КЛАПАН-РЕГУЛЯТОР СЦЕПЛЕНИЯ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ГАСИТЕЛЯ КОЛЕБАНИЙ

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к клапану, который будет применяться в гидравлическом амортизаторе для подвесок дорожных транспортных средств для перевозки грузов или пассажиров, чтобы обеспечить соответствующее регулирование потока гидравлической жидкости внутри него во время растяжения амортизатора, не только в обычных условиях эксплуатации, вызванных движениями с малой амплитудой и высокой частотой, но и при вертикальных колебаниях кузова автомобиля, направленных вверх, при движениях с большой амплитудой и низкой частотой, как например, при движении автомобиля по очень неровным дорожным поверхностям.

Существующий уровень техники

Телескопические гидравлические амортизаторы двойного действия хорошо известны в современной технике. Они обычно применяются в системах подвесок транспортных средств для перевозки пассажиров или грузов, при этом коэффициент демпфирования предварительно задается на стадии изготовления для снижения обычных вертикальных колебаний корпуса автомобиля, имеющих низкую амплитуду и высокую частоту и вызываемых неровностями поверхности дороги, по которой автомобиль передвигается.

Однако это устройство более не удовлетворяет новым эксплуатационным требованиям к автомобильной технике, имеющейся на рынке. Использование предварительно задаваемых коэффициентов демпфирования при производстве амортизаторов не обеспечивает достаточный контроль подбрасываний кузова автомобиля в широких диапазонах амплитуды и частоты колебательных движений и, как следствие, комфортных и безопасных поездок пассажиров и перевозок грузов при различных условиях дорожной поверхности.

Недостатком известных телескопических гидравлических амортизаторов с предварительно задаваемыми коэффициентами демпфирования является их низкая чувствительность к колебательным движениям кузова широкой амплитуды и низкой частоты, которые происходят при движении автомобиля по неровной дорожной поверхности.

Состояние смещения автомобиля вызывает перемещение кузова вверх, что не демпфируется амортизаторами существующего уровня техники, поскольку предварительно задаваемые коэффициенты демпфирования не учитывают колебаний широкой амплитуды и низкой частоты.

Телескопические гидравлические амортизаторы существующего уровня техники с одной или двумя трубками, как показано на Фигурах 1 и 2, имеют в своем составе напорную трубку 10, внутри которой собирается скользящий поршень 20, который делит напорную трубку 10 на камеру сжатия СС, в нижней части трубки, и тяговую камеру ТС, в верхней части, при этом указанные камеры содержат гидравлическую жидкость, т.е. несжимаемую вязкую жидкость. Указанные камеры соединены друг с другом в обоих направлениях осевыми каналами и клапанами управления (не показаны) на поршне 10.

Как раскрывается в дополнительных сведениях, содержащихся в описании изобретения, поршень 20 обычно включает канал с низким сопротивлением потоку гидравлической жидкости (вязкой жидкости), содержащейся в напорной трубке 10 для обеспечения движения телескопического сжатия, а также клапан управления для пропускания гидравлической жидкости в целях тягового телескопического движения, т.е. удлинения амортизатора.

В этих хорошо известных гидравлических амортизаторах с одной или двумя трубками верхний конец напорной трубки 10 закрывается планкой уплотнительного кольца 11, обычно связанной с уплотнительным кольцом 12, через которое в осевом направлении перемещается шток 30, чей конец внутри напорной трубки 10 соединяется с поршнем 20.

В амортизаторе с двумя трубками, показанном на Фигуре 1, нижний конец напорной трубки 10 закрывается клапанной пластиной 13, оснащенной парой каналов (не показаны), в одном из которых находится клапан сжатия, а в другом канале находится клапан тяги. Эти клапаны не показаны, поскольку они не являются частью изобретения.

Указанные клапан сжатия и клапан тяги, оснащенные в амортизаторах двумя трубками, позволяют камере сжатия СС поддерживать контакт с баком для гидравлической жидкости с гидроуправлением во время смещений амортизатора, вызванных соответственно сжатием и расширением. Бак для гидравлической жидкости R обычно имеет в своем составе рабочую трубку 40, расположенную коаксиально вокруг напорной трубки 10 и частично заполненную гидравлической жидкостью (несжимаемой вязкой жидкостью), дополняемой сжимаемым газом, который компенсирует посредством сжатия объем, занимаемый штоком 30 внутри тяговой камеры ТС во время возвратно-поступательного движения поршня 20. Рабочая трубка 40 имеет запаянные концы, объединяя конструкцию амортизатора с двумя трубками, она может быть также оснащена защитной трубкой 45, расположенной коаксиально вокруг рабочей трубки 40, для защиты штока 30 поршня 20 от ударов камней и других предметов, ударяющихся о подвеску автомобиля.

В амортизаторах с одной трубкой типа тех, что показаны на Фиг.2, бак R заменяется на газовую камеру CG, определенную внутри напорной трубки 10 и отделенную от камеры сжатия СС свободно плавающим поршнем 35. Газовая камера CG содержит сжимаемую жидкость и работает за счет изменения ее объема посредством смещения плавающего поршня 35 для компенсации изменения объема, вызванного возвратно-поступательным движением штока 30 внутри тяговой камеры ТС.

В этих известных гидравлических амортизаторах с одной или двумя трубками скорость затухания или коэффициент демпфирования определяется размером клапанов управления, в частности клапаном управления тягой в поршне 20 для регулирования потока гидравлической жидкости (вязкой жидкости) из тяговой камеры ТС в камеру сжатия СС для расширения амортизатора, т.е. в случаях, когда кузов автомобиля смещается вверх при заданном ускорении. Указанный клапан управления тягой предназначен для обеспечения заданного коэффициента ограничения прохождения потока гидравлической жидкости, когда на жидкость воздействуют направленные вверх колебания штока 20 с низкой амплитудой и высокой частотой, которые происходят во время обычного смещения автомобиля на дорожных поверхностях, являющихся обычными для местности, в которой эксплуатируется автомобиль.

Вследствие указанных наиболее подходящих размерных характеристик для надлежащего функционирования амортизатора под воздействием колебаний низкой частоты и большой амплитуды при поездках автомобиля по неровной поверхности клапан управления тяговым потоком не способен ограничить поток гидравлической жидкости, как это требуется для предотвращения подбрасывания кузова автомобиля в условиях ускорения, что может нарушить комфорт пассажиров или целость груза в двигающемся автомобиле.

Таким образом, скорость затухания или коэффициент демпфирования, обеспечиваемые указанными амортизаторами, не могут создавать в широком диапазоне амплитуд и частот достаточную амортизацию вертикальных колебаний кузова автомобиля при подбрасываниях и ускорении. Применяя известные амортизаторы с одной или двумя трубками, нельзя избежать или снизить ускоренные колебания низкой частоты и большой амплитуды. Указанные эксплуатационные ограничения позволяют кузову колебаться в направлении вверх, в условиях нежелательного ускорения с точки зрения комфорта и безопасности, когда автомобиль передвигается по неровной поверхности.

Несмотря на то, что на современном уровне технике известны также амортизаторы, имеющие электромагнитные клапаны, приводимые в действие электронными схемами, для регулирования потока гидравлической жидкости во время работы амортизатора в условиях движения по неровным поверхностям, эти амортизаторы неудобны тем, что требуют сложной конструкции и высоких затрат.

Раскрытие сущности изобретения

Исходя из недостатков известных телескопических гидравлических амортизаторов двойного действия с одной или двумя трубками для автомобилей, целью настоящего изобретения является обеспечение клапана управления тягой, имеющего простую конструкцию и легко приспосабливаемого к поршню амортизатора, для гидравлического торможения направленных вверх движений кузова автомобиля в различных условиях эксплуатации, связанных с колебаниями в широком диапазоне амплитуды и частоты.

Более конкретно, рассматриваемый клапан управления тягой предоставляет возможность дополнительного и автоматического регулирования потока гидравлической жидкости внутри амортизатора благодаря силам инерции, передаваемым этим клапаном управления, во время смещения кузова вверх при заданном ускорении.

Дополнительной целью данного изобретения является предоставление клапана управления инерционной тягой, как указано выше, который может легко адаптироваться к поршню амортизатора для замены обычного клапана управления тягой, изготавливаемого с предварительно задаваемыми коэффициентом демпфирования или скоростью затухания для каждой области применения амортизатора.

Настоящий клапан управления тягой относится к типу гидравлического амортизатора, имеющего в своем составе напорную трубку, которая внутри делится на камеру сжатия и камеру тяги при помощи полого в осевом направлении поршня с каналом тяги.

Согласно настоящему изобретению рассматриваемый клапан управления тягой имеет в своем составе камеру с противодавлением с поршневым нажимом, а также имеет верхнее отверстие, нижнее регулировочное основание и выпускное отверстие, выходящее в камеру сжатия; полую в осевом направлении и вытесняемую герметизирующую пробку внутри камеры противодавления, между закрытым положением, перекрывающим связь, через верхнее отверстие, между тяговым каналом и камерой сжатия и поддерживающим первый в контакте с камерой противодавления, через герметизирующую пробку, и открытыми положениями, обеспечивая связь тягового канала с камерой сжатия; возвратную пружину, крепящуюся к поршню и заставляющую герметизирующую пробку перейти в закрытое положение; инерционное уплотнение, которое будет смещаться вниз, внутри камеры противодавления, из нерабочего положения, в направлении от регулировочного основания, в рабочее положение, перекрывая регулировочное основание и повышая гидравлическое давление в камере противодавления для гидравлического переведения герметизирующей пробки в закрытое положение, в том же направлении, в каком приводится в действие возвратная пружина, когда поршень подвергается задаваемому в направлении вверх ускорению; и регулирующую пружину в камере противодавления, которая переводит инерционное уплотнение в нерабочее положение.

Конструкция клапана управления инерционной тягой, описанного выше, облегчает его включение в конструкцию гидравлического телескопического амортизатора и позволяет амортизатору гидравлически тормозить не только обычные расширительные смещения пониженной амплитуды и высокой частоты, но также движения вытягивания большой амплитуды и низкой частоты, когда гидравлическое давление внутри камеры противодавления является высоким вследствие инерционного смещения регулировочного уплотнения, действующего совместно с закрывающей пружиной, для ограничения прохода гидравлической жидкости из тяговой камеры в камеру сжатия, когда блок поршневого клапана для управления тягой смещается вверх с заданным ускорением.

Решение, предлагаемое настоящим изобретением, автоматически усиливает действие закрывающей пружины при помощи гидравлического усилия, повышая коэффициент демпфирования амортизатора, когда кузов автомобиля подвергается воздействию заданной величины ускорения, направленного снизу вверх относительно колес автомобиля.

Краткое описание чертежей

Ниже раскрывается изобретение на основании прилагаемых чертежей, которые даются только как примеры возможных вариантов осуществления изобретения.

На фиг.1 показан схематический продольный разрез гидравлического амортизатора с двумя трубками, сконструированного в соответствии с известным уровнем техники.

На фиг.2 показан схематический продольный разрез гидравлического амортизатора с одной трубкой, сконструированного в соответствии с известным уровнем техники.

На фиг.3 показан частичный и немного увеличенный продольный разрез напорной трубки амортизатора с одной или двумя трубками, как показано на фигурах 1 и 2, поршень которого снабжен клапаном управления потоком инерционной тяги, являющимся предметом изобретения.

Описание примера осуществления изобретения

Как уже указывалось, изобретение относится к телескопическим гидравлическим амортизаторам двойного действия с одной или двумя трубками, как описывалось выше со ссылкой на фигуры 1 и 2 прилагаемых чертежей.

Согласно изобретению клапан управления тягой может использоваться в гидравлическом амортизаторе с одной или двумя трубками и, как показано на фиг.3, может быть связан с поршнем 20, который является полым в осевом направлении, с каналом сжатия 21 и каналом тяги 22.

Канал сжатия 21 функционально связан с задерживающим клапаном известной конструкции 23, который действует для обеспечения потока гидравлической жидкости со сниженным сопротивлением из камеры сжатия СС в камеру тяги ТС во время движения телескопического сжатия амортизатора и для предотвращения обратного течения гидравлической жидкости во время телескопического расширения и вытягивания амортизатора.

Канал тяги 22 предназначен для совместной работы с рассматриваемым клапаном управления, ограничивающим поток гидравлической жидкости из тяговой камеры ТС в камеру сжатия СС во время растяжения амортизатора.

Согласно изобретению клапан управления тягой состоит из камеры противодавления СРС, приводимой в действие поршнем 20, предпочтительно отличающейся полым корпусом 50, имеющей цилиндрическую боковую стенку 51, отличающуюся верхним отверстием 51а и радиальным зазором с напорной трубкой 10, внутри камеры сжатия СС, а также нижнюю стенку 52, через которую образуется регулировочное основание 55.

По крайней мере одна из деталей, имеющих цилиндрическую боковую стенку 51 и нижнюю стенку 52, оснащена выпускным отверстием 56 для ограничения и поддержания на постоянном уровне гидравлической связи между камерой противодавления СРС и камерой сжатия СС независимо от рабочего положения клапана управления.

Внутри камеры противодавления СРС собирается герметизирующая пробка 60, полая в осевом направлении и вытесняемая в промежуток времени между закрытым положением, перекрытием связи, через верхнее отверстие 51а, между каналом тяги 22 и камерой сжатия СС, и поддерживающая сообщение канала тяги 22 с камерой противодавления СРС, через герметизирующую пробку 60, и открытыми положениями, обеспечивающими связь между каналом тяги 22 и камерой сжатия СС, а также внутри камеры противодавления СРС, через полую в осевом направлении герметизирующую пробку 60.

Возвратная пружина 65 крепится к поршню 20 для перевода герметизирующей пробки 60 в закрытое положение, за счет чего перекрывается гидравлическая связь между тяговой камерой ТС и камерой сжатия СС, через канал тяги 22, когда поршень 20 подвергается смещению снизу вверх с определенным ускорением, соответствующим обычным телескопическим колебаниям амортизатора, с пониженной амплитудой и высокой частотой, как правило, учитываемых в конструкции амортизатора и, в частности, возвратной пружины 65.

Рассматриваемый клапан управления также включает инерционное уплотнение 70, смещаемое сверху вниз, внутри камеры противодавления СРС, из нерабочего положения, в сторону от регулировочного основания 55, в рабочее положение, в котором оно перекрывает регулировочное основание 55, повышая гидравлическое давление в камере противодавления СРС таким образом, что герметизирующая пробка 60 гидравлически переводится в закрытое положение, в том же направлении, в каком приводится в действие возвратная пружина 65, когда на поршень 20 действует заданное ускорение снизу вверх, что обычно происходит, когда амортизатор подвергается телескопическим колебаниям большой амплитуды и пониженной частоты, что придает амортизатору более высокий коэффициент демпфирования растяжения, чем тот, который получается исключительно благодаря действию возвратной пружины 65.

Клапан управления имеет также в своем составе регулировочную пружину 75 в камере противодавления СРС, которая передвигает инерционное уплотнение 70 в нерабочее положение, в котором поддерживается гидравлическая связь камеры противодавления СРС с камерой сжатия СС, т.е. недостаточное гидравлическое давление для действия против герметизирующей пробки 60.

В варианте осуществления, показанном на фиг.3, инерционное уплотнение 70 отличается наличием цилиндрического блока 71, собираемого с зазором внутри камеры противодавления СРС и имеющего в своем составе радиальные выступающие части 71а, скользящие и устанавливаемые вплотную к цилиндрической боковой стенке 51 полого корпуса 50, при этом указанный цилиндрический корпус 71 имеет инертную массу, способную сдвигаться сверху вниз под действием регулировочной пружины 75 для перекрытия регулировочного основания 55, когда поршень 20 подвергается указанному ускорению в направлении вверх.

Согласно показанной конфигурации регулировочное основание 55 может отличаться сквозным отверстием 55а на нижней стенке 52 полого корпуса 50. В данном случае, цилиндрический блок 71 имеет нижнюю конусообразную выступающую часть 72 с обращенным стволом, которая сконструирована и расположена таким образом, чтобы входить в проходное отверстие 55а регулировочного основания 55, перекрывая его, когда инерционное уплотнение 70 смещается в рабочее положение, не показанное на Фиг.3.

В варианте осуществления инерционного уплотнения, упомянутого выше, выпускное отверстие 56 может отличаться наличием паза 56а, предусмотренного вдоль нижней выступающей части 72 инерционного уплотнения 70, а также нижнего участка последнего для ограничения гидравлической связи между камерой противодавления СРС и камерой сжатия СС, даже при нижнем выступе 72 инерционного уплотнения 70 внутри сквозного отверстия 55а. Таким образом предотвращается блокировка тягового движения амортизатора.

Может быть предусмотрено несколько выпускных отверстий 56, не только в самом регулировочном основании 55, но также в других частях полого корпуса 50.

Амортизатор имеет в своем составе шток 30 с внутренним концом 31, соединенным с поршнем 20, в то время как наружный конец 32, который будет соединяться с кузовом автомобиля, не показан.

В предпочтительном и раскрытом варианте осуществления изобретения, внутренний конец 31 штока 30 включает осевой удлинитель 33, который выходит за пределы поршня 20 в камеру противодавления СРС, через герметизирующую пробку 60, при этом полый корпус 50 камеры противодавления СРС и возвратная пружина 65 собираются на осевом удлинении 33 штока 30. В данном варианте осуществления, полый корпус 50 камеры противодавления СРС включает верхнюю часть колпачка 50А, герметизирующую пробку корпуса 60 и возвратную пружину 65, нижняя стенка 57 которой прикреплена гайкой 36 к осевому удлинителю 33 штока 30 и имеет как минимум одно проходное отверстие 57а; а также нижнюю часть колпачка 50В, герметически соединенную с верхней частью колпачка 50А, инерционное уплотнение корпуса 70, при этом нижняя стенка 58 определяется стенкой дна 52 полого корпуса 50.

Тем не менее, согласно показанному варианту осуществления, нижняя стенка 57 верхней части колпачка 50А подвергается осевому сжатию от трубчатой прокладки 80, предпочтительно сделанной из металла, расположенной вокруг осевого удлинителя 33 штока 30 и установленной вплотную к поршню 20, при этом указанная возвратная пружина 65 собирается вокруг трубчатой прокладки 80, между нижней стенкой 57 и герметизирующей пробкой 60, которая является полой в осевом направлении, посредством центрального отверстия 66, через которое трубчатая прокладка 80 и осевой удлинитель 33 штока 30 расположены с зазором, позволяющим камере противодавления СРС находиться под давлением гидравлической жидкости, проходящей через канал тяги 22, когда герметизирующая пробка 60 находится в закрытом положении.

Как показано на Фиг.3, герметизирующая пробка 60 может иметь форму перевернутого цилиндрического колпачка, при этом на его боковой висячей стенке находится не менее одного упругого уплотняющего кольца 67, взаимодействующего с боковой стенкой 51 полого корпуса 50.

В приведенном примере варианта осуществления, полый корпус 50 камеры противодавления СРС представляет верхнюю грань 53, отдаленную по оси от поршня 20, и определяет, с последним, верхнее отверстие 51а камеры противодавления СРС, которая, в приведенном примере варианта осуществления, определяется между верхней гранью 53 полого корпуса 50 и опорного кольца 28, соединенного с поршнем 20, открытого для канала тяги 22 и вплотную к которому устанавливается герметизирующая пробка 60 в закрытом положении, перекрывая прямую жидкостную связь между каналом тяги 22 и камерой сжатия СС.

Хотя был описан только один вариант осуществления изобретения, следует понимать, что могут быть произведены изменения формы и конструктивного исполнения различных комплектующих частей клапана управления без ухода от конструктивного решения, определенного патентной формулой, которая прилагается к данной описательной части.