Результат интеллектуальной деятельности: ГИДРООПОРА СИЛОВОГО АГРЕГАТА

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам для гашения тряски и вибраций, возникающих при работе силовых агрегатов. Оно касается гидравлической опоры силового агрегата транспортного средства, предназначенного для использования преимущественно в сельской местности.

Известны разные конструкции опор силовых агрегатов, использующих гидравлические средства для уменьшения тряски, возникающей при работе двигателя внутреннего сгорания. Представленная в патенте № 1838690, МПК F16F 13/00, выданном в СССР, гидравлическая опора двигателя содержит заполненный жидкостью цилиндрический корпус с фланцем, упругий элемент из резины, соединенный вулканизацией с корпусом и с деталью, прикрепляемой к силовому агрегату. В корпусе установлена перегородка, состоящая из деталей, в которых сделан канал, сообщающий между собой полости, расположенные у противоположных сторон перегородки между упругим элементом и диафрагмой. В перегородке установлена мембрана, а напротив перегородки на детали, соединяемой с силовым агрегатом, установлен кольцевой упор. Аналогичную конструкцию имеет гидравлическая опора подвески силового агрегата автомобиля, изображенная в патенте РФ № 2138407, МПК В60К 5/12, F16F 13/00. Гидроопора силового агрегата, показанная в патенте № 4981286, выданном в США, и в заявке № 381198 на выдачу европейского патента, МПК F16F 13/00, содержит чашу с резьбовым стержнем для соединения с рамой транспортного средства, болт для соединения гидроопоры с силовым агрегатом, резиновый упругий элемент, соединенный вулканизацией с головкой упомянутого болта и с обручем, прикрепленным к чаше винтами. Между чашей и обручем установлены проставки, в которых зафиксированы концы диафрагм и установлена перегородка с мембраной в ее центре. В заявке № 2756342 на выдачу патента во Франции и заявке № 845617 на выдачу европейского патента, МПК F16F 13/00, изображена гидроопора силового агрегата, содержащая корпус из листового материала с расположенной внутри него перегородкой и расположенные по разные стороны перегородки две диафрагмы, одна из которых соединена путем вулканизации с корпусом и с деталью, соединяемой с силовым агрегатом. Напротив этой детали расположен резиновый упругий элемент, сделанный заодно с диафрагмой в виде столбика, упирающегося в перегородку. Однако соединение резинового упругого элемента с корпусом гидроопоры и деталью, прикрепляемой к силовому агрегату, путем вулканизации существенно повышает трудоемкость и стоимость изготовления гидроопоры при мелкосерийном ее производстве для специализированных самоходных транспортных средств.

В качестве прототипа принята гидроопора силового агрегата, показанная в заявке № 2172083, МПК F16F 13/00, опубликованной в Великобритании. Эта гидроопора содержит кольцевой корпус с двумя крышками, соединенными с ним резьбовыми крепежными элементами, а именно винтами. Внутри корпуса расположены диафрагмы, одна из которых, выполненная составной, соединена со штоком, а ее внешний край зажат винтами между крышкой и корпусом. Другая диафрагма, выполненная фигурной, установлена между другой крышкой и комбинированной перегородкой, в которой расположен дроссельный канал, сообщающий между собой полости с жидкостью, расположенные между диафрагмами по разные стороны перегородки. Перегородка содержит кольцевой упругий участок из полимерного материала, в котором заформован металлический диск, размещенный между штоком и опорой другой диафрагмы для ограничения хода штока. Однако эта гидроопора имеет весьма сложную и трудоемкую в изготовлении конструкцию с малой энергоемкостью упругого элемента, функцию которого выполняет составная диафрагма.

Решаемой задачей является создание для силового агрегата транспортного средства простой и надежной гидроопоры, удобной для мелкосерийного ее производства и обеспечивающей эффективное гашение колебаний силового агрегата во время работы его двигателя внутреннего сгорания.

Решение этой задачи обеспечено тем, что созданная гидроопора для подвески силового агрегата содержит горшок с крышкой, перегородку, состоящую из пластин, расположенных между горшком и его крышкой и соединенных с ними резьбовыми крепежными элементами, диафрагмы, установленные по разные стороны перегородки, сделанный в пластинах дроссельный канал, сообщающий между собой полости с жидкостью, расположенные по разные стороны перегородки между диафрагмами, шток, соединенный с диафрагмой и ее седлом, кольцевые упругие элементы из полимерного материала, установленные по разные стороны днища горшка и охватывающие шток между седлом диафрагмы и гайкой, надетой на шток.

Гидроопора, охарактеризованная приведенной выше совокупностью признаков, имеет надежную и технологичную конструкцию, пригодную для мелкосерийного производства, вследствие использования в ней горшка простой формы, с которым соединены резьбовыми крепежными элементами крышка и пластинчатая перегородка с выполненным в ней дроссельным каналом, установленная между диафрагмами, одна из которых соединена со штоком, базирующимся в горшке на указанных кольцевых упругих элементах, размещенных между седлом диафрагмы и надетой на шток гайки, дающей возможность регулировать характеристику гидроопоры для обеспечения эффективного гашения колебаний силового агрегата.

Кольцевые упругие элементы гидроопоры сделаны в виде бубликов, имеющих форму сплюснутого тора, крышка горшка сделана в виде колпака, охватывающего упомянутую перегородку и обод, сделанный на горшке с отверстиями для размещения резьбовых крепежных элементов, соединяющих крышку и пластины перегородки с горшком, в перегородке напротив штока сделано центральное отверстие, в котором установлена мембрана.

Седло диафрагмы, соединенной со штоком, выполнено с кольцевым куполом, примыкающим к диафрагме, упомянутая диафрагма, соединенная со штоком, для смягчения ее взаимодействия с перегородкой при большом ходе горшка напротив купола седла сделана утолщенной в виде кольцеобразной горки, обращенной вершиной к перегородке.

Гидроопора для повышения ее энергоемкости и упрощения конструкции диафрагмы и ее седла может быть снабжена кольцевым буфером из полимерного материала, имеющим в поперечном сечении клинообразную форму и установленным между диафрагмой, соединенной со штоком, и ее седлом.

На фиг.1 представлена гидроопора силового агрегата транспортного средства.

На фиг.2 показана гидроопора при другом ее исполнении.

Гидроопора, представленная на фиг.1, содержит горшок 1 с крышкой 2. В крышке 2 установлен болт 3 для соединения гидроопоры с силовым агрегатом, в частности с кронштейном корпуса двигателя внутреннего сгорания. Между горшком 1 и его крышкой 2 расположена составная перегородка 4, состоящая из пластин 5 и 6. В пластинах 5 и 6 сделаны криволинейные пазы, образующие дроссельный канал 7, сообщающий между собой полости 8 и 9 с жидкостью, расположенные по разные стороны перегородки 4 между диафрагмами 10 и 11.

Крышка 2 горшка 1 сделана в виде колпака, охватывающего перегородку 4 и обод 12, сделанный на горшке с отверстиями для установки резьбовых крепежных элементов 13, сделанных в виде винтов, соединяющих между собой горшок 1, крышку 2 и пластины 5, 6 составной перегородки 4. Утолщенный внешний край диафрагмы 10 расположен между крышкой 2 горшка 1 и пластиной 5 перегородки в кольцевой канавке, сделанной в пластине 5. Утолщенный внешний край диафрагмы 11 расположен между ободом 12 горшка и пластиной 6 в кольцевой канавке, сделанной в пластине 6. Размещение утолщенного внешнего края каждой диафрагмы в кольцевой канавке, сделанной в пластине перегородки между ней и соседней деталью, и зажатие его крепежными элементами 13 обеспечивает надежную фиксацию каждой диафрагмы.

В перегородке 4 сделано центральное отверстие, в котором установлена мембрана 14. Эта мембрана на периферии имеет ободок, расположенный в кольцевой канавке, сделанной в пластинах 5 и 6 вокруг центрального отверстия.

В горшке 1 по разные стороны его днища 15 расположены кольцевые упругие элементы 16 и 17, охватывающие шток 18, соединенный винтом 19 с диафрагмой 11 и ее седлом 20, расположенным напротив упругого элемента 16. У другого кольцевого упругого элемента 17 на штоке 18 на его резьбовом участке 21 установлена фигурная гайка 22, имеющая со штоком 18 резьбовое соединение. Эта гайка 22 обеспечивает возможность регулирования характеристики гидроопоры путем изменения величины хода горшка 1 относительно штока 18 и соответственно величины деформации упругих элементов 16, 17.

Кольцевые упругие элементы 16, 17 сделаны в виде бубликов, имеющих форму сплюснутого тора. Они изготовлены из полимерного материала, в частности из резины. Расположение упругих элементов 16, 17 указанной формы на штоке 18 между надетой на него гайкой 22 и седлом 20 диафрагмы 11 по разные стороны днища 15 горшка 1 обеспечивает эффективное с прогрессивной характеристикой восприятие гидроопорой переменных сил, возникающих при вибрации и тряске силового агрегата. При этом кольцевые упругие элементы 16 и 17, примыкая к штоку 18 и к внутренней цилиндрической поверхности горшка 1, обеспечивают центрирование относительно горшка 1 штока 18 и закрепленной на нем диафрагмы 11.

Показанное на фиг.1 составное седло 20 диафрагмы 11, соединенной со штоком 18, состоит из плоской шайбы 23 и фигурной подставки 24, выполненной в виде полутора с кольцевым куполом, примыкающим к диафрагме 11. Эта диафрагма 11, соединенная со штоком, напротив купола седла 20 сделана утолщенной в виде кольцеобразной горки, обращенной вершиной к перегородке 4, смягчая удар в случае упора диафрагмы 11 в перегородку 4.

На резьбовом участке 21 штока 18 ниже гайки 22 расположена гайка 25, предназначенная для соединения гидроопоры с рамой 26 транспортного средства.

После сборки гидроопоры и заливки в нее рабочей жидкости ее соединяют болтом 3 с силовым агрегатом и закрепляют гайкой 25 на раме транспортного средства, на которую она опирается гайкой 22, выполняющей, помимо регулировочной функции, также функцию опорного элемента.

При работе силового агрегата вследствие его тряски, возникающей при движении транспортного средства по неровной опорной поверхности, и вибрации, происходящей при работе двигателя внутреннего сгорания, горшок 1 совершает колебания вдоль штока 18, деформируя кольцевые упругие элементы 16, 17. При колебаниях горшка 1 перегородка 4 то приближается к диафрагме 11, то удаляется от нее. Во время приближения перегородки 4 к диафрагме 11 жидкость из полости 9 вытесняется в полость 8 через дроссельный канал 7 под давлением, возникающим в полости 9. При обратном перемещении горшка 1, когда перегородка 4 отдаляется от диафрагмы 11 и в полости 9 возникает разрежение, жидкость из полости 8 под действием атмосферного давления, действующего на диафрагму 10, перетекает по дроссельному каналу 7 обратно в полость 9. Вследствие дросселирования потока жидкости в канале 7 происходит демпфирование горшком 1 колебаний силового агрегата.

При резких толчках, возникающих при движении транспортного средства по неровной опорной поверхности, то есть по ухабам, из-за резкого повышения давления жидкости в полости 9 происходит прогиб мембраны 14, что обеспечивает ограничение максимальной величины давления жидкости в полости 9 во избежание повреждения гидроопоры.

В случае чрезмерного перемещения горшка 1 относительно штока 18 при встряске силового агрегата диафрагма 11 своим выступающим утолщенным участком, сделанным в виде кольцеобразной горки, упирается в перегородку 4, замедляя опускание горшка и обеспечивая его более плавную остановку для смягчения ударных нагрузок.

Особенностью гидроопоры силового агрегата, показанной на фиг.2, является наличие в ней кольцевого буфера 27, сделанного из полимерного материала, а именно из относительно твердой резины, и установленного между диафрагмой 28, соединенной со штоком 18, и ее седлом 29, представляющим собой плоскую шайбу. Буфер 27 в поперечном сечении имеет форму клина, обращенного вершиной к диафрагме 28 и основанием к седлу 29. Установка буфера 27 на седле 29 под диафрагмой 28 обеспечивает возможность выполнять эту диафрагму из менее твердой резины с более равномерной толщиной вдоль радиуса. Буфер 27 обеспечивает плавное ограничение хода горшка 1 относительно штока 18. Кроме того, являясь по существу упругим элементом, этот буфер повышает энергоемкость гидроопоры и делает ее упругую характеристику еще более прогрессивной для предотвращения резонанса.

Созданная гидроопора силового агрегата имеет надежную и достаточно простую конструкцию, которую вследствие ее технологичности рационально использовать при мелкосерийном производстве. Вследствие наличия в ней нескольких упругих элементов фигурной формы она обеспечивает эффективное гашение колебаний силового агрегата, возникающих при движении транспортного средства по неровной опорной поверхности, в частности в сельской местности по бездорожью.