of the device (the movable and fixed parts are “connected” into a single whole); V _M <V _H - the magnetic field enhances the vibrations of the mobile system, transferring it under certain conditions from a stable position to an unstable one.

При сжатии пневматического упругого элемента 8 возникает падение давления в замкнутом объеме 24 из-за того, что при перемещении вниз пуансона 9 с втулкой 22 и уплотнительным кольцом 23 на ход h перегиб пневматического упругого элемента 8 при его перекатывании между пуансоном 9 и цилиндром 3 перемещается только на величину h/2. Защитный чехол 25 предотвращает попадание загрязнений на поверхность цилиндра 3, по которой перемещается уплотнительное кольцо 23.When compressing the pneumatic elastic element 8, a pressure drop occurs in the closed volume 24 due to the fact that when moving down the punch 9 with the sleeve 22 and the sealing ring 23 on the stroke h, the bend of the pneumatic elastic element 8 when it is rolled between the punch 9 and cylinder 3 only moves by the value of h / 2. The protective cover 25 prevents the ingress of contaminants onto the surface of the cylinder 3, along which the o-ring 23 moves.

Первый демпфирующий фактор возникает за счет изменения вязкости магнитной жидкости под действием приложенного магнитного поля.The first damping factor occurs due to a change in the viscosity of the magnetic fluid under the action of the applied magnetic field.

Второй демпфирующий фактор возникает при возбуждении импульсов магнитного поля в демпфирующей магнитореологической жидкости, причем дополнительная диссипативная сила сопротивления создается в области демпфирующей магнитореологической жидкости, которая составляет передний фронт перемещения части подвижной системы, погруженной в магнитореологическую жидкость в направлении перемещения.The second damping factor occurs when magnetic field pulses are excited in a damping magnetorheological fluid, and an additional dissipative resistance force is created in the area of the damping magnetorheological fluid, which makes up the front front of the moving part of the moving system immersed in the magnetorheological fluid in the direction of travel.

Повышение эффективности демпфирования колебаний в результате действия данных факторов осуществляется как путем увеличения вязкости магнитореологической жидкости при воздействии магнитного поля, так и путем приложения к системе дополнительной диссипативной силы сопротивления, возникающей при возбуждении импульсов магнитного поля в демпфирующей магнитореологической жидкости, причем дополнительная диссипативная сила сопротивления создается в области демпфирующей магнитореологической жидкости, находящейся у передней по ходу движения торцовой части поршня.An increase in the efficiency of vibration damping as a result of the action of these factors is carried out both by increasing the viscosity of the magnetorheological fluid when exposed to a magnetic field, and by applying an additional dissipative resistance force to the system that occurs when magnetic field pulses are excited in the damping magnetorheological fluid, and an additional dissipative resistance force is created in the area of the damping magnetorheological fluid located at the front along the movement tion of the end part of the piston.

Третий демпфирующий фактор возникает вследствие образования между пневматическим упругим элементом 8 и втулкой 22 с уплотнительным кольцом 23 дополнительного замкнутого объема 24, заполненного газом, и создания дополнительной силы упругого сопротивления за счет перепада давления на втулке 22 с уплотняющим кольцом 23 вследствие падения давления в замкнутом объеме 24 из-за того, что при перемещении вниз пуансона 9 с втулкой 22 на ход h перегиб пневматического упругого элемента 8 при его перекатывании между пуансоном 9 и цилиндром 3 перемещается только на величину h/2. В результате дополнительно увеличивается коэффициент сопротивления демпфирующего устройства и, следовательно, повышается эффективность демпфирования колебаний.The third damping factor occurs due to the formation between the pneumatic elastic element 8 and the sleeve 22 with the sealing ring 23 of an additional closed volume 24 filled with gas and the creation of additional elastic resistance due to the pressure drop across the sleeve 22 with the sealing ring 23 due to the pressure drop in the closed volume 24 due to the fact that when moving down the punch 9 with the sleeve 22 on the stroke h, the bend of the pneumatic elastic element 8 when it rolls between the punch 9 and the cylinder 3 moves t lko by an amount h / 2. As a result, the drag coefficient of the damping device is further increased and, therefore, the damping efficiency of the vibrations is increased.

При движении поршня 5 вверх (ход отбоя, происходящий благодаря энергии, запасенной в пневматическом упругом элементе 8), измерители положения 18 и направления перемещения 19 поршня 5 подают сигнал на логический блок 17, включается верхняя секция 13 соленоидной катушки 11, что приводит к увеличению вязкости магнитореологической жидкости, а за счет возбуждения импульсов магнитного поля создается дополнительная диссипативная сила сопротивления. Происходящие в верхней секции 13 процессы аналогичны процессам, возникающим при включении нижней секции 12 соленоидной катушки 11, т.е создаются основная и дополнительная диссипативные силы, обеспечивающие демпфирование. Одновременно давление в пневматическим упругом элементе 8 падает, а в замкнутом объеме 24 увеличивается, что обеспечивает более интенсивное уменьшение усилия на подвеске.When the piston 5 moves up (rebound stroke due to the energy stored in the pneumatic elastic element 8), the position meters 18 and the direction of movement 19 of the piston 5 signal to the logic unit 17, the upper section 13 of the solenoid coil 11 is turned on, which leads to an increase in viscosity magnetorheological fluid, and due to the excitation of magnetic field pulses creates an additional dissipative resistance force. The processes occurring in the upper section 13 are similar to the processes that occur when the lower section 12 of the solenoid coil 11 is turned on, that is, the main and additional dissipative forces are created that provide damping. At the same time, the pressure in the pneumatic elastic element 8 drops, and in a closed volume 24 increases, which provides a more intensive decrease in the load on the suspension.

Применение пневматического упругого элемента в устройстве вместо металлической пружины предпочтительно, т.к. отношение воспринимаемой нагрузки к собственному весу для металлической пружины составляет ~0,1, а для пневматического упругого элемента составляет ~0,03 при прочих равных условиях применения. Жесткость пневматического упругого элемента регулируется путем изменения давления, что обеспечивает возможность увеличения динамического диапазона регулирования коэффициента сопротивления предлагаемого устройства для демпфирования колебаний.The use of a pneumatic elastic element in the device instead of a metal spring is preferable, because the ratio of the perceived load to its own weight for a metal spring is ~ 0.1, and for a pneumatic elastic element it is ~ 0.03, ceteris paribus. The stiffness of the pneumatic elastic element is controlled by changing the pressure, which makes it possible to increase the dynamic range of regulation of the resistance coefficient of the proposed device for damping vibrations.

Размещение в цилиндре разделителя и образование компенсационной камеры обеспечивает исключение разрушительного действия ударных воздействий и устранение разности объемов надпоршневой и подпоршневой полостей, которая возникает при движении поршня и штока.The placement of the separator in the cylinder and the formation of a compensation chamber ensures the elimination of the destructive action of shock effects and elimination of the difference in the volume of the piston and piston cavities that occurs when the piston and the rod move.

Выполнение соленоидной катушки жестко закрепленной на пуансоне и, следовательно, неподвижной относительно поршня и подвижной относительно цилиндра устраняет необходимость в начальной технологической настройке взаимного расположения элементов системы.The implementation of the solenoid coil rigidly fixed to the punch and, therefore, stationary relative to the piston and movable relative to the cylinder eliminates the need for initial technological adjustment of the relative positioning of the system elements.

Выполнение соленоидной катушки двухсекционной обусловлено достаточностью двух секций для выполнения заданных функций в полном объеме из-за неизменного относительного расположения катушки и поршня и обеспечивает, вследствие этого, упрощение системы управления ее работой и снижение при этом энергозатрат на эксплуатацию и управление устройством и повышение эффективности гашения колебаний объекта.The implementation of the two-section solenoid coil is due to the sufficiency of two sections to perform the given functions in full due to the constant relative location of the coil and piston and, as a result, simplifies the control system of its operation and reduces energy costs for operation and control of the device and increases the damping efficiency object.

В результате осуществления предложенного технического решения достигается исключение необходимости начальной технологической настройки взаимного расположения подвижных частей и малоподвижных частей системы, снижение энергозатрат на эксплуатацию и управление амортизатором и увеличение динамического диапазона регулирования коэффициента сопротивления демпфирующего устройства, которое обеспечивается как за счет возможности изменения давления газа внутри пневматического упругого элемента 8, так и образования между последим и втулкой 22 с уплотнительным кольцом 23 дополнительного замкнутого объема 24, заполненного газом, и создания в результате этого перепада давления на втулке 22 с уплотняющим кольцом 23 вследствие падения давления в замкнутом объеме 24 из-за того, что при перемещении вниз пуансона 9 с втулкой 22 на ход h перегиб пневматического упругого элемента 8 при его перекатывании между пуансоном 9 и цилиндром 3 перемещается только на величину h/2.As a result of the implementation of the proposed technical solution, the elimination of the need for initial technological adjustment of the relative position of the moving parts and the inactive parts of the system, the reduction of energy consumption for operation and control of the shock absorber, and the increase in the dynamic range of regulation of the drag coefficient of the damping device, which is ensured by the possibility of changing the gas pressure inside the pneumatic elastic element 8, and the formation between the latter and the sleeve 22 with the sealing ring 23 of an additional closed volume 24 filled with gas, and as a result of this creating a pressure drop across the sleeve 22 with the sealing ring 23 due to the pressure drop in the closed volume 24 due to the fact that when moving down the punch 9 with the sleeve 22 on the stroke h is the bend of the pneumatic elastic element 8 when it is rolled between the punch 9 and the cylinder 3 only moves by the value h / 2.

Т.к создаваемая на пневматическом упругом элементе 8 сила упругого сопротивления зависит от разности давлений внутри и снаружи пневматического упругого элемента 8, а давление снаружи пневматического упругого элемента 8 является давлением в дополнительном замкнутом объеме 24, то при падении давления в последнем на ходе сжатия указанная разность давлений увеличивается, приводя к росту силы упругого сопротивления на пневматическом упругом элементе 8.Since the elastic resistance force created on the pneumatic elastic element 8 depends on the pressure difference inside and outside the pneumatic elastic element 8, and the pressure outside the pneumatic elastic element 8 is the pressure in the additional closed volume 24, then when the pressure drops in the latter during the compression, the specified difference pressure increases, leading to an increase in the force of elastic resistance on the pneumatic elastic element 8.

Регулирование жесткости пневматического упругого элемента 24 возможно также путем изменения давления газа внутри него.The regulation of the stiffness of the pneumatic elastic element 24 is also possible by changing the gas pressure inside it.

Увеличение эффективности гашения колебаний подрессоренного объекта, таким образом, обеспечивается наличием двух факторов: возможностью изменения давления газа внутри пневматического упругого элемента и создания дополнительного замкнутого объема между внешней средой и пневматическим упругим элементом.The increase in the damping efficiency of the sprung object is thus ensured by the presence of two factors: the possibility of changing the gas pressure inside the pneumatic elastic element and creating an additional closed volume between the external environment and the pneumatic elastic element.

Claims

Устройство для демпфирования колебаний, содержащее цилиндр, заполненный магнитной жидкостью, подвижные в осевом направлении шток с поршнем, размещенные в цилиндре, соленоидную катушку, охватывающую цилиндр, подключенную к регулируемому источнику питания, содержащему измерители положения и направления перемещения поршня, выходы которых соединены с первым и вторым информационными входами логического блока, силовой вход которого соединен с источником питания, а выход соединен с управляющим входом коммутатора, причем выходы коммутатора соединены с входами секций соленоидной катушки, отличающееся тем, что цилиндр снабжен пневматическим упругим элементом, размещенным в пуансоне соосно штоку и поршню и жестко связанным со штоком, и компенсационной камерой с разделителем, связанный со штоком поршень снабжён не менее чем одним сквозным каналом, а соленоидная катушка состоит из двух секций и жестко закреплена на пуансоне таким образом, чтобы она перекрывала боковую поверхность поршня, причём соленоидная катушка установлена с возможностью перемещения по цилиндру вместе с пуансоном и, кроме того, пуансон снабжен жестко закрепленной в нижней его части втулкой, охватывающей цилиндр, и уплотнительным кольцом, неподвижно закрепленным на втулке и подвижно установленным относительно цилиндра.

A device for damping oscillations, comprising a cylinder filled with magnetic fluid, axially movable rod with a piston placed in the cylinder, a solenoid coil enclosing the cylinder, connected to an adjustable power source, containing meters for the position and direction of movement of the piston, the outputs of which are connected to the first and the second information inputs of the logical unit, the power input of which is connected to the power source, and the output is connected to the control input of the switch, and the outputs of the switch connected to the inputs of the sections of the solenoid coil, characterized in that the cylinder is equipped with a pneumatic elastic element placed in the punch coaxially with the rod and piston and rigidly connected to the rod, and a compensation chamber with a separator, the piston connected with the rod is equipped with at least one through channel, and the solenoid the coil consists of two sections and is rigidly fixed to the punch so that it overlaps the side surface of the piston, and the solenoid coil is mounted with the possibility of movement along the cylinder along with the punch and, in addition, the punch is equipped with a sleeve rigidly fixed in its lower part, covering the cylinder, and a sealing ring, fixedly mounted on the sleeve and movably mounted relative to the cylinder.