RU2480644C2

RU2480644C2 - Vehicle adjustable shock-absorber (versions)

Info

Publication number: RU2480644C2
Application number: RU2009129766/11A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Калинин
Original assignee: Сергей Николаевич Калинин
Priority date: 2009-08-03
Filing date: 2009-08-03
Publication date: 2013-04-27
Also published as: RU2009129766A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: shock-absorber contains reservoir, hydraulic cylinder with compression valve, rod with piston. The piston is equipped with bypass valve and rebound valve. The casing of shock-absorber force control valve is tightly connected to the hydraulic cylinder and has outlet channel with shutoff element. The outlet channel is connected to the hole in hydraulic cylinder. The shutoff element is connected to the membrane. The membrane is mounted in membrane chamber made with the possibility of exerting external control influence on membrane. According to the first version membrane chamber is fixed on reservoir in shock-absorber. According to the second version membrane chamber is fixed on the casing of shock-absorber force control valve in shock-absorber.

EFFECT: extension of possibilities to control shock-absorber's force at simultaneous increase of rod's strength.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и предназначено для использования в конструкции регулируемых амортизаторов транспортных средств, преимущественно автомобилей.The invention relates to a transport mechanical engineering and is intended for use in the construction of adjustable shock absorbers of vehicles, mainly automobiles.

Известен газонаполненный амортизатор, содержащий пневмокамеру с опорной тарелкой, нагруженной снизу пружиной (Раймпель Й. Шасси автомобиля: Амортизаторы, шины, колеса / Пер. с нем. В.П.Агапова; Под ред. О.Д.Златовратского. - М.: Машиностроение, 1986, стр.71, рис.1. 95). Опорная тарелка соединена штангой с регулирующим поршнем, размещенным внутри полого штока амортизатора. В штоке амортизатора имеются дроссельные отверстия. Регулирование усилий амортизатора осуществляется путем изменения давления в пневмокамере. В зависимости от этого давления регулирующий поршень смещается относительно дроссельных отверстий, изменяя их проходные сечения. Вследствие этого увеличивается либо уменьшается гидравлическое сопротивление перетеканию масла через дроссельные отверстия и соответственно возрастают либо уменьшаются силы сопротивления амортизатора. Недостатками описанного устройства являются снижение прочности полого штока и кратковременные изменения характеристик амортизатора от действия случайных толчков, вызывающих инерционное смещение регулирующего поршня, относительно дроссельных отверстий.Known gas-filled shock absorber containing a pneumatic chamber with a support plate, loaded with a spring from below (Raimpel J. Chassis: Shock absorbers, tires, wheels / Translated from German by V.P. Agapov; Ed. By O.D. Zlatovratsky. - M .: Engineering, 1986, p. 71, Fig. 1. 95). The support plate is connected by a rod with a control piston located inside the hollow rod of the shock absorber. The damper rod has throttle holes. The shock absorber is controlled by changing the pressure in the air chamber. Depending on this pressure, the control piston is displaced relative to the throttle openings, changing their bore sections. As a result of this, the hydraulic resistance to oil flow through the throttle holes increases or decreases, and accordingly, the resistance forces of the shock absorber increase or decrease. The disadvantages of the described device are the decrease in the strength of the hollow rod and short-term changes in the characteristics of the shock absorber from random shocks that cause inertial displacement of the control piston relative to the throttle holes.

Известен амортизатор с регулированием силы сопротивления клапана отбоя. (Раймпель Й. Шасси автомобиля: Амортизаторы, шины, колеса / Пер. с нем. В.П.Агапова; Под ред. О.Д.Златовратского. - М.: Машиностроение, 1986, стр.73, рис.1. 97). Описываемое устройство содержит пневмокамеру, закрепленную на верхнем конце полого штока, внутри которой размещена резиновая мембрана. Внутри штока размещена штанга, связанная с резиновой мембраной и снабженная на нижнем конце тарелкой с кулачком, который контактирует с дисками клапана отдачи. В зависимости от давления в пневмокамере штанга через кулачок прижимает диски клапана отдачи в большей или меньшей степени, при этом меняется гидравлическое сопротивление перетеканию масла через клапан отдачи и соответственно увеличивается либо уменьшается усилие отбоя амортизатора. Недостатком описанного устройства, выбранного в качестве прототипа, является снижение прочности штока вследствие выполнения его полым, а также сужение возможностей регулировки только по усилию отбоя.Known shock absorber with regulation of the resistance force of the rebound valve. (Raimpel J. Car chassis: Shock absorbers, tires, wheels / Translated from German by V.P. Agapov; Ed. By O.D. Zlatovratsky. - M.: Mechanical Engineering, 1986, p. 73, Fig. 1. 97 ) The described device contains a pneumatic chamber mounted on the upper end of the hollow rod, inside of which is placed a rubber membrane. Inside the rod there is a rod connected with a rubber membrane and provided on the lower end with a cam plate, which is in contact with the disks of the recoil valve. Depending on the pressure in the pneumatic chamber, the rod presses the recoil valve discs to a greater or lesser extent through the cam, while the hydraulic resistance to oil flow through the recoil valve changes, and the shock absorber rebound force increases or decreases accordingly. The disadvantage of the described device, selected as a prototype, is the decrease in the strength of the stem due to its hollow, as well as the narrowing of the adjustment possibilities only by the rebound force.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение возможностей регулировки характеристик амортизатора при одновременном увеличении прочности штока.The task of the invention is to expand the ability to adjust the characteristics of the shock absorber while increasing the strength of the rod.

Для достижения указанного технического результата предлагается регулируемый амортизатор транспортного средства, содержащий в первом варианте резервуар, гидроцилиндр, поршень, шток, клапан сжатия, клапан отбоя, перепускной клапан, клапан регулирования усилия амортизатора. Клапан регулирования усилия амортизатора содержит герметично соединенный с гидроцилиндром корпус, выходной канал которого сообщается с отверстием в гидроцилиндре и перекрывается запорным элементом, взаимодействующим с мембраной. Мембрана закреплена на указанном резервуаре, снабженном мембранной камерой, которая выполнена с возможностью оказания на мембрану внешнего управляющего воздействия.To achieve the technical result, an adjustable shock absorber of a vehicle is proposed, comprising in the first embodiment a reservoir, a hydraulic cylinder, a piston, a rod, a compression valve, a rebound valve, a bypass valve, a shock absorber force control valve. The valve for regulating the shock absorber forces comprises a housing hermetically connected to the hydraulic cylinder, the outlet channel of which communicates with the hole in the hydraulic cylinder and is blocked by a shut-off element interacting with the membrane. The membrane is mounted on the specified tank, equipped with a membrane chamber, which is configured to exert an external control action on the membrane.

Во втором варианте регулируемый амортизатор транспортного средства содержит резервуар, гидроцилиндр, поршень, шток, клапан сжатия, клапан отбоя, перепускной клапан, клапан регулирования усилия амортизатора. Клапан регулирования усилия амортизатора содержит герметично соединенный с гидроцилиндром корпус, выходной канал которого сообщается с отверстием в гидроцилиндре и перекрывается запорным элементом, взаимодействующим с мембраной. Мембрана закреплена в мембранной камере, установленной на корпусе клапана регулирования усилия амортизатора и выполненной с возможностью оказания на мембрану внешнего управляющего воздействия. Второй вариант отличается от первого тем, что мембрана и мембранная камера установлены не на резервуаре, а на корпусе клапана регулирования усилия амортизатора. Оба варианта обеспечивают достижение одинакового технического результата,In the second embodiment, the adjustable shock absorber of the vehicle comprises a reservoir, a hydraulic cylinder, a piston, a rod, a compression valve, a rebound valve, a bypass valve, a shock absorber force control valve. The valve for regulating the shock absorber forces comprises a housing hermetically connected to the hydraulic cylinder, the outlet channel of which communicates with the hole in the hydraulic cylinder and is blocked by a shut-off element interacting with the membrane. The membrane is fixed in a membrane chamber mounted on the valve body of the control valve of the shock absorber and made with the possibility of exerting an external control action on the membrane. The second option differs from the first in that the membrane and the membrane chamber are not installed on the tank, but on the valve body of the shock absorber force control valve. Both options ensure the achievement of the same technical result,

Описанные конструктивные признаки позволяют выполнить шток сплошным в отличие от прототипа, в котором шток полый. Тем самым достигается увеличение прочности штока. Кроме того, в предлагаемом регулируемом амортизаторе транспортного средства возможно осуществление регулировки либо по усилию сжатия, либо по усилию отбоя. В прототипе осуществляется регулирование только по усилию отбоя. Таким образом достигается расширение возможностей регулировки характеристик амортизатора.The described structural features allow the stock to be solid, in contrast to the prototype, in which the stem is hollow. Thereby, an increase in the strength of the rod is achieved. In addition, in the proposed adjustable shock absorber of the vehicle, it is possible to carry out adjustment either by the compression force or by the rebound force. In the prototype, regulation is carried out only according to the rebound force. Thus, the expansion of the ability to adjust the shock absorber characteristics is achieved.

Предлагаемый регулируемый амортизатор транспортного средства иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3. На фиг.1 показан продольный разрез первого варианта с регулированием усилия сжатия. На фиг.2 - продольный разрез первого варианта с регулированием усилия отбоя. На фиг.3 - продольный разрез второго варианта с регулированием усилия сжатия.The proposed adjustable shock absorber of the vehicle is illustrated by the drawings shown in figures 1-3. Figure 1 shows a longitudinal section of the first option with the regulation of the compression force. Figure 2 is a longitudinal section of the first option with the regulation of the rebound force. Figure 3 is a longitudinal section of the second option with the regulation of the compression force.

Предлагаемый регулируемый амортизатор транспортного средства в первом варианте (фиг.1) содержит резервуар 1 с установленным внутри него гидроцилиндром 2. В гидроцилиндре размещен поршень 3, прикрепленный к штоку 4. На поршне установлены известные перепускной клапан 5 и клапан отбоя 6. В нижней части гидроцилиндра 2 расположен известный клапан сжатия 7. Для регулирования усилия сжатия амортизатора имеется клапан регулирования, содержащий корпус 8, выходной канал 9 которого перекрыт запорным элементом 10. Корпус клапана регулирования 8 герметично соединен с гидроцилиндром 2, например, с помощью уплотнительных колец 11. Выходной канал 9 сообщается с отверстием 12 в гидроцилиндре, выполненным в подпоршневом пространстве гидроцилиндра. Для возможности регулирования усилия отбоя амортизатора отверстие 12 выполнено в надпоршневом пространстве гидроцилиндра (фиг.2). Запорный элемент 10 взаимодействует с мембраной 13, закрепленной на резервуаре 1, снабженном мембранной камерой 14. Мембранная камера 14 выполнена с возможностью оказания на мембрану 13 внешнего управляющего воздействия. Например, для оказания на мембрану внешнего управляющего воздействия сжатым воздухом или жидкостью мембранная камера снабжена штуцером 15 для присоединения подводного шланга 16. Гидроцилиндр 2 и частично резервуар 1 заполнены жидкостью 17.The proposed adjustable shock absorber of the vehicle in the first embodiment (Fig. 1) contains a reservoir 1 with a hydraulic cylinder 2 installed inside it. A piston 3 is mounted on the hydraulic cylinder 4. It is mounted on the piston 4. A well-known bypass valve 5 and a stop valve 6 are installed on the piston. 2, there is a known compression valve 7. To regulate the compression force of the shock absorber, there is a control valve comprising a housing 8, the output channel 9 of which is closed by a locking element 10. The housing of the control valve 8 is sealed but is connected to the hydraulic cylinder 2, for example, by means of sealing rings 11. The output channel 9 communicates with an opening 12 in the hydraulic cylinder made in the under-piston space of the hydraulic cylinder. To be able to regulate the rebound force of the shock absorber, the hole 12 is made in the above-piston space of the hydraulic cylinder (Fig. 2). The locking element 10 interacts with the membrane 13 mounted on the reservoir 1 provided with a membrane chamber 14. The membrane chamber 14 is configured to exert an external control action on the membrane 13. For example, to exert external control action on the membrane with compressed air or liquid, the membrane chamber is equipped with a fitting 15 for attaching an underwater hose 16. The hydraulic cylinder 2 and partially the tank 1 are filled with liquid 17.

Во втором варианте (фиг.3) предлагаемый регулируемый амортизатор транспортного средства содержит резервуар 1 с установленным внутри него гидроцилиндром 2. В гидроцилиндре размещен поршень 3, прикрепленный к штоку 4. На поршне установлены известные перепускной клапан 5 и клапан отбоя 6. В нижней части гидроцилиндра 2 расположен известный клапан сжатия 7. Для регулирования усилия сжатия амортизатора имеется клапан регулирования, содержащий корпус 8, выходной канал 9 которого перекрыт запорным элементом 10. Корпус клапана регулирования 8 герметично соединен с гидроцилиндром 2, например, с помощью уплотнительных колец 11. Выходной канал 9 сообщается с отверстием 12 в гидроцилиндре, выполненным в подпоршневом пространстве гидроцилиндра.In the second embodiment (FIG. 3), the proposed adjustable shock absorber of the vehicle comprises a reservoir 1 with a hydraulic cylinder 2 installed inside it. A piston 3 is mounted on the hydraulic cylinder 4. It is mounted on the piston 4. A well-known bypass valve 5 and a rebound valve are installed on the piston 6. At the bottom of the hydraulic cylinder 2, a known compression valve 7 is located. To regulate the compression force of the shock absorber, there is a control valve comprising a housing 8, the output channel 9 of which is blocked by a shut-off element 10. Seal of the control valve 8 connected to the hydraulic cylinder 2, for example, by means of o-rings 11. The outlet channel 9 communicates with an opening 12 in the hydraulic cylinder made in the under-piston space of the hydraulic cylinder.

Для возможности регулирования усилия отбоя амортизатора отверстие 12 выполняется в надпоршневом пространстве гидроцилиндра. Запорный элемент 10 взаимодействует с мембраной 13, установленной в мембранной камере 14. При этом мембранная камера закреплена на корпусе клапана регулирования 8, например, с помощью винтов 18 и выполнена с возможностью оказания на мембрану внешнего управляющего воздействия. Например для оказания на мембрану внешнего управляющего воздействия сжатым воздухом или жидкостью, мембранная камера снабжена штуцером 15 для присоединения подводного шланга 16.To be able to control the rebound force of the shock absorber, hole 12 is made in the above-piston space of the hydraulic cylinder. The locking element 10 interacts with the membrane 13 installed in the membrane chamber 14. In this case, the membrane chamber is mounted on the housing of the control valve 8, for example, by means of screws 18 and is configured to exert an external control action on the membrane. For example, to exert external control action on the membrane with compressed air or liquid, the membrane chamber is equipped with a fitting 15 for attaching an underwater hose 16.

Предлагаемый регулируемый амортизатор транспортного средства устанавливается в подвеску, например, автомобиля и работает следующим образом. При наезде автомобиля на неровности дороги возникают толчки и вибрации, передающиеся на кузов и вызывающие его вертикальную раскачку. При этом шток 4 с поршнем 3 (см. фиг.1) перемещается в гидроцилиндре 2 и происходят демпфирование и гашение колебаний кузова в зависимости от усилий сопротивления перемещению штока с поршнем. Величина усилий сопротивления перемещению штока с поршнем (усилия сжатия или усилия отбоя) зависит от гидравлического сопротивления перетеканию жидкости 17 через клапаны. Для первого варианта выполнения предлагаемого устройства с регулированием усилия сжатия (фиг.1) при задвижении поршня 3 (ход сжатия) жидкость 17 из подпоршневого пространства гидроцилиндра 2 частично перетекает через перепускной клапан 5 в надпоршневое пространство. Кроме того, жидкость перетекает в резервуар 1 двумя путями - через клапан сжатия 7, а также через отверстие 12 и выходной канал 9 корпуса клапана регулирования. В зависимости от силы прижима запорного элемента 10 под действием мембраны 13 меняется гидравлическое сопротивление перетеканию жидкости через канал 9 и соответственно изменяется суммарное усилие сжатия амортизатора при перетекании жидкости через перепускной клапан 5, клапан сжатия 7 и канал 9 клапана регулирования усилия амортизатора. При внешнем управляющем воздействии на мембрану, например, путем увеличения давления сжатого воздуха, подводимого через шланг 16, возрастает усилие нажима мембраны 13 на запорный элемент 10. При этом соответственно увеличивается сопротивление перетеканию жидкости 17 через канал 9, и возрастает суммарное усилие сжатия амортизатора. При ходе отбоя (выдвижении штока 4) жидкость 17 перетекает через клапан отбоя 6 из надпоршневого пространства в подпоршневое, создавая при этом усилие сопротивления отбоя, которое для описываемого примера исполнения первого варианта предлагаемого устройства не регулируется.The proposed adjustable shock absorber of the vehicle is installed in the suspension, for example, of a car and works as follows. When a car hits a rough road, shocks and vibrations occur that are transmitted to the body and cause its vertical buildup. In this case, the rod 4 with the piston 3 (see Fig. 1) moves in the hydraulic cylinder 2 and damping and damping of body vibrations occur depending on the resistance forces to the movement of the rod with the piston. The magnitude of the resistance forces to the movement of the rod with the piston (compression forces or rebound forces) depends on the hydraulic resistance to the flow of fluid 17 through the valves. For the first embodiment of the proposed device with the regulation of the compression force (Fig. 1) when the piston 3 is moved (compression stroke), the liquid 17 from the under-piston space of the hydraulic cylinder 2 partially flows through the bypass valve 5 into the over-piston space. In addition, the fluid flows into the tank 1 in two ways - through the compression valve 7, as well as through the hole 12 and the outlet channel 9 of the control valve body. Depending on the clamping force of the shut-off element 10, under the action of the membrane 13, the hydraulic resistance of the fluid flow through the channel 9 changes and the total compression force of the shock absorber changes when the fluid flows through the bypass valve 5, the compression valve 7 and the channel 9 of the damper force control valve. With an external control action on the membrane, for example, by increasing the pressure of the compressed air supplied through the hose 16, the pressure of the membrane 13 on the shut-off element 10 increases. In this case, the resistance to fluid flow 17 through the channel 9 increases, and the total compression force of the shock absorber increases. During the rebound (extension of the stem 4), the fluid 17 flows through the rebound valve 6 from the over-piston space into the under-piston space, creating a rebound resistance force, which is not adjustable for the described embodiment of the first embodiment of the proposed device.

В другом примере выполнения первого варианта предлагаемого регулируемого амортизатора транспортного средства (фиг.2) регулируется не усилие сжатия, а усилие отбоя. Так, при выдвижении штока 4 жидкость 17 перетекает через клапан отбоя 6 из надпоршневого пространства в подпоршневое, а также через отверстие 12 и выходной канал 9 в резервуар 1. Увеличение или уменьшение суммарного усилия отбоя при этом может регулироваться соответственно увеличением или уменьшением давления воздуха, подводимого через шланг 16, вследствие изменения силы прижима запорного элемента 10 мембраной 13.In another example, the first embodiment of the proposed adjustable shock absorber of the vehicle (figure 2) is not regulated by the compression force, but the rebound force. So, when the rod 4 is extended, the liquid 17 flows through the end valve 6 from the over-piston space into the under-piston space, as well as through the hole 12 and the outlet channel 9 into the reservoir 1. The increase or decrease in the total rebound effort can be adjusted accordingly by increasing or decreasing the air pressure supplied through the hose 16, due to changes in the clamping force of the locking element 10 by the membrane 13.

Второй вариант предлагаемого регулируемого амортизатора транспортного средства (фиг.3) работает следующим образом (в качестве примера показано устройство с регулированием усилия сжатия). При задвижении поршня 3 (ход сжатия) жидкость 17 из подпоршневого пространства гидроцилиндра 2 частично перетекает через перепускной клапан 5 в надпоршневое пространство. Кроме того, жидкость перетекает в резервуар 1 двумя путями - через клапан сжатия 7, а также через отверстие 12, выходной канал 9 и отверстие 19 мембранной камеры. Суммарное усилие сжатия регулируется изменением давления воздуха, подводимого через шланг 16. Так, при повышении давления воздуха увеличивается сила прижима запорного элемента 40 мембраной 13. Соответственно возрастает гидравлическое сопротивление перетеканию жидкости через выходной канал 9, что приводит к увеличению суммарного усилия сжатия амортизатора. При ходе отбоя (выдвижении штока 4) жидкость 17 перетекает через клапан отбоя 6 из надпоршневого пространства в подпоршневое, создавая при этом усилие сопротивления отбоя, которое для описываемого примера исполнения второго варианта предлагаемого устройства не регулируется.The second variant of the proposed adjustable shock absorber of the vehicle (figure 3) works as follows (as an example, a device with adjustable compression force). When the piston 3 is moved (compression stroke), the liquid 17 from the under-piston space of the hydraulic cylinder 2 partially flows through the bypass valve 5 into the over-piston space. In addition, the liquid flows into the tank 1 in two ways - through the compression valve 7, as well as through the hole 12, the outlet channel 9 and the hole 19 of the membrane chamber. The total compression force is controlled by changing the pressure of the air supplied through the hose 16. Thus, with increasing air pressure, the pressing force of the shut-off element 40 increases by the membrane 13. Accordingly, the hydraulic resistance to fluid flow through the output channel 9 increases, which leads to an increase in the total compression force of the shock absorber. During the rebound (extension of the stem 4), the fluid 17 flows through the rebound valve 6 from the over-piston space into the under-piston space, creating a rebound resistance force, which is not adjustable for the described embodiment of the second embodiment of the proposed device.

Первый и второй варианты предлагаемого регулируемого амортизатора транспортного средства позволяют достичь одинакового технического результата. Так, в отличие от прототипа, имеющего полый шток и регулировку только по усилию отбоя, предлагаемые устройства имеют более прочный сплошной шток и возможность при различных примерах компоновки получить регулировку либо по усилию отбоя, либо по усилию сжатия. Таким образом, достигается расширение возможностей регулирования характеристик амортизатора при одновременном увеличении прочности штока.The first and second options of the proposed adjustable shock absorber of the vehicle allow to achieve the same technical result. So, unlike the prototype, which has a hollow rod and adjustment only according to the rebound force, the proposed devices have a more solid solid rod and the ability to obtain adjustment for various rebound examples either by rebound force or by compression force. Thus, expanding the ability to control the characteristics of the shock absorber while increasing the strength of the rod.

Claims

1. Регулируемый амортизатор транспортного средства, содержащий резервуар, гидроцилиндр, поршень, шток, клапан сжатия, клапан отбоя, перепускной клапан, клапан регулирования усилия амортизатора, отличающийся тем, что клапан регулирования усилия амортизатора содержит герметично соединенный с гидроцилиндром корпус, выходной канал которого сообщается с отверстием в гидроцилиндре и перекрывается запорным элементом, взаимодействующим с мембраной, закрепленной на указанном резервуаре, снабженном мембранной камерой, выполненной с возможностью оказания на мембрану внешнего управляющего воздействия.1. An adjustable shock absorber of a vehicle, comprising a reservoir, a hydraulic cylinder, a piston, a rod, a compression valve, a rebound valve, a bypass valve, a shock absorber force control valve, characterized in that the shock absorber force control valve comprises a housing hermetically connected to the hydraulic cylinder, the outlet channel of which communicates with a hole in the hydraulic cylinder and is blocked by a locking element interacting with a membrane mounted on the specified tank, equipped with a membrane chamber, made with the possibility Tew exerting external control action on the membrane.

2. Регулируемый амортизатор транспортного средства, содержащий резервуар, гидроцилиндр, поршень, шток, клапан сжатия, клапан отбоя, перепускной клапан, клапан регулирования усилия амортизатора, отличающийся тем, что клапан регулирования усилия амортизатора содержит герметично соединенный с гидроцилиндром корпус, выходной канал которого сообщается с отверстием в гидроцилиндре и перекрывается запорным элементом, взаимодействующим с мембраной, закрепленной в мембранной камере, установленной на корпусе клапана регулирования усилия амортизатора и выполненной с возможностью оказания на мембрану внешнего управляющего воздействия. 2. An adjustable shock absorber of a vehicle, comprising a reservoir, a hydraulic cylinder, a piston, a rod, a compression valve, a rebound valve, a bypass valve, a shock absorber force control valve, characterized in that the shock absorber force control valve comprises a housing hermetically connected to the hydraulic cylinder, the outlet channel of which communicates with a hole in the hydraulic cylinder and is blocked by a shut-off element interacting with a membrane fixed in a membrane chamber mounted on the valve body of the force control valve amor teaser and made with the possibility of exerting an external control action on the membrane.