Гидравлическая опора силового агрегата с адаптируемыми характеристиками

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для виброзащиты, демпфирования, а также гашения колебаний, вызванных работой силового агрегата при различных режимах работы.

Известен виброизолятор Кочетова (патент РФ №2357137, F16F 3/10), который содержит корпус и упругий элемент из эластомера, взаимодействующий с объектом, корпус выполнен в виде основания, к которому посредством полых заклепок присоединена коническая крышка своим большим основанием, а в основании выполнена кольцевая проточка трапецеидального сечения, причем в верхней части крышки закреплен кольцевой упругий буфер, взаимодействующий с крышкой резинокордной оболочки, охватывающей коническую винтовую пружину, опирающуюся на нижний фланец резинокордной оболочки, под которой расположен буфер, взаимодействующий с основанием, причем установочная шпилька взаимодействует одновременно с крышкой резинокордной оболочки и конической винтовой пружиной.

Также известен виброизолятор (патент РФ №2303721, F16F 3/10), который содержит корпус и упругий элемент из эластомера, взаимодействующий с объектом, корпус выполнен в виде квадратного основания, к которому присоединен фиксирующий элемент с цилиндрической втулкой посредством полых заклепок, а крышка корпуса выполнена из соединенных между собой соосно посредством круглой перегородки двух цилиндрических втулок, а упругий элемент выполнен в виде цилиндрической винтовой пружины, охватывающей своей внутренней поверхностью упругий элемент цилиндрической формы, который может быть выполнен из эластомера или из проволочного переплетения типа путанки, причем упругий элемент расположен между основанием и крышкой корпуса соосно цилиндрическим втулкам.

Недостатками известных устройств являются отсутствие возможности регулирования характеристик демпфирования, отсутствие изменения упругого момента в зависимости от характера колебаний изолируемого силового агрегата.

Наиболее близким к заявленному изобретению является пружинный виброизолятор с нелинейным демпфированием (патент РФ №2361135, F16F 7/09, F16F 15/067, F16F 15/08), который содержит корпус, упругий и демпфирующий элементы, причем корпус выполнен в виде плиты с отверстиями и упругими установочными элементами, прикрепленными к нижней поверхности плиты, к которой крепится крышка, выполненная в виде перевернутого стакана с центральным отверстием, причем с внутренней поверхностью крышки взаимодействует поршень из фрикционного материала, соединенный с установочной втулкой, расположенной соосно с центральным отверстием крышки, а поршень крепится к установочной втулке посредством резьбовой шпильки, верхней и нижней шайб, притягиваемых гайкой, причем внутри поршня, соосно ему, расположены по меньшей мере два упругих стопорных кольца, а поршень подпружинен верхней конической пружиной относительно крышки и нижней конической пружиной относительно плиты, причем большие основания конических пружин обращены в сторону соответственно крышки и плиты, а нижняя коническая пружина установлена на плиту через кольцевой эластичный буфер, внутри которого соосно расположено кольцо из проволочного элемента типа путанки.

Недостатком этого устройства, реализующего пассивный метод гашения колебаний, является низкая эффективность виброизоляции, осуществляемой за счет малоинтенсивного рассеяния энергии в материале демпфера и смещения эффективной частоты демпфирования в сторону более низких частот, а так же невозможность адаптации упругого момента с течением времени.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в увеличении эффективности гашения колебаний путем адаптации опоры к различным режимам работы силового агрегата.

Технический результат достигается тем, что гидравлическая опора силового агрегата с адаптируемыми характеристиками содержит корпус, крышку, не менее четырех пружин, не менее трех поршней, собранных на оси и формирующих не менее четырех рабочих полостей для циркуляции рабочей жидкости, причем основной поршень закреплен к оси контргайками, крайние поршни имеют фторопластовые уплотнители, а на отверстиях для перемещения оси выполнены сальниковые уплотнения, также на корпусе расположены штуцеры для подвода и отвода рабочей жидкости, которые через систему трубопроводов и соленоидных клапанов соединены с насосом и резервуаром с рабочей жидкостью, вместе с тем, соленоидные клапаны посредством проводов связаны с блоком управления.

Изобретение поясняется чертежом, иллюстрирующим частный случай выполнения регулируемой опоры силового агрегата.

Позиции на чертеже: 1 - насос, 2 - резервуар, 3 - редукционный клапан, 4 - соленоидные клапаны, 5 - трубопровод, 6 - опорная площадка, 7 - ось, 8 - пружины, 9 - поршни, 10 - уплотнители, 11 - контргайки, 12 - основной поршень, 13 - корпус, 14 - уплотнитель, 15 - уплотнитель, 16 - крышка, 17 - уплотнительное кольцо, 18 - штуцеры, 19 - крепежный элемент, 20 - блок управления клапанами.

На чертеже представлен разрез гидравлической опоры силового агрегата с адаптируемыми характеристиками, которая содержит корпус 13, выполненный в виде стакана, и имеет штуцера 18 для подвода и отвода рабочей жидкости, а также отверстие на дне для перемещения оси 7 соединенного с опорной площадкой 6. На оси 7 расположены основной поршень 12, закрепленный контргайками 11, и перемещающиеся относительно оси 7 поршни 9 с уплотнителями 10. Верхняя часть корпуса закрыта крышкой 16 с уплотнительным кольцом 17 и зафиксирована с помощью крепежных элементов 19. Поршни 9 и 12 внутри корпуса 13 с крышкой 16 образовывают четыре рабочие полости А, Б, В и Г, в каждой из которых установлена пружина 8. Герметичность отверстий для перемещения оси 7 обеспечивается уплотнителями сальникового типа 14 и 15. Пружины 8 выполнены одинаковыми по жесткости и имеют форму, позволяющую виткам при полном сжатии входить друг в друга для предотвращения выхода из строя. Пунктиром обозначена схема компонентов, необходимых для реализации процесса изменения демпфирующих свойств опоры, а именно: насос для подачи рабочей жидкости 1, резервуар для слива 2, редукционный клапан 3, соленоидные клапаны 4, трубопровод 5 и блок управления клапанами 20.

Устройство работает следующим образом.

Силовой агрегат (на чертеже не изображен) закреплен к опорной площадке 6. При работе силового агрегата возникают колебания, которые через опорную площадку 6 и ось 7 передаются на поршень 12. Далее, за счет сжатия пружин 8 и протекания рабочей жидкости между рабочими полостями А, Б, В и Г происходит процесс демпфирования. Режим работы гидравлической опоры выбирается блоком управления 20 исходя из данных, полученных от датчиков перемещения и ускорения (на чертеже не изображены), фиксирующих колебания силового агрегата.

Регулирование характеристик происходит следующим образом.

У предлагаемой опоры имеются три основных режима работы. Первый заключается в работе всех четырех пружин 8, в этом случае в полостях А и Г нет рабочей жидкости. Второй режим более «плавающий», клапан I открыт, а клапаны II и III закрыты, в этом случае рабочая жидкость, заключенная в полости А-Г, перетекает из одной полости в другую, создавая сопротивление движению поршня 12 с осью 7. Третий режим, при котором клапан I закрыт, а в полости А-Г нагнетена рабочая жидкость и, соответственно, пружины 8, заключенные в эти полости, не участвуют в процессе демпфирования. В данном случае работают только пружины 8 в полостях Б-В. Процесс открытия - закрытия клапанов I, II и III контролирует блок управления клапанов 20.