RU2773982C1 - Shock absorber damping apparatus - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: damping apparatus comprises two shock absorbers (1) configured for reciprocating motion, a pneumohydraulic accumulator (5) with a safety valve (6), an adjustable throttle (4), a hydraulic motor (3), as well as four check valves of the pressure line (2) and four check valves of the discharge line (2.1), connected by a hydraulic circuit. When pistons of the shock absorbers (1) move, the working fluid from each chamber of the shock absorbers (1) is supplied into the hydraulic motor (3) in the same direction.

EFFECT: structural simplification and increased performance coefficient of the apparatus.

2 cl, 2 dwg

Description

Устройство относится к области машиностроения, преимущественно к узлам подвески автомобилей, и может быть использовано в узлах и агрегатах, предусматривающих устранения вибраций, например, судовых двигателях.The device relates to the field of mechanical engineering, mainly to vehicle suspension units, and can be used in units and assemblies that provide for the elimination of vibrations, for example, marine engines.

Известен рекуперативный амортизатор [Патент RU № 129880, МПК B60G 13/14, опубл. 10.07.2013], содержащий корпус с цилиндрической полостью, в которой установлен поршень со штоком с образованием двух рабочих камер переменного объема, заполненных жидкостью, каждая рабочая камера имеет гидравлические напорный и впускной патрубки, при этом напорный патрубок первой рабочей камеры сообщен с входом первого гидравлического двигателя, напорный патрубок второй рабочей камеры сообщен с входом второго гидравлического двигателя, выход первого гидравлического двигателя сообщен с впускным патрубком второй рабочей камеры, а выход второго гидравлического двигателя сообщен с впускным патрубком первой рабочей камеры, причем в каждом напорном патрубке установлен регулятор расхода жидкости, а гидравлические двигатели кинематически связаны с электрическим генератором. Регуляторы расхода жидкости связаны с системой управления, изменяющей величину расхода жидкости. Патрубки выполнены с различными параметрами гидравлического сопротивления. Гидравлические двигатели установлены посредством муфт свободного хода на валу, соединенном с электрическим генератором.Known regenerative shock absorber [Patent RU No. 129880, IPC B60G 13/14, publ. 07/10/2013], containing a housing with a cylindrical cavity, in which a piston with a rod is installed to form two working chambers of variable volume filled with liquid, each working chamber has hydraulic pressure and inlet pipes, while the pressure pipe of the first working chamber is connected to the inlet of the first hydraulic engine, the pressure pipe of the second working chamber is in communication with the inlet of the second hydraulic motor, the output of the first hydraulic motor is in communication with the inlet pipe of the second working chamber, and the output of the second hydraulic motor is in communication with the inlet pipe of the first working chamber, with a fluid flow regulator installed in each pressure pipe, and hydraulic motors are kinematically connected to an electric generator. The fluid flow controllers are connected to a control system that changes the amount of fluid flow. Branch pipes are made with different parameters of hydraulic resistance. The hydraulic motors are mounted by means of freewheels on a shaft connected to an electric generator.

Известен регенеративный амортизатор [Патент BRPI0911425, МПК B60G 13/14, опубл. 29.09.2015], содержащий поршень, расположенный для возвратно-поступательного движения внутри цилиндра при отклонении системы подвески транспортного средства; гидравлическая жидкость, содержащаяся в цилиндре; первый гидравлический контур, сообщающийся по текучей среде с первой камерой в цилиндре на первой стороне поршня, в гидравлическом сообщении с гидравлическим двигателем и в гидравлическом сообщении с емкостным резервуаром, причем при сжатии гидравлическая жидкость поршня проходит через гидравлический двигатель, поворачивая его вал; второй контур текучей среды, сообщающийся по текучей среде со второй камерой в цилиндре на второй стороне поршня и сообщающийся по текучей среде с первой камерой, при этом при выдвижении поршня рабочая жидкость проходит из второй камеры в первую камеру; и электрический генератор, соединенный с валом гидравлического двигателя для выработки электроэнергии при вращении вала. Дополнительно содержит обратные клапаны в первом и втором контурах текучей среды для регулирования потока, схему силовой электроники для обеспечения переменного демпфирования. Силовая электроника включает в себя усредненный по времени контроллер с обратной связью по сопротивлению и преобразователь с управляемым напряжением выходным сигналом.Known regenerative shock absorber [Patent BRPI0911425, IPC B60G 13/14, publ. 09/29/2015], containing a piston located for reciprocating movement inside the cylinder when the vehicle suspension system is deflected; hydraulic fluid contained in the cylinder; a first hydraulic circuit in fluid communication with a first chamber in the cylinder on the first side of the piston, in fluid communication with the hydraulic motor and in fluid communication with the reservoir, wherein, when compressed, hydraulic fluid of the piston passes through the hydraulic motor to rotate its shaft; a second fluid circuit in fluid communication with a second chamber in the cylinder on the second side of the piston and in fluid communication with the first chamber, wherein hydraulic fluid flows from the second chamber to the first chamber as the piston extends; and an electric generator connected to the shaft of the hydraulic motor to generate electricity when the shaft rotates. Additionally contains check valves in the first and second fluid circuits for flow control, power electronics circuitry for providing variable damping. The power electronics includes a time-averaged resistance feedback controller and a voltage-controlled output converter.

Недостатками устройств является сложность конструкции и обеспечение постоянного съема электроэнергии за счет установки муфт свободного хода в первом аналоге, наличие силовой электроники во втором аналоге. Указанные элементы напрямую участвуют в организации потока жидкости, что снижает надежность, безотказность и КПД заявленных схем.The disadvantages of the devices are the complexity of the design and the provision of a constant removal of electricity due to the installation of freewheels in the first analogue, the presence of power electronics in the second analogue. These elements are directly involved in the organization of the fluid flow, which reduces the reliability, reliability and efficiency of the claimed schemes.

Техническим результатом является упрощение конструкции и повышение КПД устройства.The technical result is to simplify the design and increase the efficiency of the device.

Технический результат достигается за счет того, что устройство демпфирования амортизаторов включает по меньшей мере один амортизатор с двумя камерами. Одна из камер (любая из двух) подает рабочую жидкость в другую камеру поршнем амортизатора путем ее прохождения через систему обратных клапанов по магистралям сначала в гидравлический мотор, работающий в режиме генератора, а затем во вторую камеру амортизатора. При этом избыточный объем жидкости одновременно поступает в пневмогидравлический аккумулятор, присоединенный параллельно с гидравлическим мотором. Выход гидравлического мотора соединен с другой камерой амортизатора также через систему обратных клапанов. Система обратных клапанов направляет движение гидравлической жидкости при любом направлении хода поршня амортизатора, что способствует стабильности потока, сохранению его инерции и повышает КПД устройства.The technical result is achieved due to the fact that the shock absorber damping device includes at least one shock absorber with two chambers. One of the chambers (either of the two) supplies the working fluid to the other chamber by the shock absorber piston by passing through the check valve system along the lines, first to the hydraulic motor operating in the generator mode, and then to the second shock absorber chamber. In this case, the excess volume of fluid simultaneously enters the pneumohydraulic accumulator connected in parallel with the hydraulic motor. The output of the hydraulic motor is connected to the other chamber of the shock absorber also through a check valve system. The check valve system directs the movement of hydraulic fluid in any direction of shock absorber piston stroke, which contributes to the stability of the flow, maintaining its inertia and increasing the efficiency of the device.

На Фиг. 1 представлена схема устройства с одним амортизатором.On FIG. 1 shows a diagram of a device with one shock absorber.

На Фиг. 2 представлена схема устройства с двумя амортизаторами.On FIG. 2 shows a diagram of a device with two shock absorbers.

Устройство состоит из, как минимум, одного амортизатора 1, клапанов (клапан 2 напорной магистрали, клапан 2.1 отводящей магистрали), гидравлического мотора 3, регулируемого дросселя 4, пневмогидравлического аккумулятора 5, предохранительного клапана 6.The device consists of at least one shock absorber 1, valves (pressure line valve 2, discharge line valve 2.1), hydraulic motor 3, adjustable throttle 4, pneumohydraulic accumulator 5, safety valve 6.

Амортизатор 1 включает две камеры (на фигуре не показаны обозначены). Параллельно через обратные клапана с гидравлическим мотором 3 соединен пневмогидравлический аккумулятор 5 с предохранительным клапаном 6 и регулируемым дросселем 4. Причем, амортизатор 1 выполнен так, что через гидравлический мотором 3 рабочая жидкость всегда движется в одном направлении.Shock absorber 1 includes two chambers (not shown in the figure). In parallel, through the check valves with the hydraulic motor 3, a pneumohydraulic accumulator 5 is connected with a safety valve 6 and an adjustable throttle 4. Moreover, the shock absorber 1 is designed so that through the hydraulic motor 3 the working fluid always moves in one direction.

Рассмотрим работу устройства на примере использования одного амортизатора 1.Consider the operation of the device on the example of using one shock absorber 1.

Из одной камеры амортизатора 1, рабочая жидкость через обратный клапан 2 напорной магистрали (на фигуре не обозначена) поступает в гидравлический мотор 3 и пневмогидравлический аккумулятор 5. Далее, из гидравлического мотора 3 через обратный клапан 2.1 отводящей магистрали (на фигуре не обозначена) жидкость перетекает в другую камеру амортизатора 1. Обратные клапаны подающей и отводящей магистралей в этот момент закрыты давлением встречного потока.From one chamber of the shock absorber 1, the working fluid through the check valve 2 of the pressure line (not shown in the figure) enters the hydraulic motor 3 and the pneumohydraulic accumulator 5. Further, from the hydraulic motor 3 through the check valve 2.1 of the outlet line (not shown in the figure), the liquid flows into another shock absorber chamber 1. The check valves of the supply and discharge lines are closed at this moment by the pressure of the oncoming flow.

При этом избыточный объем жидкости одновременно поступает в пневмогидравлический гидроаккумулятор 5 присоединенный параллельно с генератором 3. А предохранительный клапан 6 защищает пневмогидравлический аккумулятор 5 и устройство в целом от избыточного давления.In this case, the excess volume of liquid simultaneously enters the pneumatic hydraulic accumulator 5 connected in parallel with the generator 3. And the safety valve 6 protects the pneumatic hydraulic accumulator 5 and the device as a whole from excessive pressure.

Аналогично зеркально происходит движение рабочей жидкости при движении поршня амортизатора 1 в обратном направлении.Similarly, the movement of the working fluid is mirrored when the piston of the shock absorber 1 moves in the opposite direction.

Из пневмогидравлического аккумулятора 5 рабочая жидкость через обратный клапан 2.1 отводящей магистрали поступает в гидравлический мотор 3. Далее, из гидравлического мотора 3 через обратный клапан 2 напорной магистрали жидкость перетекает в камеру амортизатора 1. Обратные клапаны обеспечивают направление движения для каждого цикла.From the pneumohydraulic accumulator 5, the working fluid through the check valve 2.1 of the outlet line enters the hydraulic motor 3. Further, from the hydraulic motor 3 through the check valve 2 of the pressure line, the liquid flows into the shock absorber chamber 1. Check valves provide the direction of movement for each cycle.

При использовании в конструкции двух амортизаторов 1 по Фиг. 2, подача гидравлической жидкости происходит из любой камеры амортизатора 1 в один гидравлический мотор 3 (в данном случае для одной оси транспортного средства) с использованием одного пневмогидравлического аккумулятора 5, сглаживающего удары, и поглощая поступление максимальных объемов, ограждая гидравлический мотор 3 от пиковых нагрузок (это относится и к варианту использования одного амортизатора по Фиг. 1).When used in the construction of two shock absorbers 1 according to Fig. 2, the hydraulic fluid is supplied from any chamber of the shock absorber 1 to one hydraulic motor 3 (in this case, for one axle of the vehicle) using one pneumohydraulic accumulator 5, which smoothes shocks and absorbs the maximum volumes, protecting the hydraulic motor 3 from peak loads ( this also applies to the use of one shock absorber according to Fig. 1).

Суть изобретения в том, что при работе амортизатора(ов) 1 и вверх и вниз осуществляется движение жидкости через гидравлический мотор 3, то есть поток жидкости всегда идет в одном направлении. Что обеспечивает выработку электроэнергии. Эту схему планируется использовать в электромобилях, как дополнительный источник зарядки ходовых аккумуляторов.The essence of the invention is that when the shock absorber(s) 1 work both up and down, the fluid moves through the hydraulic motor 3, that is, the fluid flow always goes in the same direction. which ensures the generation of electricity. This scheme is planned to be used in electric vehicles as an additional source of charging running batteries.

Устройство всегда преобразует разнонаправленное движение жидкости амортизаторов 1 в одном направлении.The device always converts the multidirectional movement of the shock absorber fluid 1 in one direction.

Предлагаемая схема позволит внедрить амортизаторы 1 новой конструкции. В нем достаточно одной камеры работающей на сжатие, плавность работы по меньшей мере одного амортизатора 1 обеспечит мембрана пневмогидравлического аккумулятора 5, а скорость движения поршня - регулируемый дроссель 4. Надежность амортизатора 1 повысится, а плавность хода автомобиля станет регулируемой.The proposed scheme will allow the introduction of shock absorbers 1 of a new design. It only needs one chamber working in compression, the smooth operation of at least one shock absorber 1 will be ensured by the membrane of the pneumohydraulic accumulator 5, and the piston speed - by an adjustable throttle 4. The reliability of the shock absorber 1 will increase, and the smoothness of the car will become adjustable.

Claims (2)

1. Устройство демпфирования амортизаторов, содержащее два амортизатора (1) с возможностью осуществления возвратно-поступательного движения, пневмогидравлический аккумулятор (5) с предохранительным клапаном (6), регулируемый дроссель (4), гидравлический мотор (3), а также четыре обратных клапана напорной магистрали (2) и четыре обратных клапана отводящей магистрали (2.1), соединенные гидравлическим контуром так, чтобы при движении поршней амортизаторов (1) рабочая жидкость из каждой камеры амортизаторов (1) поступала в гидравлический мотор (3) в одном и том же направлении.1. A device for damping shock absorbers, containing two shock absorbers (1) with the possibility of reciprocating motion, a pneumohydraulic accumulator (5) with a safety valve (6), an adjustable throttle (4), a hydraulic motor (3), as well as four pressure check valves lines (2) and four check valves of the outlet line (2.1), connected by a hydraulic circuit so that when the shock absorber pistons (1) move, the working fluid from each shock absorber chamber (1) enters the hydraulic motor (3) in the same direction. 2. Устройство демпфирования амортизаторов по п. 1, отличающееся тем, что выходы верхних и нижних камер первого и второго амортизатора (1) соединены напорной магистралью через четыре обратных клапана (2) с входом регулируемого дросселя (4), который, в свою очередь, соединен со входами гидравлического мотора (3) и пневмогидравлического аккумулятора (5), при этом выход гидравлического мотора (3) соединен отводящей магистралью через четыре обратных клапана (2.1) с входами верхних и нижних камер первого и второго амортизатора (1).2. The shock absorber damping device according to claim 1, characterized in that the outlets of the upper and lower chambers of the first and second shock absorbers (1) are connected by a pressure line through four check valves (2) to the input of an adjustable throttle (4), which, in turn, connected to the inputs of the hydraulic motor (3) and the pneumohydraulic accumulator (5), while the output of the hydraulic motor (3) is connected by the outlet line through four check valves (2.1) to the inputs of the upper and lower chambers of the first and second shock absorbers (1).

Images