RU2729858C1 - Adaptive shock absorber with automatic control of rod position - Google Patents
Adaptive shock absorber with automatic control of rod position Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729858C1 RU2729858C1 RU2019136831A RU2019136831A RU2729858C1 RU 2729858 C1 RU2729858 C1 RU 2729858C1 RU 2019136831 A RU2019136831 A RU 2019136831A RU 2019136831 A RU2019136831 A RU 2019136831A RU 2729858 C1 RU2729858 C1 RU 2729858C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- shock absorber
- distance
- working cylinder
- technological
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/06—Characteristics of dampers, e.g. mechanical dampers
- B60G17/08—Characteristics of fluid dampers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/10—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
- F16F9/14—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect
- F16F9/16—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid-Damping Devices (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 for vehicles and can be used in vehicle suspensions.
Известна амортизационная стойка подвески транспортного средства [М.В. Гельмут, О.В. Гельмут. Амортизационная стойка подвески транспортного средства. Полезная модель РФ к патенту № 6747, МПК B60G 15/08, 20.08.1997], содержащая резервуар с направляющей штока, размещенный в нем цилиндр, расположенный на штоке внутри цилиндра поршень с перепускным клапаном, и клапан отдачи, который выполнен в виде вертикального ряда радиальных отверстий, размещенных на стенке цилиндра в рабочей зоне. Такое конструктивное решение клапана отдачи позволяет автоматически обеспечить различную жесткость стойки в зависимости от характера неровностей дороги, а следовательно - от положения штока.Known amortization strut of the vehicle suspension [M.V. Helmut, O. V. Helmut. Vehicle suspension strut. Utility model of the Russian Federation to patent No. 6747, IPC
Следует отметить, что в данной конструкции фактически отсутствуют клапаны сжатия и отдачи - непременные элементы [1,2] любого амортизатора (амортизационная стойка по функциональному назначению является амортизатором). Работа данного амортизатора «строится» только на использовании эффекта дросселирования - протекание жидкости через дроссельное отверстие фиксированной площади проходного сечения, независимо от скорости движения поршня. Это означает, что рабочая характеристика подобного амортизатора содержит только дроссельный [1, …, 4] участок и не содержит дроссельно-клапанный [1, …, 4] участок. Но, как известно, данное обстоятельство неизбежно приводит к тому, что при определенных скоростях движения поршня усилие на поршне, а, следовательно, и динамические, ударные нагрузки на элементы кузова, резко возрастут. «Жесткость» амортизатора увеличится. Но это, в свою очередь, будет также способствовать зависанию колеса на фазе отбоя при проезде автомобиля через неровности. Т.е. сцепление колеса с дорогой ухудшается, его устойчивость снижается.It should be noted that in this design, there are actually no compression and recoil valves - indispensable elements [1,2] of any shock absorber (the shock absorber is a shock absorber for its functional purpose). The operation of this shock absorber is "based" only on the use of the throttling effect - the flow of liquid through the throttling hole of a fixed flow area, regardless of the piston speed. This means that the operating characteristic of such a shock absorber contains only the throttle [1, ..., 4] section and does not contain the throttle-valve [1, ..., 4] section. But, as you know, this circumstance inevitably leads to the fact that at certain speeds of the piston, the force on the piston, and, consequently, the dynamic, shock loads on the body elements, will increase sharply. The "stiffness" of the shock absorber will increase. But this, in turn, will also contribute to the suspension of the wheel during the rebound phase when the car passes over bumps. Those. the grip of the wheel deteriorates, its stability decreases.
Известен также амортизатор с дифференцированным усилием сжатия [Д.В. Чулков, А.Д. Чулков, Ю.К. Новоселов, А.О. Харченко. Амортизатор с дифференцированным усилием сжатия. Патент РФ № 2093370, МПК B60G 17/08, 18.06.1996], который содержит рабочий цилиндр и внешний резервуар для рабочей жидкости, рабочий поршень со штоком, перепускным клапаном отдачи, клапан сжатия и впускной клапан. В бесштоковой полости рабочего цилиндра на пружине установлен дополнительный поршень, глухим осевым отверстием обращенный к рабочему поршню с возможностью взаимодействия с последним. На наружной цилиндрической поверхности дополнительного поршня выполнены продольные сквозные канавки, а на его верхнем торце закреплено упругое кольцо с радиальными калиброванными канавками на поверхности.There is also known a shock absorber with a differential compression force [D.V. Chulkov, A.D. Chulkov, Yu.K. Novoselov, A.O. Kharchenko. Shock absorber with differential compression force. RF patent No. 2093370, IPC B60G 17/08, 18.06.1996], which contains a working cylinder and an external reservoir for the working fluid, a working piston with a rod, a recoil bypass valve, a compression valve and an inlet valve. In the rodless cavity of the working cylinder, an additional piston is installed on a spring, with a blind axial hole facing the working piston with the possibility of interacting with the latter. Longitudinal through grooves are made on the outer cylindrical surface of the additional piston, and an elastic ring with radial calibrated grooves on the surface is fixed on its upper end.
Такое конструктивное решение, за счет того, что в работе амортизатора участвуют клапаны сжатия и отбоя, позволяет в обычных условиях движения автомобиля ограничить максимальные динамические нагрузки на поршень, а, следовательно, и на элементы кузова.Such a constructive solution, due to the fact that compression and rebound valves are involved in the operation of the shock absorber, allows, in normal driving conditions, to limit the maximum dynamic loads on the piston, and, consequently, on the body elements.
Предполагается также, что при неблагоприятных условиях движения, когда колесо автомобиля опускается вниз и рабочий поршень достигает нижнего положения, соприкасаясь при этом с подпружиненным дополнительным поршнем, данное конструктивное решение амортизатора будет на фазе сжатия способствовать увеличению степени диссипации амортизатора, т.е. «увеличению его жесткости». Данное обстоятельство, по мнению авторов, приведет к значительному возрастанию эксплуатационной надежности амортизатора ввиду исключения «ударов» (пробоев) и «провалов рабочего поршня».It is also assumed that under unfavorable driving conditions, when the car wheel goes down and the working piston reaches the lower position, while in contact with the spring-loaded additional piston, this design solution of the shock absorber will increase the degree of shock absorber dissipation in the compression phase, i.e. "Increasing its rigidity." This circumstance, according to the authors, will lead to a significant increase in the operational reliability of the shock absorber due to the exclusion of "shocks" (breakdowns) and "failures of the working piston".
Следует подчеркнуть, что данное утверждение не соответствует действительности. Дело в том, что на фазе сжатия рабочая характеристика амортизатора формируется только за счет калиброванного отверстия (дросселя) клапана сжатия и пружины самого клапана сжатия [1, …, 4]. А функциональное назначение подпружиненного дополнительного поршня заключается в том, чтобы частично перекрывать на фазе сжатия, когда рабочий поршень достигает нижнего положения, соприкасаясь при этом с подпружиненным дополнительным поршнем, переток жидкости из бесштоковой в штоковую полость. Но подобный процесс «дросселирования» очень нестабилен по следующим причинам:It should be emphasized that this statement is not true. The fact is that during the compression phase, the operating characteristic of the shock absorber is formed only due to the calibrated hole (throttle) of the compression valve and the spring of the compression valve itself [1, ..., 4]. And the functional purpose of the spring-loaded additional piston is to partially overlap in the compression phase, when the working piston reaches the lower position, while in contact with the spring-loaded additional piston, the fluid overflow from the rodless to the rod cavity. But this “throttling” process is very unstable for the following reasons:
1. жидкость в штоковой полости «работает на растяжение», а не «на сжатие», что недопустимо; подобный режим работы жидкости приводит к разрушению ее «сплошности», интенсивному вспениванию, систематической дестабилизации параметров рабочей характеристики амортизатора;1. the liquid in the rod end "works in tension" and not "in compression", which is unacceptable; such a mode of operation of the liquid leads to the destruction of its "continuity", intense foaming, systematic destabilization of the parameters of the shock absorber's operating characteristics;
2. наличие на упругом кольце проходных радиальных калиброванных канавок очень маленького радиуса - 0,1, …, 0,2 мм, при условии, что усилие на поршне может значительно изменяться в зависимости от скорости его перемещения, также указывает на то, что суммарная площадь сечения канавок будет постоянно меняться в процессе работы амортизатора; следовательно, и данное обстоятельство приведет к систематической дестабилизации параметров рабочей характеристики амортизатора.2.the presence on the elastic ring of radial calibrated grooves of very small radius - 0.1, ..., 0.2 mm, provided that the force on the piston can vary significantly depending on the speed of its movement, also indicates that the total area the section of the grooves will constantly change during the operation of the shock absorber; consequently, this circumstance will also lead to systematic destabilization of the parameters of the shock absorber's operating characteristics.
В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в повышении надежности амортизатора за счет исключения явления его пробоя при проезде автомобиля по неровностям на достаточно большой скорости, повышении стабильности параметров рабочих характеристик амортизатора, повышении управляемости и безопасности движения автомобиля за счет исключения явления отрыва колеса от дорожного полотна при проезде автомобиля по неровностям на достаточно большой скорости.The invention is based on a technical problem, which consists in increasing the reliability of the shock absorber by eliminating the phenomenon of its breakdown when the car is driving over irregularities at a sufficiently high speed, increasing the stability of the parameters of the shock absorber's performance, increasing the controllability and safety of the vehicle by eliminating the phenomenon of wheel separation from the roadway when the vehicle is driven over bumps at a sufficiently high speed.
Указанная задача решается тем, что в адаптивном амортизаторе, содержащем концентрически расположенные наружный цилиндр, закрываемый сверху крышкой, и рабочий цилиндр, который сверху закреплен на направляющей штока, соединенного с поршнем, подвижно размещенным в рабочем цилиндре, снизу рабочий цилиндр опирается на наружный цилиндр с образованием кольцевой полости, поршень содержит дроссельное отверстие клапана растяжения, клапан растяжения и перепускной клапан сжатия, в основании рабочего цилиндра размещены дроссельное отверстие клапана сжатия, клапан сжатия и перепускной клапан растяжения, согласно изобретению в нижней части рабочего цилиндра в диаметральном сечении выполнены технологические дроссельные отверстия на расстоянии L = А1 - А от статического положения поршня, где L - расстояние от статического положения П поршня, соответствующего состоянию полностью загруженного автомобиля до его положения П3, когда нижняя кромка поршня достигнет положения верхней кромки технологических дроссельных отверстий, мм; А - расстояние от положения П1, которое занимает верхний торец поршня при верхнем крайнем положении поршня во время работы амортизатора, до положения П поршня, мм; А1 - расстояние от положения П1 до его положения П3, когда нижняя кромка поршня достигнет положения верхней кромки технологического дроссельного отверстия, мм.This problem is solved by the fact that in an adaptive shock absorber containing concentrically located outer cylinder, closed from above by a cover, and a working cylinder, which is fixed from above to a rod guide connected to a piston movably located in the working cylinder, from below, the working cylinder rests on the outer cylinder to form of the annular cavity, the piston contains the throttle opening of the expansion valve, the expansion valve and the bypass compression valve, at the base of the working cylinder there are the throttle opening of the compression valve, the compression valve and the bypass valve of the expansion, according to the invention, in the lower part of the working cylinder in the diametrical section, technological throttle openings are made at a distance L = A 1 - A from the static position of the piston, where L is the distance from the static position P of the piston corresponding to the state of a fully loaded vehicle to its position P 3 when the lower edge of the piston reaches the position of the upper edge of the technological throttle holes, mm; A is the distance from position P 1 , which is occupied by the upper end of the piston at the upper extreme position of the piston during operation of the shock absorber, to position P of the piston, mm; And 1 - distance from position P 1 to its position P 3 when the lower edge of the piston reaches the position of the upper edge of the technological throttle hole, mm.
Также техническая задача достигается тем, что линейные параметры цилиндро-поршневой группы амортизатора выбираются из условия: Б ≥ А3 + А2, где Б - ширина поршня, мм; А3 - ширина технологического дроссельного отверстия, мм; А2 - расстояние от положения П2, возможного крайнего положения нижнего торца поршня при работе амортизатора до положения П4, определяющего нижнюю кромку технологического дроссельного отверстия, мм.Also, the technical problem is achieved by the fact that the linear parameters of the cylinder-piston group of the shock absorber are selected from the condition: B ≥ A 3 + A 2 , where B is the piston width, mm; And 3 - the width of the technological throttle hole, mm; And 2 is the distance from position P 2 , the possible extreme position of the lower end of the piston during shock absorber operation to position P 4 , which determines the lower edge of the technological throttle hole, mm.
Также техническая задача достигается тем, что линейные параметры цилиндро-поршневой группы амортизатора выбираются из условия: Б ≤ А2, где: Б - ширина поршня, мм; А2 - расстояние от положения П2, возможного крайнего положения нижнего торца поршня при работе амортизатора до положения П4, определяющего нижнюю кромку технологического дроссельного отверстия, мм.Also, the technical problem is achieved by the fact that the linear parameters of the cylinder-piston group of the shock absorber are selected from the condition: B ≤ A 2 , where: B is the piston width, mm; And 2 is the distance from position P 2 , the possible extreme position of the lower end of the piston during shock absorber operation to position P 4 , which determines the lower edge of the technological throttle hole, mm.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображена схема амортизатора «на ходе сжатия» при положении поршня, когда верхняя торцевая поверхность 29 поршня 5 всегда находится «ниже» положения П4 нижней кромки технологического дроссельного отверстия S; на фиг.2 представлена схема амортизатора «на ходе сжатия» при положении поршня, когда нижняя торцевая поверхность 28 поршня 5 всегда находится «выше» положения П3 верхней кромки технологического дроссельного отверстия S; на фиг.3 - схема амортизатора «на ходе сжатия», когда поршень 5 всегда перекрывает технологическое дроссельное отверстие S; на фиг.4 - схема амортизатора «на ходе растяжения», когда поршень 5 всегда перекрывает технологическое дроссельное отверстие S; на фиг.5 - схема амортизатора «на ходе растяжения», когда поршень 5 всегда находится «выше» положения П3 верхней кромки технологического дроссельного отверстия S; на фиг.6 - схема амортизатора «на ходе растяжения», когда верхняя торцевая поверхность 29 поршня 5 всегда находится «ниже» положения П4 нижней кромки технологического дроссельного отверстия S; на фиг.7 изображена скоростная диаграмма амортизатора. The essence of the invention is illustrated by drawings, where: figure 1 shows a diagram of the shock absorber "on the compression stroke" at the position of the piston when the
Амортизатор (фиг.1) содержит концентрически расположенные наружный цилиндр 1, закрываемый сверху крышкой 2, и рабочий цилиндр 3, который сверху закреплен на направляющей 4 штока 6, соединенного с поршнем 5. Снизу рабочий цилиндр 3 опирается на наружный цилиндр 1. Поршень 5 размещен подвижно в рабочем цилиндре 3. Рабочий цилиндр 3 образует с наружным цилиндром 1 кольцевую полость 7. Поршень делит внутреннюю полость рабочего цилиндра 3 на бесштоковую 9 и штоковую 8 полости.The shock absorber (figure 1) contains a concentrically located
На поршне 5 содержится дроссельное отверстие 10 клапана растяжения, собственно клапан растяжения 11, поджимаемый к поршню 5 пружиной 12, перепускной клапан 14 сжатия, поджимаемый к поршню 5 пружиной 15. Дроссельное отверстие 10 названо дроссельным отверстием клапана растяжения потому, что в реальных конструкциях амортизаторов оно конструктивно скомпоновано внутри клапана растяжения.The
В основании рабочего цилиндра 3 имеется дроссельное отверстие 17 клапана сжатия, собственно клапан сжатия 18, поджимаемый к основанию рабочего цилиндра пружиной 19, перепускной клапан 21 растяжения, поджимаемый к основанию рабочего цилиндра пружиной 22. Дроссельное отверстие 17 названо дроссельным отверстием клапана сжатия потому, что в реальных конструкциях амортизаторов оно конструктивно скомпоновано внутри клапана сжатия.At the base of the working
Следует отметить, что пружины 15 и 22 не силовые, а чисто кинематические: они предназначены для силового замыкания кинематических пар «клапан-поршень» и «клапан – основание рабочего цилиндра». Усилия сжатия этих пружин относительно невелико.It should be noted that the
В нижней части рабочего цилиндра 3 в диаметральном сечении выполнены технологические дроссельные отверстия S на расстоянииIn the lower part of the working
от статического положения поршня, где: L - расстояние от статического положения П поршня 5, соответствующего состоянию полностью загруженного автомобиля, до его положения П3, когда нижняя кромка 28 поршня 5 достигнет положения верхней кромки технологического дроссельного отверстия S, мм; А - расстояние от положения П1, которое занимает верхний торец 29 поршня 5 при верхнем возможном, крайнем положении поршня 5 во время работы амортизатора, до положения П поршня 5, соответствующего состоянию полностью загруженного автомобиля, мм; А1 - расстояние от положения П1, которое занимает верхний торец 29 поршня 5, при верхнем возможном, крайнем положении поршня 5 во время работы амортизатора до его положения П3, когда нижняя кромка 28 поршня 5 достигнет положения верхней кромки технологического дроссельного отверстия S, мм; (на фиг.2 - фиг.6 условно показано одно отверстие).from the static position of the piston, where: L is the distance from the static position P of the
Здесь: положение П - «статическое» [1, …, 4] положение поршня, соответствующее состоянию полностью загруженного автомобиля.Here: position P - "static" [1, ..., 4] position of the piston corresponding to the state of a fully loaded vehicle.
Отверстие S может иметь, например, круглую форму, прямоугольную, овальную и т.п.The opening S can be circular, rectangular, oval, or the like, for example.
Положение П3 определяет верхнюю кромку отверстия S, а П4 - нижнюю. Положение П1 соответствует верхнему возможному, крайнему положению верхнего торца 29 поршня 5 при работе амортизатора, а П2 - нижнему возможному, крайнему положению нижнего торца 28 поршня 5 при работе амортизатора.Position P 3 defines the upper edge of the hole S, and P 4 - the bottom. Position P 1 corresponds to the upper possible, extreme position of the
Отметим, что в амортизаторах положение П1 фиксируется буфером отбоя, а положение П2 - буфером сжатия [1, …, 4]. На фиг.1 буферы отбоя и сжатия условно не показаны.Note that in the shock absorbers the position P 1 is fixed by the rebound buffer, and the position P 2 is fixed by the compression buffer [1,…, 4]. 1, the release and compression buffers are not shown conventionally.
В направляющей 4 предусмотрено отверстие 24 для удаления воздуха из полости 25 в кольцевую полость 7. Амортизатор с помощью узлов 26 и 27 (например, проушин) крепится к соответствующим элементам подвески транспортных средств. Полости 7, 8, 9 заполнены амортизаторной жидкостью. Причем, полость 7 заполнена жидкостью частично.A
Рабочий цикл амортизатора состоит из 6 фаз. The shock absorber duty cycle consists of 6 phases.
1. Фаза 1 (фиг.1). Особенностью данной фазы на «ходе сжатия» поршня 5 является то, что верхняя торцевая поверхность 29 поршня 5 всегда находится «ниже» положения П4 нижней кромки технологического дроссельного отверстия S.1. Phase 1 (figure 1). A feature of this phase on the "compression stroke" of the
На этой фазе, при перемещении штока 6 и поршня 5 вниз, как показано на фиг.1, жидкость из бесштоковой полости 9 вытесняется поршнем 5 через дроссельное отверстие 10 и отверстие 16 перепускного клапана сжатия 14 в замкнутую штоковую полость 8. При этом, объем жидкости, равный объему вдвигаемого в штоковую полость 8 участка штока 6, выдавливается через дроссельное отверстие 17 и отверстие 20 клапана сжатия 18 в кольцевую полость 7.In this phase, when the
Следует отметить, что, при этом, ввиду повышенного давления жидкости в полости 9, а, следовательно, и в полости 8, часть жидкости вытесняется из полости 8 через технологическое дроссельное отверстие S в кольцевую полость 7. Данное обстоятельство позволяет снизить степень диссипации («жесткость» амортизатора). Это снижение будет тем больше, чем больше площадь проходного сечения технологического дроссельного отверстия S.It should be noted that, in this case, due to the increased pressure of the liquid in the
Направления потоков жидкости на фиг.1 показаны соответствующими стрелками.The directions of fluid flows in Fig. 1 are shown by corresponding arrows.
Рабочая характеристика амортизатора на данной фазе его работы соответствует кривой К1, показанной на фиг. 7.The operating characteristic of the shock absorber in this phase of its operation corresponds to the K 1 curve shown in FIG. 7.
В конструктивном отношении данная фаза будет иметь место в том случае, если линейные параметры цилиндро-поршневой группы амортизатора удовлетворяют условиюStructurally, this phase will take place if the linear parameters of the cylinder-piston group of the shock absorber satisfy the condition
где: Б - ширина поршня 5, мм; А2 - расстояние от положения П2, возможного крайнего положения нижнего торца 28 поршня 5 при работе амортизатора до положения П4, определяющего нижнюю кромку технологического дроссельного отверстия S, мм.where: B -
2. Фаза 2 (фиг.2). Особенностью данной фазы на «ходе сжатия» поршня 5 является то, что нижняя торцевая поверхность 28 поршня 5 всегда находится «выше» положения П3 верхней кромки технологического дроссельного отверстия S.2. Phase 2 (figure 2). A feature of this phase on the "compression stroke" of the
На этой фазе, при перемещении штока 6 и поршня 5 вниз, как показано на фиг.2, жидкость из бесштоковой полости 9 вытесняется поршнем 5 через дроссельное отверстие 10 и отверстие 16 перепускного клапана сжатия 14 в замкнутую штоковую полость 8. При этом, объем жидкости, равный объему вдвигаемого участка штока 6, выдавливается через дроссельное отверстие 17 и отверстие 20 клапана сжатия 18 в кольцевую полость 7.In this phase, when the
Вместе с тем, ввиду повышенного давления жидкости в полости 9, часть жидкости вытесняется через технологическое дроссельное отверстие S из полости 9 в кольцевую полость 7. Данное обстоятельство, также, как и в фазе 1, позволяет снизить степень диссипации («жесткость» амортизатора). Это снижение будет тем больше, чем больше площадь проходного сечения технологического дроссельного отверстия S.At the same time, due to the increased pressure of the liquid in the
Направления потоков жидкости на фиг. 2 показаны соответствующими стрелками.The liquid flow directions in FIG. 2 are shown by corresponding arrows.
Рабочая характеристика амортизатора на данной фазе его работы соответствует кривой К1, показанной на фиг. 7.The operating characteristic of the shock absorber in this phase of its operation corresponds to the K 1 curve shown in FIG. 7.
3. Фаза 3 (фиг.3). Особенностью данной фазы на «ходе сжатия» поршня 5 является то, что поршень 5 всегда перекрывает технологическое дроссельное отверстие S.3. Phase 3 (Fig. 3). A feature of this phase on the "compression stroke" of the
Перемещение потоков жидкости на данной фазе, в целом, соответствует предыдущему случаю. Различие заключается в том, что дополнительный отток жидкости через технологическое дроссельное отверстие S перекрыт. Но данное обстоятельство уже существенно влияет на вид рабочей характеристики амортизатора, делая ее более «жесткой»: характеристика на этой фазе работы амортизатора уже отображается кривой К2 (фиг.7). Причем отмеченное «ужесточение» характеристики амортизатора, по сравнению с фазами 1 и 2, которым соответствует характеристика К1 (фиг.7), можно очень четко, предварительно задавать, выбирая соответствующее значение площади проходного сечения дроссельного технологического отверстия S.The movement of fluid flows in this phase, in general, corresponds to the previous case. The difference lies in the fact that the additional outflow of liquid through the process orifice S is closed. But this circumstance already significantly affects the form of the operating characteristic of the shock absorber, making it more "rigid": the characteristic at this phase of the shock absorber is already displayed by the curve K 2 (Fig. 7). Moreover, the noted "toughening" of the shock absorber characteristics, in comparison with
В конструктивном отношении данную фазу можно всегда реализовать, если линейные параметры цилиндро-поршневой группы амортизатора будут удовлетворять условию:Structurally, this phase can always be realized if the linear parameters of the cylinder-piston group of the shock absorber satisfy the condition:
Где: Б - Б - ширина поршня 5, мм; А2 - расстояние от положения П2, возможного крайнего положения нижнего торца 28 поршня 5 при работе амортизатора до положения П4, определяющего нижнюю кромку технологического дроссельного отверстия S, мм; А3 - ширина технологического дроссельного отверстия S, мм.Where: B - B -
Следует отметить, что условие (3) всегда конструктивно осуществимо, так как положение П2 в существующих конструкциях амортизаторов всегда фиксируется «буфером сжатия».It should be noted that condition (3) is always structurally feasible, since the position P2 existing dampers constructions always fixed "buffer compression."
Таким образом, реализация указанного условия позволяет резко увеличить «жесткость» амортизатора в конце «хода сжатия». Данное свойство обеспечивает исключение явления пробоя амортизатора при проезде автомобиля по неровностям на достаточно большой скорости, т.е. способствует повышению надежности и долговечности амортизатора.Thus, the implementation of this condition allows you to sharply increase the "stiffness" of the shock absorber at the end of the "compression stroke". This property ensures that the phenomenon of shock absorber breakdown is eliminated when the car drives over bumps at a sufficiently high speed, i.e. helps to improve the reliability and durability of the shock absorber.
4. Фаза 4 (фиг.4). Особенностью данной фазы на «ходе растяжения» поршня 5 является то, что поршень 5 всегда перекрывает технологическое дроссельное отверстие S.4. Phase 4 (Fig. 4). The peculiarity of this phase on the "extension stroke" of the
Перемещение потоков жидкости на данной фазе, в целом, соответствует предыдущему случаю. Различие заключается в том, что дополнительный отток жидкости через технологическое дроссельное отверстие S перекрыт. Но данное обстоятельство уже существенно влияет на вид рабочей характеристики амортизатора, делая ее более «жесткой»: характеристика на этой фазе работы амортизатора уже отображается кривой К3 (фиг.7). Причем отмеченное «ужесточение» характеристики амортизатора, по сравнению с фазой 4, можно очень четко, предварительно задавать, выбирая соответствующее значение площади проходного сечения дроссельного технологического отверстия S.The movement of fluid flows in this phase, in general, corresponds to the previous case. The difference lies in the fact that the additional outflow of liquid through the process orifice S is closed. But this circumstance already significantly affects the type of the shock absorber's operating characteristics, making it more "rigid": the characteristic at this phase of the shock absorber's operation is already displayed by the curve K 3 (Fig. 7). Moreover, the noted "toughening" of the shock absorber characteristics, in comparison with
В конструктивном отношении данную фазу можно всегда реализовать, если линейные параметры цилиндро-поршневой группы амортизатора будут удовлетворять условию (3).Structurally, this phase can always be realized if the linear parameters of the cylinder-piston shock absorber group satisfy condition (3).
5. Фаза 5 (фиг. 5). Особенностью данной фазы на «ходе растяжения» поршня 5 является то, что поршень 5 всегда находится «выше» положения П3 верхней кромки технологического дроссельного отверстия S. Перемещение потоков жидкости на данной фазе, в целом, соответствует случаю, рассмотренному при анализе фазы 4. Различие заключается в том, что, ввиду наличия некоторого разряжения в полости 9, часть жидкости также поступает в полость 9 из кольцевой полости 7 через дроссельное технологическое отверстие S. Однако следует иметь в виду, что, поскольку усилие пружины 22 перепускного клапана намного меньше, чем усилие пружины 12 клапана растяжения 11, действие технологического дроссельного отверстия S на этом участке работы амортизатора никак не сказывается на виде его рабочей характеристики, которая соответствует кривой К3, показанной на фиг.7.5. Phase 5 (Fig. 5). A feature of this phase on the "extension stroke" of the
6. Фаза 6 (фиг.6). Особенностью данной фазы на «ходе растяжения» поршня 5 является то, что верхняя торцевая поверхность 29 поршня 5 всегда находится «ниже» положения П4 нижней кромки технологического дроссельного отверстия S.6. Phase 6 (Fig. 6). A feature of this phase on the "extension stroke" of the
На данной фазе, при перемещении штока 6 и поршня 5 вверх, как показано на фиг. 6, жидкость из штоковой полости 8 вытесняется поршнем 5 через дроссельное отверстие 10 и отверстие 13 клапана растяжения 11 в замкнутую бесштоковую полость 9. При этом, объем жидкости, равный объему выдвигаемого участка штока 6, беспрепятственно «всасывается» в бесштоковую полость 9 из кольцевой полости 7 через отверстие 23 перепускного клапана 21. Одновременно с этим, ввиду повышенного давления жидкости в полости 8, часть жидкости выдавливается из полости 8 через технологическое дроссельное отверстие S в кольцевую полость 7. Данное обстоятельство позволяет снизить степень диссипации («жесткость» амортизатора). Это снижение будет тем больше, чем больше площадь проходного сечения технологического дроссельного отверстия S.In this phase, when the
Направления потоков жидкости на фиг.6 показаны соответствующими стрелками.The directions of fluid flows in Fig. 6 are shown by corresponding arrows.
Рабочая характеристика амортизатора на данной фазе его работы соответствует кривой К4, показанной на фиг.7.The operating characteristic of the shock absorber at this phase of its operation corresponds to the curve K 4 shown in Fig. 7.
В конструктивном отношении данная фаза будет иметь место в том случае, если линейные параметры цилиндро-поршневой группы амортизатора будут удовлетворять условию (2).Structurally, this phase will take place if the linear parameters of the cylinder-piston group of the shock absorber satisfy condition (2).
Таким образом, реализация условия (2) позволяет резко уменьшить «жесткость» амортизатора в начале «хода растяжения». Данное свойство обеспечивает исключение явления отрыва колеса от дорожного полотна при проезде автомобиля по неровностям на достаточно большой скорости, т.е. способствует повышению безопасности и управляемости движения автомобиля. Причем отмеченное уменьшение «жесткости» характеристики амортизатора, по сравнению с фазами 4 и 5, которым соответствует характеристика К3 (фиг.7), можно очень четко, предварительно задавать, выбирая соответствующее значение площади проходного сечения дроссельного технологического отверстия S.Thus, the implementation of condition (2) makes it possible to sharply reduce the "stiffness" of the shock absorber at the beginning of the "stretch stroke". This property ensures the elimination of the phenomenon of wheel separation from the roadway when the car drives over unevenness at a sufficiently high speed, i.e. helps to improve the safety and controllability of the vehicle. Moreover, the noted decrease in the "stiffness" of the shock absorber characteristics, in comparison with
Следует отметить, что, в целом, вид рабочей характеристики на данных фазах работы амортизатора, как и в обычных, неадаптивных конструкциях, совершенно четко определяется выбором параметров клапана растяжения 11: жесткости пружины 12 и площади проходного сечения дроссельного отверстия 10, а также клапана сжатия18: жесткости пружины 19 и площади проходного сечения дроссельного отверстия 17. При этом участие в работе амортизатора специально вводимого дроссельного технологического отверстия S позволяет подкорректировать в нужном направлении (в направлении «уменьшения жесткости» амортизатора) его рабочую характеристику. И данная конструктивная особенность существенно влияет на вид рабочей характеристики амортизатора, делая ее более «мягкой» - сравни кривые К1 и К2, а также К3 и К4 (фиг.7). Причем отмеченное «смягчение» характеристики можно очень четко предварительно задавать, выбирая соответствующее значение площади проходного сечения дроссельного технологического отверстия S.It should be noted that, in general, the type of performance in these phases of the shock absorber operation, as in conventional, non-adaptive designs, is clearly determined by the choice of the parameters of the extension valve 11: the stiffness of the
Таким образом, предлагаемый амортизатор является адаптивным, поскольку он позволяет автоматически, в зависимости от положения поршня (а, следовательно, и от положения жестко связанного с поршнем «внешнего» звеня - штока) относительно статического положения П, изменять рабочую характеристику. Т.е. предлагаемый амортизатор является адаптивным амортизатором с автоматическим управлением по положению штока.Thus, the proposed shock absorber is adaptive, since it allows automatically, depending on the position of the piston (and, therefore, on the position of the "external" link - the rod rigidly connected to the piston) relative to the static position P, to change the performance. Those. The offered shock absorber is an adaptive shock absorber with automatic control according to the rod position.
В целом, необходимо подчеркнуть следующие функциональные возможности предлагаемого конструктивного решения амортизатора:In general, it is necessary to emphasize the following functionality of the proposed structural solution of the shock absorber:
1. характеристика К2 значительно «жестче» штатной, т.е. более «жесткая» чем К1; это позволит предотвратить явление «пробоя амортизатора» на фазе сжатия, когда поршень находится ниже положения П4 (фиг.1) во время движения на повышенных скоростях при попадании колеса на кочку, т.е. способствует повышению надежности и долговечности амортизатора;1. the K 2 characteristic is much "tougher" than the standard one, i.e. more "hard" than K 1 ; This will prevent the phenomenon of "shock absorber breakdown" in the compression phase, when the piston is below the position P 4 (Fig. 1) while driving at high speeds when the wheel hits a bump, i.e. helps to increase the reliability and durability of the shock absorber;
2. характеристика К4 значительно «мягче» штатной, т.е. более мягкая чем К3; это позволит в начальный момент хода растяжения исключить явление отрыва колеса от дорожного полотна при проезде автомобиля по неровностям на достаточно большой скорости, т.е. способствует повышению безопасности и управляемости движения автомобиля.2. The K 4 characteristic is much "softer" than the standard one, i.e. softer than K 3 ; This will make it possible, at the initial moment of the stretching stroke, to exclude the phenomenon of wheel separation from the roadway when the car travels over irregularities at a sufficiently high speed, i.e. helps to improve the safety and controllability of the vehicle.
Таким образом можно сделать следующие выводы:Thus, the following conclusions can be drawn:
1. данный амортизатор является адаптивным, с автоматическим управлением по положению штока;1.This shock absorber is adaptive, with automatic stem position control;
2. рабочая характеристика амортизатора содержит как дроссельный участок - кривая ОА (фиг.5), так и дроссельно-клапанный участок - кривая АВ (фиг.7);2. The operating characteristic of the shock absorber contains both a throttle section - curve OA (Fig. 5), and a throttle-valve section - an AB curve (Fig. 7);
3. характеристика амортизатора взаимно-однозначно и четко определяется выбором конструктивных параметров клапанов - подбором усилий пружин 12, 19 и площадей сечений дроссельных отверстий 10, 17, S; эти характеристики стабильны во время работы амортизатора.3. the characteristic of the shock absorber is one-to-one and clearly determined by the choice of the design parameters of the valves - the selection of the forces of the
Таким образом, использование предложенного конструктивного решения амортизатора позволит повысить его надежность, долговечность ввиду исключения возможности пробоев амортизатора при его работе, увеличить безопасность и управляемость автомобиля, ввиду исключения явления отрыва колеса от дорожного полотна при проезде автомобиля по неровностям на достаточно большой скорости.Thus, the use of the proposed structural solution of the shock absorber will increase its reliability, durability due to the exclusion of the possibility of shock absorber breakdown during its operation, increase the safety and controllability of the car, due to the elimination of the phenomenon of wheel separation from the roadway when the car travels over bumps at a sufficiently high speed.
Используемая литератураUsed Books
1. Вишняков Н.И., Вахламов В.К., Нарбут А.Н. Автомобиль: Основы конструкции: Учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство». -2-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 304 с.: ил.1. Vishnyakov N.I., Vakhlamov V.K., Narbut A.N. Automobile: Construction Basics: A textbook for universities in the specialty "Automobiles and Automotive Industry". -2nd edition, revised. and add. - Moscow: Mechanical Engineering, 1986 .-- 304 p .: ill.
2. Дербаремдикер А.Д. Амортизаторы транспортных машин. - изд. перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1985-200 с., ил.2. Derbaremdiker A.D. Shock absorbers for transport vehicles. - ed. revised And add. - M .: Mechanical Engineering, 1985-200 p., Ill.
3. Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля. - М.: Машиностроение, 1972, - 354 с.3. Rotenberg R.V. Car suspension. - M .: Mechanical Engineering, 1972, - 354 p.
4. Кузнецов В.А., Дьяков И.Ф. Конструирование и расчет автомобиля: Подвеска автомобиля: Учебное пособие. Ульяновск. УлГТУ. 2003. - 64 с.4. Kuznetsov V.A., Dyakov I.F. Design and calculation of the car: Car suspension: Tutorial. Ulyanovsk. UlSTU. 2003 .-- 64 p.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019136831A RU2729858C1 (en) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Adaptive shock absorber with automatic control of rod position |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019136831A RU2729858C1 (en) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Adaptive shock absorber with automatic control of rod position |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2729858C1 true RU2729858C1 (en) | 2020-08-12 |
Family
ID=72086456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019136831A RU2729858C1 (en) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Adaptive shock absorber with automatic control of rod position |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2729858C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5301776A (en) * | 1991-11-16 | 1994-04-12 | Boge Ag | Hydraulic adjustable vibration damper |
| US5392885A (en) * | 1991-02-23 | 1995-02-28 | Fichtel & Sachs Ag | Adjustable hydraulic vibration damper for motor vehicles |
| CN201310594Y (en) * | 2008-11-17 | 2009-09-16 | 杭州福鼎交通器材有限公司 | Pneumatic control adjustable hydraulic vibration damper |
| RU2469224C1 (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Automotive suspension adaptive damper |
| RU2500936C1 (en) * | 2012-07-20 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Adaptive shock absorber |
-
2019
- 2019-11-15 RU RU2019136831A patent/RU2729858C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5392885A (en) * | 1991-02-23 | 1995-02-28 | Fichtel & Sachs Ag | Adjustable hydraulic vibration damper for motor vehicles |
| US5301776A (en) * | 1991-11-16 | 1994-04-12 | Boge Ag | Hydraulic adjustable vibration damper |
| CN201310594Y (en) * | 2008-11-17 | 2009-09-16 | 杭州福鼎交通器材有限公司 | Pneumatic control adjustable hydraulic vibration damper |
| RU2469224C1 (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Automotive suspension adaptive damper |
| RU2500936C1 (en) * | 2012-07-20 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) | Adaptive shock absorber |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101278535B1 (en) | Asymmetrical Intake Damper Valve | |
| KR101254287B1 (en) | Valve structure having variable flow valve of a shock absorber | |
| US7431135B2 (en) | Stroke dependent damping | |
| EP1664578B1 (en) | Stroke dependent bypass | |
| US6776269B1 (en) | Twin piston shock absorber | |
| US9797466B2 (en) | Damping force variable type shock absorber | |
| US10518601B2 (en) | Damper with internal hydraulic stop | |
| CN104379960B (en) | For damping system between the two-region of amortisseur | |
| GB2342423A (en) | A stroke dependent shock absorber for a vehicle suspension | |
| RU2729858C1 (en) | Adaptive shock absorber with automatic control of rod position | |
| RU2319620C1 (en) | Vehicle suspension pneumohydraulic spring | |
| KR101276867B1 (en) | Piston valve assembly of shock absorber | |
| KR101276868B1 (en) | Piston valve assembly of shock absorber | |
| RU109249U1 (en) | Pneumohydraulic Vehicle Spring | |
| RU226444U1 (en) | Hydropneumatic shock absorber | |
| RU2469225C1 (en) | Automotive suspension adaptive damper | |
| KR20050104250A (en) | Damping force adjustable shock absorber | |
| RU2479766C1 (en) | Adaptive shock absorber of suspension of transport vehicle | |
| US11904650B2 (en) | Shock absorber | |
| RU199075U1 (en) | Air-hydraulic vehicle suspension spring | |
| RU213947U1 (en) | Cushioning unit for pneumohydraulic spring | |
| RU2268159C2 (en) | Vehicle pneumohydraulic spring | |
| JPH02283929A (en) | Displacement sensitive hydraulic damper | |
| RU2262454C1 (en) | Vehicle pneumohydraulic spring | |
| KR101993645B1 (en) | Linear type one-way damper |