RU2469225C1 - Automotive suspension adaptive damper - Google Patents
Automotive suspension adaptive damper Download PDFInfo
- Publication number
- RU2469225C1 RU2469225C1 RU2011129185/11A RU2011129185A RU2469225C1 RU 2469225 C1 RU2469225 C1 RU 2469225C1 RU 2011129185/11 A RU2011129185/11 A RU 2011129185/11A RU 2011129185 A RU2011129185 A RU 2011129185A RU 2469225 C1 RU2469225 C1 RU 2469225C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- valve
- rod
- solenoid valve
- piston
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидравлическим амортизаторам транспортных средств, и может быть использовано в подвесках транспортных средств.The invention relates to mechanical engineering, in particular to hydraulic shock absorbers of vehicles, and can be used in vehicle suspensions.
Известен гидравлический амортизатор подвески транспортного средства (А.И.Кузьменко, Г.М.Ярославцев. Гидравлический амортизатор подвески транспортного средства. SU 1157292, МПК F16F 5/00; В60С 17/04, заявл. 27.04.1983, опубл. 23.05.85), содержащий корпус с рабочими камерами прямого и обратного хода, соединенными через клапанную систему, компенсационную камеру и стержень, закрепленный на элементе амортизатора, связанном с неподрессоренной частью транспортного средства, выполненным с осевым каналом и радиальными окнами, перекрытыми золотником в виде подпружиненной массы, причем входное отверстие в канал, соединяющий камеру прямого хода с золотниковым устройством, размещено на внутренней рабочей поверхности корпуса, а выход из золотникового устройства связан каналом с камерой обратного хода.Known hydraulic shock absorber of the vehicle suspension (A.I. Kuzmenko, G.M. Yaroslavtsev. Hydraulic shock absorber of the vehicle suspension. SU 1157292, IPC F16F 5/00;
Наличие клапана сжатия на поршне предопределяет возможность появления пробоя амортизатора в конце прямого хода. А наличие золотникового устройства с инерционной массой делает возможным пробой амортизатора в конце обратного хода при езде по «высокочастотному профилю», так как в данном режиме инерционная масса постоянно перемещается, периодически открывая канал между камерами прямого и обратного хода. Пробой амортизатора, как правило, приводит к быстрому выходу из строя амортизатора, резко снижая его надежность и долговечность.The presence of a compression valve on the piston determines the possibility of breakdown of the shock absorber at the end of the forward stroke. And the presence of a spool device with an inertial mass makes it possible to breakdown the shock absorber at the end of the return stroke when driving along the "high-frequency profile", since in this mode the inertial mass constantly moves, periodically opening the channel between the forward and reverse cameras. Breakdown of the shock absorber, as a rule, leads to a quick failure of the shock absorber, dramatically reducing its reliability and durability.
Известен регулируемый амортизатор (Регулируемый амортизатор. Программа самообучения 406. Система адаптивного управления ходовой части DCC. Конструкция и принцип действия. http://volkswagen.msk.ru, прототип), содержащий направляющую штока поршня, на которой концентрически, последовательно закреплены (наружная) трубка-резервуар, промежуточный цилиндр и рабочий (внутренний) цилиндр. Внутри рабочего цилиндра перемещается поршень, в котором размещены поршневые клапаны, а в основании рабочего цилиндра размещен клапан сжатия. Поршень закреплен на штоке, перемещаемом вдоль направляющей. Замкнутый кольцевой цилиндрический канал, образованный рабочим и промежуточным цилиндрами, основанием и направляющей штока, с одной стороны соединен с помощью перепускного отверстия с рабочей камерой 1, образованной рабочим цилиндром, а с другой - с входным каналом регулируемого клапана. Выходной канал регулируемого клапана соединен с рабочей камерой 2 амортизатора, образованной трубкой - резервуаром, промежуточным цилиндром и направляющей штока. Регулируемый клапан выполнен по схеме гидравлического клапана непрямого действия с электромагнитным управлением. Управляющим органом клапана, а следовательно и амортизатора в целом, является электромагнит, который фиксирует положение якоря, связанного с головкой толкателя. В зависимости от величины тока, подаваемого на катушку электромагнита, устанавливаются определенное положение головки толкателя, а следовательно, и площадь проходного сечения между головкой толкателя и управляющей пластиной в управляющей цепи клапана, а вместе с тем - и степень демпфирования амортизатора.Known adjustable shock absorber (Adjustable shock absorber. Self-study program 406. Adaptive control system for DCC chassis. Design and principle of operation. Http://volkswagen.msk.ru, prototype), containing a piston rod guide on which concentrically, sequentially fixed (external) tube-tank, intermediate cylinder and working (inner) cylinder. A piston is moved inside the working cylinder, in which the piston valves are placed, and a compression valve is placed at the base of the working cylinder. The piston is mounted on a rod moving along the guide. A closed annular cylindrical channel formed by the working and intermediate cylinders, the base and the rod guide, is connected on one side with a bypass hole to the
К недостаткам прототипа относится то, что в силу особенностей его конструкции и организации рабочего процесса при работе амортизатора возможны пробои как на фазе сжатия, так и на фазе отбоя, что неизбежно приводит к поломке амортизатора с последующим выходом его из строя. Данное обстоятельство резко снижает надежность амортизатора в целом. К недостаткам прототипа следует также отнести некоторое усложнение конструкции, вызванное введением в схему регулируемого клапана специального клапана Fail Safe для реализации режима «Fail Safe», а также невозможность реализации в данной конструкции амортизатора «блокировочного режима», при котором весь амортизатор превращается в единое жесткое звено. Данный режим необходим для стабилизации движения транспортного средства.The disadvantages of the prototype include the fact that due to the peculiarities of its design and organization of the working process during the operation of the shock absorber, breakdowns are possible both in the compression phase and in the rebound phase, which inevitably leads to damage to the shock absorber and its subsequent failure. This circumstance sharply reduces the reliability of the shock absorber as a whole. The disadvantages of the prototype should also include some design complexity caused by the introduction of a special Fail Safe valve into the adjustable valve circuit for the implementation of the “Fail Safe” mode, as well as the impossibility of implementing the “blocking mode” shock absorber in this design, in which the entire shock absorber turns into a single rigid link . This mode is necessary to stabilize the movement of the vehicle.
В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в повышении надежности и срока службы амортизатора за счет исключения возможности возникновения пробоя амортизатора при его работе, а также в реализации «блокировочного режима», и упрощении конструкции при ее удешевлении.The basis of the invention is a technical problem, which consists in increasing the reliability and service life of the shock absorber by eliminating the possibility of breakdown of the shock absorber during its operation, as well as in the implementation of the "blocking mode", and simplifying the design when it is cheaper.
Указанная задача решается тем, что в амортизаторе, содержащем закрепленный в направляющей штока рабочий цилиндр с элементами крепления к транспортному средству, внутри которого подвижно размещен поршень с полым штоком, перемещаемым в направляющей и закрываемым сверху крышкой, снабженной элементами крепления к транспортному средству, а также содержащем блок управления, накопительный бак и регулируемый электромагнитный клапан непрямого действия, включающий распределительную полость, и последовательно размещенные входную полость, выходную кольцевую полость, полость заслонки и полость управляющего клапана, в полости заслонки размещен основной клапан - заслонка с центральным дроссельным отверстием, поджимаемая к корпусу пружиной, которая может перекрывать входную полость и выходную кольцевую полость, а в полости управляющего клапана размещен управляющий клапан прямого действия, поджимаемый к корпусу пружиной и жестко связанный с якорем управляющего электромагнита, функционально связанного с блоком управления, согласно изобретению, в верхней цилиндрической поверхности рабочего цилиндра установлена ограничительная втулка, охватывающая шток, в нижней части штока выполнены сквозные верхние рабочие окна, внутри штока, на поршне, жестко и концентрически закреплена трубка, на нижнем конце которой подвижно в осевом направлении установлен клапан со сквозными нижними рабочими окнами, отжимаемый от трубки пружиной, замкнутая полость между штоком и трубкой в верхней части штока соединена посредством трубопровода с входной полостью регулируемого электромагнитного клапана, трубка в ее верхней части соединена посредством трубопровода с распределительной полостью регулируемого электромагнитного клапана, входная и распределительная полости регулируемого электромагнитного клапана соединены с помощью перепускного клапана, распределительная и выходная кольцевая полость регулируемого электромагнитного клапана соединены с помощью перепускного клапана, выходная кольцевая полость регулируемого электромагнитного клапана соединена посредством трубопровода с накопительным баком.This problem is solved in that in the shock absorber containing a working cylinder fixed to the rod guide with fastening elements to the vehicle, inside of which a piston with a hollow rod movably placed in the guide and closed on top by a lid equipped with fastening elements to the vehicle, and also containing control unit, storage tank and adjustable solenoid valve of indirect action, including a distribution cavity, and sequentially placed inlet cavity, outlet one annular cavity, the cavity of the shutter and the cavity of the control valve, the main valve is located in the cavity of the shutter — a shutter with a central throttle bore, spring-loaded to the housing, which can overlap the inlet cavity and the outlet ring cavity, and a direct-acting control valve is located in the cavity of the control valve, pressed against the housing by a spring and rigidly connected to the armature of the control electromagnet, functionally connected to the control unit according to the invention, in the upper cylindrical surface A restriction sleeve is installed on the spindle of the working cylinder, covering the stem, through the upper working windows are made in the lower part of the stem, a tube is rigidly and concentrically fixed on the piston inside the stem, on the lower end of which there is a valve movable in the axial direction with through lower working windows, squeezed from the tube with a spring, a closed cavity between the rod and the tube in the upper part of the rod is connected via a pipeline to the inlet cavity of an adjustable solenoid valve, the tube in its upper part is connected ene via a conduit to a distribution cavity of the controlled solenoid valve, the input and junction cavity controlled solenoid valve are connected by a bypass valve, the distribution and the output annular cavity is controlled solenoid valve are connected via the overflow valve, the outlet annular cavity is controlled solenoid valve is connected via a conduit to a storage tank.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображена схема амортизатора на фазе отбоя; на фиг.2 - схема амортизатора на фазе сжатия; на фиг.3 - схема амортизатора в заключительный момент фазы сжатия; на фиг.4 - схема регулируемого электромагнитного клапана; на фиг.5 (а, б, в, г, д, е, ж, з) - вид возможного выполнения формы рабочих окон (вид. А); на фиг.6 - качественная картина зависимости площади F сечения рабочего окна от высоты h просвета рабочего окна в моменты перекрытия поршнем рабочего окна при приближении поршня к границе рабочей зоны; на фиг.7 - график зависимости величины кольцевого зазора Z в проходном сечении управляющего клапана от величины I управляющего тока в регулируемом электромагнитном клапане; на фиг.8 - рабочая характеристика амортизатора на различных регулировочных режимах.The invention is illustrated by drawings, where: in Fig.1 shows a diagram of a shock absorber in the end phase; figure 2 - diagram of the shock absorber in the compression phase; figure 3 - diagram of the shock absorber at the final moment of the compression phase; figure 4 - diagram of an adjustable solenoid valve; figure 5 (a, b, c, d, d, e, g, h) is a view of a possible implementation of the form of the working windows (view. A); figure 6 is a qualitative picture of the dependence of the cross-sectional area F of the working window on the height h of the lumen of the working window when the piston overlaps the working window when the piston approaches the boundary of the working area; 7 is a graph of the dependence of the magnitude of the annular gap Z in the bore of the control valve on the value I of the control current in an adjustable solenoid valve; on Fig - operating characteristic of the shock absorber at various adjustment modes.
Амортизатор состоит из рабочего цилиндра 1, внутри которого подвижно установлен поршень 2, закрепленный на полом штоке 3, перемещаемом вдоль направляющей 4, и ограничительной втулки 5. Сверху шток закрывается крышкой 6. В штоке, в нижней его части, выполнены верхние рабочие сквозные окна 7. Внутри штока размещена трубка 8, жестко связанная с поршнем 2 и крышкой 6. Внутри трубки 8, в нижней ее части, размещен клапан 9, который может перемещаться вдоль нее в осевом направлении и под действием пружины 10 постоянно стремится занять крайнее нижнее положение, как показано на фиг.1. В клапане, в нижней его части, выполнены нижние рабочие сквозные окна 11.The shock absorber consists of a working
Шток 3 образует с трубкой 8 замкнутую кольцевую полость 12, которая в нижней части может сообщаться благодаря наличию верхних рабочих окон 7 с надпоршневой полостью 13, а в верхней, посредством трубопровода 14 - с входной полостью 15 регулируемого электромагнитного клапана 16. Внутренняя замкнутая полость 17 трубки 8 в нижней части может сообщаться благодаря наличию нижних рабочих окон 11 с подпоршневой полостью 18, а в верхней, посредством трубопровода 19 - с распределительной полостью 20 регулируемого электромагнитного клапана 16.The
Рабочие окна (как верхнее 7, так и нижнее 11) могут быть выполнены как сквозные отверстия определенного профиля - в плане могут иметь, например, треугольный профиль - фиг.5а, фиг.5б, квадратный профиль - фиг.5в, прямоугольный профиль - фиг.5г. и т.п. Профиль рабочих окон 11 и 7 идентичен друг другу и выбирается исходя из необходимости реализации в каждом конкретном случае требуемого закона движения штока при приближении его к крайним, граничным положениям.Working windows (both upper 7 and lower 11) can be made as through holes of a certain profile - in the plan they can have, for example, a triangular profile - figa, figa, square profile - figv, rectangular profile - fig. .5g. etc. The profile of the working
Амортизатор с помощью узлов 21 и 22 (например, проушин) крепится к соответствующим элементам подвески транспортных средств.The shock absorber with the help of
Ширина Н ограничительной втулки 5 должна быть больше, чем высота H1 рабочих окон 7The width H of the stop sleeve 5 must be greater than the height H 1 of the working windows 7
Регулируемый электромагнитный клапан 16 по функциональному исполнению является гидравлическим клапаном непрямого действия с электромагнитным управлением. Он включает основной клапан (запорно-регулирующий элемент) - заслонку 23, которая поджимается под действием пружины 24 кольцевой поверхностью 25 к кольцевой поверхности 26 регулируемого электромагнитного клапана 16. В центре заслонки 23 имеется дроссельное отверстие 27 небольшого диаметра. Перемещением основного клапана - заслонки 23 управляет управляющий клапан 28 - малый клапан прямого действия, который отжимается от управляющей пластины 29 клапана 16 пружиной 30. Головка (правый конец) управляющего клапана 28 выполнена в виде конуса 31, замыкающегося со стороны меньшего диаметра ограничительным диском 32.The
Управляющий клапан 28 жестко связан с якорем 33 электромагнита, на контакты 34 которого и, далее, на катушку 35 подается управляющий ток I.The
На наружной поверхности якоря 33 выполнен осевой паз 37, посредством которого полость управляющего клапана 38 сообщаются с полостью 39. Полости 13, 18, 12 и 17 заполнены маслом.An axial groove 37 is made on the outer surface of the
Во входной полости 15 и распределительной полости 20 регулируемого электромагнитного клапана 16 предусмотрены перепускные клапана 40 и 41, выполненные, например, в виде упругих пластин малой жесткости.In the
Амортизатор работает следующим образом.The shock absorber works as follows.
На фазе отбоя, при перемещении штока 3 и поршня 2 вверх, как показано на фиг.1, масло из полости 13 вытесняется поршнем 2 через верхние рабочие окна 7 в замкнутую полость 12 и, далее, поступает через трубопровод 14 во входную полостью 15 регулируемого электромагнитного клапана 16, затем, минуя кольцевой зазор шириной X между кольцевой поверхностью 25 заслонки 23 и кольцевой поверхностью 26 регулируемого электромагнитного клапана 16 - в выходную кольцевую полость 42 регулируемого электромагнитного клапана 16, которая соединяется посредством окна 43 с распределительной полостью 20 регулируемого электромагнитного клапана 16. Из распределительной полости 20 масло через трубопровод 19 попадает в полость 17 и, далее, через нижние рабочие окна 11 - в подпоршневую полость 18, восполняя ее увеличивающийся объем.In the rebound phase, when the
Заметим, что в течение всей фазы отбоя некоторое количество масла, по объему, равное объему вытесняемого из полости 13 штока 3, поступает через трубопровод 44 из полости 45 накопительного бака 46 в выходную кольцевую полость 42 и, далее, по отмеченному выше пути - в подпоршневую полость 18 амортизатора.Note that during the entire rebound phase, a certain amount of oil, equal in volume to the volume displaced from the
Проходные сечения дроссельного отверстия 27 и кольцевого зазора Z между конусом 31 и управляющей пластиной 29 подбираются соизмеримыми между собой. Поэтому расход масла через дроссельное отверстие 27 и кольцевой зазор Z между конусом 31 управляющего клапана 28 и управляющей пластиной 29 также соизмеримы между собой. Вследствие этого давление масла в полости заслонки 47 меньше, чем во входной полости 15 электромагнитного клапана 16, и жесткость пружины 24 подбирается такой, чтобы сила N15 давления масла на заслонку 23 со стороны входной полости 15 уравновешивалась совокупностью силы N47 давления масла со стороны полости заслонки 47 и силы N24 упругости пружины 24The cross-sections of the throttle hole 27 and the annular gap Z between the
В результате заслонка 23 занимает такое положение, при котором между кольцевыми поверхностями 25 заслонки и 26 клапана 16 образовывается кольцевой зазор X. При этом основной объем масла, преодолевая гидравлическое сопротивление в кольцевом зазоре X, поступает из выходной кольцевой полости 42 через окно 43, открывая при этом перепускной клапан 41, в распределительную полость 20 регулируемого электромагнитного клапана 16 и, далее, через трубопровод 19, замкнутую полость 17 и нижние рабочие окна 11 - в подпоршневую полость 18 амортизатора, компенсируя возникающее в ней разряжение, связанное с увеличением ее объема.As a result, the shutter 23 occupies a position in which an annular gap X is formed between the annular surfaces 25 of the shutter and 26 of the
Незначительное же количество масла, соответствующее очень малому (по сравнению с трубопроводом 14) его расходу через дроссельное отверстие 27 поступает в полость 47 и, далее, через кольцевой зазор Z между управляющей пластиной 29 и конусом 31 управляющего клапана 28 - в полость 38 и через управляющий канал 48 в кольцевую полость 42.An insignificant amount of oil, corresponding to a very small (compared with the pipeline 14) flow rate through the throttle hole 27, enters the cavity 47 and, then, through the annular gap Z between the control plate 29 and the
Данный процесс продолжается до тех пор, пока верхняя граница верхних рабочих окон 7, соответствующая сечению I-I, не достигнет плоскости кольцевой поверхности 49 ограничительной втулки 5. В этот момент рабочие окна 7 еще полностью открыты на всю высоту H1. При дальнейшем движении поршня вверх рабочие окна 7 начинают постепенно перекрываться ограничительной втулкой 5, т.е. высота h просвета рабочих окон начинает уменьшаться от величины H1 до 0, а площадь F сечения рабочих окон - от величины Fmax до 0 (фиг.6).This process continues until the upper boundary of the upper working windows 7, corresponding to section II, reaches the plane of the annular surface 49 of the restrictive sleeve 5. At this point, the working windows 7 are still fully open to the entire height H 1 . With a further upward movement of the piston, the working windows 7 begin to gradually overlap with the restrictive sleeve 5, i.e. the height h of the clearance of the working windows begins to decrease from the value of H 1 to 0, and the area F of the cross section of the working windows - from the value of F max to 0 (Fig.6).
Подчеркнем, что в момент достижения поршнем 2 положения, при котором сечения II-II рабочих окон достигнут плоскости кольцевой поверхности 49 ограничительной втулки 5, рабочие окна 7 будут, в силу (1), полностью перекрыты, т.е. в этот моментWe emphasize that at the moment when the
При этом дальнейшее движение поршня вверх, в силу несжимаемости масла, невозможно. Тем самым исключается возможность пробоя амортизатора в конце фазы отбоя, т.е. возможность соударения плоскости 50 поршня 2 с ограничительной втулкой 5 при резком растяжении амортизатора, что может иметь место, например, при движении транспортного средства на большой скорости по неровной дороге, в частности при попадании колеса в дорожную яму.In this case, further movement of the piston upwards, due to the incompressibility of the oil, is impossible. This eliminates the possibility of breakdown of the shock absorber at the end of the rebound phase, i.e. the possibility of collision of the plane 50 of the
Таким образом, сечения II-II верхних рабочих окон 7, соответствующие нижней грани рабочих окон 7, и положение плоскости кольцевой поверхности 49 ограничительной втулки 5 определяют верхнее граничное положение поршня 2.Thus, sections II-II of the upper working windows 7, corresponding to the lower edge of the working windows 7, and the position of the plane of the annular surface 49 of the restriction sleeve 5 determine the upper boundary position of the
Следует иметь в виду, что, так как давление масла в полости 13 (а следовательно, и во входной полости 15 регулируемого электромагнитного клапана 16) значительно больше, чем в полости 20 (которая соединена с выходной кольцевой полостью 42 регулируемого электромагнитного клапана 16), то перепускной клапан 40 в течение всей фазы отбоя закрыт.It should be borne in mind that, since the oil pressure in the cavity 13 (and therefore in the
Подчеркнем, что уровень демпфирования амортизатора определяется именно отмеченной выше величиной гидравлического сопротивления в кольцевом зазоре X.We emphasize that the level of damping of the shock absorber is determined precisely by the value of the hydraulic resistance in the annular gap X noted above.
На фазе сжатия, при перемещении штока 3 и поршня 2 вниз, как показано на фиг.2, масло под давлением поршня вытесняется из подпоршневой полости 18 и поступает через нижние рабочие окна 11 в полость 17 и, далее, через трубопровод 19 - в распределительную полость 20 регулируемого электромагнитного клапана 16. Под давлением масла перепускной клапан 40 открывается и масло попадает во входную полость 15 регулируемого электромагнитного клапана 16, восполняя, благодаря наличию трубопровода 14, полости 12 и рабочих окон 7, увеличивающийся объем полости 13.In the compression phase, when the
При этом часть масла, соответствующая объему вдвигающегося в полость 13 штока 3, поступает, минуя кольцевой зазор шириной Х между кольцевой поверхностью 25 заслонки 23 и кольцевой поверхностью 26 регулируемого электромагнитного клапана 16 - в выходную кольцевую полость 42 регулируемого электромагнитного клапана 16 и, далее, через трубопровод 44 - в полость 45 накопительного бака 46.At the same time, the part of the oil corresponding to the volume of the
Последующий путь масла таков же, как и в предыдущей фазе отбоя.The subsequent oil path is the same as in the previous rebound phase.
Описанный выше процесс повторяется до тех пор, пока клапан 9 не коснется упора 51. При этом дальнейшее движение поршня 2 вниз вызовет вдвигание клапана 9 внутрь трубки 8 вплоть до того момента, когда верхняя граница нижних рабочих окон 11, соответствующая сечению III-III, не достигнет плоскости кольцевой поверхности 52 нижнего конца трубки 8. В этот момент рабочие окна 11 еще полностью открыты на всю высоту H1. При дальнейшем движении поршня 2 вниз рабочие окна 11 начинают (аналогично тому, как это имело место на фазе отбоя) постепенно перекрываться трубкой 8, т.е. высота h просвета рабочих окон начинает уменьшаться от величины H1 до 0, а площадь F сечения рабочего окна - от величины Fmax до 0 (фиг.6).The process described above is repeated until the
Подчеркнем, что в момент достижения поршнем 2 положения, при котором нижняя граница нижних рабочих окон 11, соответствующая сечению IV-IV, достигнет плоскости кольцевой поверхности 52 нижнего конца трубки 8, рабочие окна 7 будут полностью перекрыты, т.е. в этот момент будет иметь место выполнение соотношения (3). Именно данное положение поршня изображено на фиг.3. При этом дальнейшее движение поршня вниз, в силу несжимаемости масла, невозможно. Тем самым исключается возможность пробоя амортизатора в конце фазы сжатия, т.е. исключается возможность соударения плоскости 53 поршня 2 или других его деталей с основанием рабочего цилиндра 1 при резком сжатии амортизатора, что может иметь место, например, при движении транспортного средства на большой скорости по неровной дороге, в частности при наезде колеса на кочку.We emphasize that when the
Таким образом, сечения IV-IV нижних рабочих окон 11, соответствующие нижней грани рабочих окон 11, и положение плоскости кольцевой поверхности 52 нижнего конца трубки 8 определяют нижнее граничное положение поршня 2.Thus, sections IV-IV of the
Необходимо иметь в виду, что для исключения попадания воздуха в полость 13 уровень масла в амортизаторе, а именно в полости 54, должен быть не ниже положения, обозначенного сечением V-V.It must be borne in mind that to prevent air from entering the
Заметим, что выбирая ту или иную форму рабочих окон 7 и 11 можно формировать тот или иной закон движения поршня при приближении его к крайним положениям II-II и IV-IV. В частности, выбирая в рабочем окне форму, соответствующую фиг.5а, можно реализовать более плавное уменьшение площади F сечения рабочего окна (кривая 6.1 на фиг.6), а следовательно - более плавное увеличение сопротивления амортизатора, т.е. более эффективное гашение динамических нагрузок в подвеске транспортного средства.Note that choosing one or another form of working
Следует также иметь в виду, что при описании конструкции амортизатора молчаливо предполагалось, что рабочие окна 7 и 11 имеют одинаковую высоту, равную H1. В реальных конструкциях, исходя из требований реализации необходимых рабочих характеристик, упомянутые окна могут иметь и различную высоту.It should also be borne in mind that when describing the design of the shock absorber it was tacitly assumed that the working
Необходимо отметить, что в обеих двух рассмотренных выше фазах, в фазе сжатия и фазе отбоя, амортизатор при неизменном управляющем воздействии со стороны блока управления 55 на регулируемый электромагнитный клапан 16, которое осуществляется в форме управляющего тока I, подаваемого на контакты 34 (при этом управляющий клапан 28 остается неподвижным) катушки 35, т.е. при выполнении условияIt should be noted that in both of the two phases discussed above, in the compression phase and the rebound phase, the shock absorber has a constant control action from the
I=Const,I = Const
работает как обычные известные конструкции нерегулируемых амортизаторов. При этом дроссельный режим реализуется за счет специального подбора и профилирования формы рабочих окон 7 и 11, а клапанный режим - за счет соответствующего подбора жесткости пружины 24 заслонки 23: при увеличении скорости поршня, т.е. при увеличении давления масла во входной полости 15 регулируемого электромагнитного клапана 16 заслонка 23 автоматически перемещается влево, увеличивая при этом кольцевой зазор Х между кольцевыми поверхностями 25 и 26. Последнее обстоятельство приводит к увеличению расхода масла через кольцевой зазор Х основного клапана и, как следствие, к уменьшению силы сопротивления амортизатора, к уменьшению его степени демпфирования.works like conventional well-known non-adjustable shock absorbers. In this case, the throttle mode is implemented due to a special selection and profiling of the shape of the working
Таким образом, регулируемый электромагнитный клапан 16 при неизменном управляющем воздействии со стороны блока управления 55 работает как обычный разгрузочный клапан в обычном нерегулируемом амортизаторе. Один из таких режимов работы электромагнитного клапана 16, соответствующий случаюThus, the
изображен на фиг.4: если управляющий ток I на контактах 34 равен нулю, то якорь 33 под действием пружины 30 занимает крайнее левое положение, ограниченное, например, упором 56. В данном случае расход масла вытекающего через управляющий канал 48 определяется кольцевым зазором Y между ограничительным диском 32 и управляющей пластиной 29, так как в этом положении (как будет показано ниже)shown in figure 4: if the control current I on the
Здесь Z - кольцевой зазор в проходном сечении управляющего клапана 28 - зазор между коническими поверхностями 57 и 58 конуса 31 и управляющей пластины 29 соответственно.Here Z is the annular gap in the flow section of the
Заметим, что режим (4), известный как режим Fail Safe (программа аварийного движения) - один из штатных режимов работы амортизатора. Он возникает, например, при выходе из строя блока управления 55.Note that mode (4), known as the Fail Safe mode (emergency movement program), is one of the standard shock absorber operating modes. It occurs, for example, when the
Следует отметить, что предлагаемый амортизатор, в отличие от рассмотренного выше случая (4), позволяет в широкой зоне, в зависимости от дорожных условий, регулировать его рабочую характеристику - зависимость усилия Р на штоке от величины скорости V штока (фиг.8)It should be noted that the proposed shock absorber, in contrast to the case considered above (4), allows in a wide zone, depending on road conditions, to adjust its operating characteristic - the dependence of the force P on the rod on the value of the rod velocity V (Fig. 8)
Т.е. по своим функциональным возможностям он является адаптивным амортизатором.Those. in terms of functionality, it is an adaptive shock absorber.
Это обеспечивается за счет внешнего воздействия со стороны блока управления 55, путем изменения величины управляющего тока I на контактах 34 катушки 35. Рассмотрим эти более общие режимы работы амортизатора, когда со стороны блока управления 55 на контакты 34 катушки 35 подается управляющий ток I, т.е. рассмотрим случаи, когдаThis is ensured by external influence from the
В этих случаях на якорь 33, а следовательно и на управляющий клапан 28, начинает действовать дополнительная электромагнитная сила NI, которая должна быть равна равнодействующей всех сил, действующих на негоIn these cases, an additional electromagnetic force N I begins to act on the
Здесь: N47 - сила давления масла со стороны полости заслонки 47 на клапан 28; N38 - сила давления масла со стороны полости управляющего клапана 38 на управляющий клапан 28; N30 - сила упругости пружины 30.Here: N 47 - oil pressure force from the side of the cavity of the valve 47 to the
При увеличении величины управляющего тока I электромагнитная сила NI (левая часть равенства (8)) также увеличивается на соответствующую величину. Это приводит к некоторому смещению управляющего клапана 28 вправо вдоль оси. Последнее, в свою очередь, вызывает сжатие пружины 30 и, следовательно, приводит к увеличению величины силы N30 до тех пор, пока правая часть равенства (8) не увеличится на аналогичную величину. При этом равенство (8) вновь восстановится.When the magnitude of the control current I increases, the electromagnetic force N I (the left side of equality (8)) also increases by the corresponding value. This leads to some displacement of the
Таким образом, при увеличении величины управляющего тока I на контактах 34 катушки 35 управляющий клапан 28 перемещается вправо вдоль своей оси, а кольцевой зазор Z в проходном сечении управляющего клапана уменьшается (фиг.7). Уменьшение кольцевого зазора Z автоматически вызывает уменьшение расхода масла через него и, как следствие - повышение давления масла в полости заслонки 47 и соответствующей силы N47 (правая часть равенства (2) увеличивается). Но данное обстоятельство вызывает смещение заслонки 23 вправо вдоль своей оси (разгружающее пружину 24), одновременно (пропорционально) уменьшающее величину силы N24 упругости пружины 24 ровно настолько, чтобы равенство (2) вновь восстановилось. Вместе с тем перемещение вправо заслонки 23 вызывает уменьшение кольцевого зазора X, т.е. увеличение в нем гидравлического сопротивления электромагнитного клапана 16, а следовательно, и увеличение степени демпфирования амортизатора.Thus, with increasing value of the control current I at the
Таким образом, при увеличении величины управляющего тока I на контактах 34 катушки 35 степень демпфирования амортизатора также увеличивается.Thus, with increasing value of the control current I at the
Следует отметить, что выполнение основной рабочей поверхности управляющего клапана 28 в виде конической цилиндрической поверхности 57, замыкающейся со стороны меньшего диаметра ограничительным диском 32, с одной стороны, способствует уменьшению осевых габаритов клапана, а с другой - расширяет возможности варьирования рабочими характеристиками клапана за счет появления возможности варьирования дополнительным параметром - углом наклона конической цилиндрической поверхности 57. Наличие же ограничительного диска 32 позволяет исключить из схемы дополнительный специальный клапан Fail Safe, необходимый в прототипе для реализации режима «Fail Safe», что способствует упрощению конструкции.It should be noted that the implementation of the main working surface of the
Подчеркнем, что «технологический» диапазонWe emphasize that the "technological" range
в реальных конструкциях использовать нецелесообразно из-за неминуемых погрешностей.in real constructions, it is impractical to use because of inevitable errors.
Значение управляющего токаControl current value
I=I1 I = I 1
соответствует работе амортизатора в режиме «низкой степени демпфирования» (режиме «Comfort») - кривая 1 на фиг.8. Данный режим востребован при езде на плохих дорогах.corresponds to the operation of the shock absorber in the mode of "low degree of damping" (mode "Comfort") -
Значение управляющего токаControl current value
I=I2 I = I 2
соответствует работе амортизатора в режиме «нормальной степени демпфирования» (режиме «Normal») - кривая 2 на фиг.8. Данный режим востребован при езде в обычных дорожных условиях.corresponds to the operation of the shock absorber in the mode of "normal degree of damping" (mode "Normal") -
Значение управляющего токаControl current value
I=I3 I = I 3
соответствует работе амортизатора в режиме «высокой степени демпфирования» (режиме «Sport») - кривая 3 на фиг.8. Данный режим востребован при езде на высоких скоростях по хорошим дорогам.corresponds to the operation of the shock absorber in the mode of "high degree of damping" (mode "Sport") -
Заметим, что (фиг.7)Note that (Fig. 7)
0<I1<I2<I3<Imax,0 <I 1 <I 2 <I 3 <I max ,
и при этомand wherein
0<Z3<Z2<Z1<Zmax.0 <Z 3 <Z 2 <Z 1 <Z max .
Следует подчеркнуть, что предлагаемый амортизатор, в отличие от известных, позволяет также реализовать «блокировочный режим»It should be emphasized that the proposed shock absorber, in contrast to the known ones, also allows for the implementation of a “blocking mode”
I=Imax→Z=0,I = I max → Z = 0,
при котором кольцевой зазор Z равен нулю. В этом случае давление масла в полостях 15 и 47 выравнивается и заслонка 23 под действием пружины 24 занимает крайнее правое положение. При этом кольцевая поверхность 25 заслонки 23 прижимается к кольцевой поверхности 26 электромагнитного клапана 16 и в результате кольцевой зазор Х становится равным нулю.at which the annular gap Z is equal to zero. In this case, the oil pressure in the
I=Imax→Z=0→X=0.I = I max → Z = 0 → X = 0.
Полости 15 и 42 электромагнитного клапана 16 перекрыты и движения поршня и штока - заблокированы. Амортизатор становится единым жестким звеном. Блокировочный режим необходим, например, для стабилизации движения транспортного средства на поворотах, при кренах, а также при резком торможении и разгоне - т.е. при «клевках» транспортного средства.The
В заключение заметим, что для режима (4), как уже отмечалось, имеет место соотношение (5). Уточним его. На практике величину Y целесообразно выбирать из условия (фиг.7)In conclusion, we note that for regime (4), as already noted, relation (5) holds. Clarify it. In practice, the value of Y, it is advisable to choose from the condition (Fig.7)
Тогда с учетом (10) в интервале (9) функция (6) графически будет иметь вид 7.1 (фиг.7).Then, taking into account (10) in the interval (9), function (6) will graphically have the form 7.1 (Fig. 7).
Таким образом, использование предложенного конструктивного решения амортизатора позволит повысить его надежность, долговечность ввиду исключения возможности пробоев амортизатора при его работе, упростить и, следовательно, удешевить конструкцию за счет исключения специального клапана Fail Safe для реализации режима «Fail Safe», расширить функциональные возможности амортизатора за счет появления возможности реализации блокировочного режима.Thus, the use of the proposed design solution of the shock absorber will increase its reliability and durability due to the elimination of the possibility of breakdown of the shock absorber during its operation, simplify and, therefore, reduce the cost of the design by eliminating the special Fail Safe valve for the implementation of the “Fail Safe” mode, expand the shock absorber’s functionality for due to the possibility of implementing a blocking mode.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011129185/11A RU2469225C1 (en) | 2011-07-13 | 2011-07-13 | Automotive suspension adaptive damper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011129185/11A RU2469225C1 (en) | 2011-07-13 | 2011-07-13 | Automotive suspension adaptive damper |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2469225C1 true RU2469225C1 (en) | 2012-12-10 |
Family
ID=49255785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011129185/11A RU2469225C1 (en) | 2011-07-13 | 2011-07-13 | Automotive suspension adaptive damper |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2469225C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2570014C2 (en) * | 2014-04-14 | 2015-12-10 | Антип Веденеевич Черепенин | Vehicle running gear suspension |
| RU211666U1 (en) * | 2022-01-10 | 2022-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "ГИДРО-СТАР" | VEHICLE CYLINDER |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5301776A (en) * | 1991-11-16 | 1994-04-12 | Boge Ag | Hydraulic adjustable vibration damper |
| US6092011A (en) * | 1997-04-08 | 2000-07-18 | Unisia Jecs Corporation | Apparatus and method for controlling damping force characteristic of vehicular shock absorber |
| RU2386063C1 (en) * | 2008-07-07 | 2010-04-10 | Закрытое акционерное общество Научная организация "Тверской институт вагоностроения" (ЗАО НО "ТИВ") | Damping system of vertical vibrations of railway passenger car body |
-
2011
- 2011-07-13 RU RU2011129185/11A patent/RU2469225C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5301776A (en) * | 1991-11-16 | 1994-04-12 | Boge Ag | Hydraulic adjustable vibration damper |
| US6092011A (en) * | 1997-04-08 | 2000-07-18 | Unisia Jecs Corporation | Apparatus and method for controlling damping force characteristic of vehicular shock absorber |
| RU2386063C1 (en) * | 2008-07-07 | 2010-04-10 | Закрытое акционерное общество Научная организация "Тверской институт вагоностроения" (ЗАО НО "ТИВ") | Damping system of vertical vibrations of railway passenger car body |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Программа самообучения 406. Система адаптивного управления ходовой части DCC. Конструкция и принцип действия, 31 с. http://volkswagen.msk.ru. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2570014C2 (en) * | 2014-04-14 | 2015-12-10 | Антип Веденеевич Черепенин | Vehicle running gear suspension |
| RU2788750C1 (en) * | 2020-03-04 | 2023-01-24 | Малтиматик Инк. | Advanced hydraulic damper spool valve |
| RU211666U1 (en) * | 2022-01-10 | 2022-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "ГИДРО-СТАР" | VEHICLE CYLINDER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2469224C1 (en) | Automotive suspension adaptive damper | |
| KR101374457B1 (en) | Shock absorber having a continuously variable semi-active valve | |
| KR101278535B1 (en) | Asymmetrical Intake Damper Valve | |
| KR101454050B1 (en) | Shock absorber having a continuously variable valve with base line valving | |
| US9067471B2 (en) | Piston assembly with open bleed | |
| US9239092B2 (en) | Shock absorber with frequency dependent passive valve | |
| US7438164B2 (en) | Solenoid actuated continuously variable servo valve for adjusting damping in shock absorbers and struts | |
| US7950506B2 (en) | Semi third tube design | |
| US6352145B1 (en) | Stroke dependent damping | |
| US9074651B2 (en) | Dual range damping system for a shock absorber | |
| US20060086581A1 (en) | Stroke dependent damping | |
| US9587703B2 (en) | Variable radius spring disc for vehicle shock absorber | |
| US8641022B2 (en) | Front fork | |
| RU2469225C1 (en) | Automotive suspension adaptive damper | |
| RU2500936C1 (en) | Adaptive shock absorber | |
| RU2474739C1 (en) | Adaptive shock absorber of suspension of transport vehicle | |
| RU2479766C1 (en) | Adaptive shock absorber of suspension of transport vehicle | |
| US6793048B1 (en) | Solenoid actuated continuously variable shock absorber |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130714 |