RU172850U1 - SHOCK ABSORBER WITH FLOATING CYLINDER - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к амортизирующим устройствам подвески, и может быть использована в передних и задних гидравлических и гидропневматических амортизаторах легковых автомобилей.Целью предлагаемого устройства является повышение стабильности зоны «мягкого хода» амортизатора, комфортности и устойчивости движения автомобиля независимо от загрузки и сложности дорожных условий.Технический результат достигается за счет того, что амортизатор содержит рабочий цилиндр и внешний резервуар для рабочей жидкости, поршень со штоком, перепускным клапаном и клапаном отдачи. Между полостью рабочего цилиндра и цилиндрической поверхностью поршня установлен с возможностью осевого перемещения плавающий цилиндр, внутренняя поверхность которого содержит выполненные равномерно по окружности радиальные продольные сквозные канавки. В верхней и нижней частях указанного плавающего цилиндра выполнены упоры с возможностью взаимодействия соответственно с верхней и нижней торцевыми поверхностями поршня.Предлагаемая конструкция позволяет повысить стабильность «мягкого хода» амортизатора, комфортность и устойчивость автомобиля в сложных дорожных условиях и на виражах.The utility model relates to transport engineering, in particular to shock absorbing suspension devices, and can be used in front and rear hydraulic and hydropneumatic shock absorbers of passenger cars. The purpose of the proposed device is to increase the stability of the soft run zone of the shock absorber, comfort and stability of the vehicle regardless of load and the complexity of road conditions. The technical result is achieved due to the fact that the shock absorber contains a working cylinder and an external tank for working fluid, piston with stem, bypass valve and recoil valve. Between the cavity of the working cylinder and the cylindrical surface of the piston, a floating cylinder is installed with the possibility of axial movement, the inner surface of which contains radial longitudinal through grooves made uniformly around the circumference. In the upper and lower parts of the indicated floating cylinder, stops are made with the possibility of interaction, respectively, with the upper and lower end surfaces of the piston. The proposed design allows to increase the stability of the "soft stroke" of the shock absorber, the comfort and stability of the car in difficult road conditions and at bends.

Description

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к амортизирующим устройствам подвески, и может быть использована в передних и задних гидравлических и гидропневматических амортизаторах легковых автомобилей.The utility model relates to transport engineering, in particular to shock absorbing suspension devices, and can be used in front and rear hydraulic and hydropneumatic shock absorbers of cars.

Известны конструкции гидравлических амортизаторов, установленных, например, на автомобилях ВАЗ-2101…2107 (Ершов Б.В, Легковые автомобили ВАЗ. Конструкции и техническое обслуживание / Б.В. Ершов, М.А. Юрченко. - К.: Высшая школа, 1984, с. 149-154). Амортизаторы состоят из рабочего цилиндра и внешнего резервуара для рабочей жидкости. В рабочем цилиндре размещается поршень, закрепленный на штоке с перепускным клапаном и клапаном отдачи. В нижней части рабочего цилиндра установлен корпус с клапаном сжатия и впускным клапаном.There are known designs of hydraulic shock absorbers installed, for example, on VAZ-2101 ... 2107 cars (B. Ershov, VAZ Cars. Designs and maintenance / B. V. Ershov, M. A. Yurchenko. - K .: Higher school, 1984, p. 149-154). Shock absorbers consist of a working cylinder and an external reservoir for the working fluid. A piston is mounted in the working cylinder, mounted on a rod with a bypass valve and a recoil valve. A housing with a compression valve and an intake valve is installed in the lower part of the working cylinder.

К основным недостаткам этих амортизаторов следует отнести:The main disadvantages of these shock absorbers are:

- наличие тряски и дискомфорта на грейдерных или покрытых гравием дорогах даже на средних скоростях;- the presence of shaking and discomfort on grader or gravel roads, even at medium speeds;

- плохую управляемость на дорогах с высокой частотой колебаний;- poor handling on roads with a high frequency of oscillation;

- невысокую эксплуатационную надежность из-за возможных ударов буфера о корпус и ударов поршня о клапан сжатия, приводящих к разрушению и выбиванию последнего;- low operational reliability due to possible buffer hits on the housing and piston impacts on the compression valve, leading to the destruction and knocking out of the latter;

- недостаточную устойчивость автомобиля при маневрировании на больших скоростях.- insufficient stability of the car when maneuvering at high speeds.

В качестве прототипа выбран амортизатор с дифференцированным усилием растяжения-сжатия (патент России 2178743, B60G 17/08, Бюл. №3, 2002 г.), содержащий рабочий цилиндр и внешний резервуар для рабочей жидкости, рабочий поршень со штоком, перепускным клапаном и клапаном отдачи, клапан сжатия и впускной клапан. В бесштоковой полости рабочего цилиндра на пружине установлен дополнительный поршень, а в штоковой полости рабочего цилиндра расположен с возможностью осевого перемещения демпфирующий поршень отдачи, верхняя часть которого взаимодействует с радиальными калиброванными канавками на поверхности.As a prototype, a shock absorber with a differentiated tensile-compression force was selected (Russian patent 2178743, B60G 17/08, Bull. No. 3, 2002), containing a working cylinder and an external reservoir for working fluid, a working piston with a rod, a bypass valve and a valve recoil, compression valve and intake valve. An additional piston is installed on the spring in the rodless cavity of the working cylinder, and a recoil damping piston is located in the rod cavity of the working cylinder with the possibility of axial movement, the upper part of which interacts with radial calibrated grooves on the surface.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить эксплуатационные свойства подвески за счет увеличения сопротивления усилию сжатия при ухудшении дорожных условий, однако при обратном ходе не позволяет дифференцировать сопротивление усилию растяжения, а также не позволяет изменять жесткость амортизатора по всей длине хода штока в зависимости от меняющихся дорожных условий. В результате этого на больших виражах и ухабах возможны удары верхней части рабочего поршня, то есть пробои амортизатора, и недостаточная устойчивость автомобиля при маневрировании на больших скоростях. Кроме того, калиброванные канавки на торце упругого кольца в процессе его износа приводят с течением времени к снижению демпфирующих свойств.The specified set of features makes it possible to increase the operational properties of the suspension by increasing the resistance to compression force when road conditions deteriorate, however, during the reverse stroke it does not allow to differentiate the resistance to tensile strength, nor does it allow changing the stiffness of the shock absorber along the entire length of the stroke depending on changing road conditions. As a result of this, blows of the upper part of the working piston, that is, breakdowns of the shock absorber, and insufficient stability of the car during maneuvering at high speeds are possible at large bends and bumps. In addition, calibrated grooves at the end of the elastic ring during wear lead to a decrease in damping properties over time.

Целью предлагаемого устройства является повышение стабильности «мягкого хода» амортизатора, комфортности и устойчивости автомобиля независимо от нагрузки и сложности дорожных условий.The purpose of the proposed device is to increase the stability of the "soft ride" of the shock absorber, comfort and stability of the car, regardless of the load and the complexity of the road conditions.

Технический результат достигается за счет того, что амортизатор содержит рабочий цилиндр и внешний резервуар для рабочей жидкости, поршень со штоком, перепускным клапаном и клапаном отдачи. Между полостью рабочего цилиндра и цилиндрической поверхностью поршня установлен с возможностью осевого перемещения плавающий цилиндр, внутренняя поверхность которого содержит выполненные равномерно по окружности радиальные продольные сквозные канавки. В верхней и нижней частях указанного плавающего цилиндра выполнены упоры с возможностью взаимодействия соответственно с верхней и нижней торцевыми поверхностями поршня.The technical result is achieved due to the fact that the shock absorber contains a working cylinder and an external reservoir for the working fluid, a piston with a rod, an overflow valve and a return valve. Between the cavity of the working cylinder and the cylindrical surface of the piston, a floating cylinder is installed with the possibility of axial movement, the inner surface of which contains radial longitudinal through grooves made uniformly around the circumference. In the upper and lower parts of the specified floating cylinder stops are made with the possibility of interaction, respectively, with the upper and lower end surfaces of the piston.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемой конструкции амортизатора, на фиг. 2 - сечение А-А плавающего цилиндра с радиальными продольными сквозными канавками.In FIG. 1 shows a General view of the proposed design of the shock absorber, in FIG. 2 - section AA of a floating cylinder with radial longitudinal through grooves.

Предложенный амортизатор содержит рабочий цилиндр 1 и внешний резервуар 2 для рабочей жидкости. В рабочем цилиндре 1 расположен поршень 3 со штоком 4, перепускным клапаном 5 и клапаном отдачи 6. Между полостью рабочего цилиндра 1 и цилиндрической поверхностью поршня 3 установлен с возможностью осевого перемещения плавающий цилиндр 7, внутренняя поверхность которого содержит выполненные равномерно по окружности радиальные продольные сквозные канавки 8 длиной L_k (фиг. 2). В верхней и нижней частях плавающего цилиндра 7 выполнены упоры 9 и 10 с возможностью взаимодействия соответственно с верхней и нижней торцевыми поверхностями поршня 3. Упоры 9 и 10 содержат демпфирующие элементы 11 и 12. В нижней и верхней частях рабочего цилиндра 1 установлены соответственно буфер сжатия 13 и буфер отбоя 14. В нижней части амортизатора закреплен корпус 15 с клапаном сжатия и впускным клапаном.The proposed shock absorber contains a working cylinder 1 and an external reservoir 2 for the working fluid. In the working cylinder 1 there is a piston 3 with a stem 4, a bypass valve 5 and a return valve 6. Between the cavity of the working cylinder 1 and the cylindrical surface of the piston 3, a floating cylinder 7 is installed with the possibility of axial movement, the inner surface of which contains radial longitudinal through grooves made uniformly around the circumference 8 of length L _k (Fig. 2). The stops 9 and 10 are made in the upper and lower parts of the floating cylinder 7 with the possibility of interaction with the upper and lower end surfaces of the piston 3. The stops 9 and 10 contain damping elements 11 and 12. In the lower and upper parts of the working cylinder 1, respectively, a compression buffer 13 and a rebound buffer 14. At the bottom of the shock absorber, a housing 15 is fixed with a compression valve and an intake valve.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При движении автомобиля по нормальной дороге без дефектов покрытия и виражей поршень 3 со штоком 4 совершает колебательные движения в зоне L_k радиальных продольных сквозных канавок 8 плавающего цилиндра 7, соответствующей «мягкому ходу» амортизатора и обеспечивающей комфортную езду. Плавающий цилиндр 7 при этом самоустанавливается относительно рабочего цилиндра 1 в зависимости от загруженности автомобиля. Рабочая жидкость при цикле сжатия через перепускной клапан 5 поршня 3 и радиальные продольные сквозные канавки 8 плавающего цилиндра 7 перетекает из бесштоковой в штоковую полость. Одновременно часть рабочей жидкости через клапан сжатия в корпусе 15 перетекает из бесштоковой полости в полость резервуара 2. Цикл отбоя происходит при движении штока 4 и поршня 3 вверх с перетеканием рабочей жидкости из штоковой в бесштоковую полость через клапан отдачи 6 поршня 3 и радиальные продольные канавки 8 плавающего цилиндра 7. Одновременно часть рабочей жидкости через впускной клапан в корпусе 15 перетекает из плоскости резервуара 2 в бесштоковую полость.The proposed device operates as follows. When the car moves along a normal road without coating defects and bends, the piston 3 with the rod 4 oscillates in the zone L _{k of the} radial longitudinal through grooves 8 of the floating cylinder 7, which corresponds to the "soft travel" of the shock absorber and ensures a comfortable ride. The floating cylinder 7 then self-aligns relative to the working cylinder 1, depending on the load on the vehicle. The working fluid during the compression cycle through the bypass valve 5 of the piston 3 and the radial longitudinal through grooves 8 of the floating cylinder 7 flows from the rodless into the rod cavity. At the same time, part of the working fluid through the compression valve in the housing 15 flows from the rodless cavity into the cavity of the reservoir 2. The rebound cycle occurs when the rod 4 and piston 3 move upward with the flowing fluid from the rod to the rodless cavity through the recoil valve 6 of the piston 3 and radial longitudinal grooves 8 of the floating cylinder 7. At the same time, part of the working fluid through the inlet valve in the housing 15 flows from the plane of the tank 2 into the rodless cavity.

При изменении дорожных условий, например, на грейдерной или покрытой гравием дороге, при резком ходе сжатия или отбоя поршень 3 соответственно достигает упоров 10 или 9 с демпфирующими элементами 12 или 11, продолжая двигаться вниз либо вверх вместе с плавающим цилиндром 7. В этом случае рабочая жидкость перетекает только через соответствующие клапаны сжатия и перепускной 5 (при сжатии) либо клапаны впускной и отдачи 6 (при отбое), перетекание через радиальные продольные сквозные канавки отсутствует, происходит замедление хода штока 4 до полной его остановки. При повороте автомобиля на виражах правый и левый амортизаторы работают по-разному. При крутом правом повороте поршень 3 левого амортизатора взаимодействует нижней торцевой поверхностью с упором 10 плавающего цилиндра 7, увеличивается сопротивление его усилию сжатия, а одновременно с этим поршень 3 правого амортизатора взаимодействует верхней торцевой поверхностью с упором 9 плавающего цилиндра 7, увеличивается сопротивление его усилию растяжения. Таким образом, уменьшается крен автомобиля при вхождении в поворот. Количество и размеры радиальных продольных сквозных канавок определяют параметры величин усилия сжатия и отбоя при «мягком ходе» амортизатора.When changing road conditions, for example, on a grader or gravel road, with a sharp compression or rebound, the piston 3, respectively, reaches the stops 10 or 9 with damping elements 12 or 11, continuing to move up or down together with the floating cylinder 7. In this case, the working the liquid flows only through the corresponding compression and bypass valves 5 (during compression) or the inlet and return valves 6 (during rebound), there is no flow through the radial longitudinal through grooves, the rod 4 is decelerated to full his stops. When turning the car on bends, the right and left shock absorbers work differently. With a sharp right turn, the piston 3 of the left shock absorber interacts with the lower end surface with the stop 10 of the floating cylinder 7, its compression force increases, and at the same time, the piston 3 of the right shock absorber interacts with the upper end surface with the stop 9 of the floating cylinder 7, and its tensile strength increases. Thus, the roll of the car when entering a turn is reduced. The number and dimensions of the radial longitudinal through grooves determine the parameters of the values of the compression and rebound forces during the "soft course" of the shock absorber.

Предложенное устройство легко встраивается в известные конструкции гидравлических и гидропневматических амортизаторов отечественных и зарубежных автомобилей, не меняя их габаритов, не требуя существенных доработок базовых элементов. Возможность изменения длины L_k и числа радиальных продольных сквозных канавок обеспечивает варьирование диапазона «мягкого хода» амортизатора с учетом реальных условий эксплуатации автомобиля. Эксплуатационная надежность амортизаторов существенно возрастает, так как исключаются пробои подвески на дорогах с неровным покрытием при экстремальных ходах поршня. Зона «мягкого хода» практически постоянна (L_k) и не зависит от первоначального положения поршня при различной загрузке автомобиля. Улучшается управляемость автомобиля и комфортность езды в сложных дорожных условиях и на виражах.The proposed device is easily integrated into the known designs of hydraulic and hydropneumatic shock absorbers of domestic and foreign cars, without changing their dimensions, without requiring significant modifications of the basic elements. The ability to change the length L _k and the number of radial longitudinal through grooves provides a variation in the range of "soft travel" of the shock absorber, taking into account the actual operating conditions of the car. The operational reliability of shock absorbers increases significantly, since suspension breakdowns on roads with uneven surfaces with extreme piston strokes are excluded. The “soft running” zone is almost constant (L _k ) and does not depend on the initial position of the piston at different vehicle loads. The car's handling and driving comfort in difficult road conditions and on turns are improved.

Claims (1)

Амортизатор с плавающим цилиндром, содержащий рабочий цилиндр и внешний резервуар для рабочей жидкости, поршень со штоком, перепускным клапаном и клапаном отдачи, отличающийся тем, что между полостью рабочего цилиндра и цилиндрической поверхностью поршня установлен с возможностью осевого перемещения плавающий цилиндр, внутренняя поверхность которого содержит выполненные равномерно по окружности радиальные продольные сквозные канавки, причем в верхней и нижних частях указанного плавающего цилиндра выполнены упоры с возможностью взаимодействия соответственно с верхней и нижней торцевыми поверхностями поршня.A shock absorber with a floating cylinder containing a working cylinder and an external reservoir for the working fluid, a piston with a rod, a bypass valve and a return valve, characterized in that between the cavity of the working cylinder and the cylindrical surface of the piston a floating cylinder is installed with axial movement, the inner surface of which contains uniformly circumferential radial longitudinal through grooves, and in the upper and lower parts of the specified floating cylinder stops are made with the possibility of the interacting respectively with the upper and lower end surfaces of the piston.

Images