RU132848U1

RU132848U1 - HYDRAULIC VIBROPORA

Info

Publication number: RU132848U1
Application number: RU2013117497/11U
Authority: RU
Inventors: Ирина Геннадьевна Куклина
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2013-09-27

Abstract

1. Гидравлическая виброопора, содержащая заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные общим корпусом с закрепленной в нем разделительной перегородкой, имеющей полость, образующую промежуточную камеру, сообщающуюся посредством дроссельных отверстий с рабочей и компенсационной камерами, рабочая камера ограничена эластичной обечайкой, а компенсационная - мембраной, пакет диафрагм, настроенных на различные частоты путем соответствующего расположения в них отверстий, отличающаяся тем, что разделительная перегородка выполнена из двух частей: центральной, образованной внутренним кольцом, в котором установлен пакет диафрагм, и кольцеобразной периферийной, в которой расположена кольцевая подвижная мембрана с упругими элементами, нижняя и верхняя части разделительной перегородки открыты.2. Гидравлическая виброопора по п.1, отличающаяся тем, что эластичная обечайка гофрирована, а вокруг рабочей камеры установлен дугообразный защитный кожух.1. A hydraulic vibration mount, containing a working and compensation chambers filled with a damping fluid, bounded by a common housing with a dividing partition fixed therein, having a cavity forming an intermediate chamber communicating by means of throttle openings with working and compensation chambers, the working chamber is limited by an elastic shell, and the compensation chamber membrane, a package of diaphragms tuned to different frequencies by the corresponding arrangement of holes in them, characterized in that the separator The septum is made of two parts: the central one, formed by the inner ring in which the diaphragm package is installed, and the annular peripheral one, in which the annular movable membrane with elastic elements is located, the lower and upper parts of the separation partition are open. 2. The hydraulic vibration support according to claim 1, characterized in that the elastic shell is corrugated, and an arched protective casing is installed around the working chamber.

Description

Решение относится к области машиностроения, в частности, к гидравлическим виброопорам, применяемым для демпфирования вибраций, создаваемых работающими силовыми агрегатами транспортных средств и стационарных энергетических установок.The solution relates to the field of mechanical engineering, in particular, to hydraulic vibration mounts used to damp vibrations created by working power units of vehicles and stationary power plants.

Известна гидравлическая виброопора, содержащая заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные общим корпусом с закрепленной в нем разделительной перегородкой, снабженной средствами сообщения камер, из которых рабочая камера ограничена опорной плитой и эластичной обечайкой, а компенсационная - мембраной (патент Германии №3526607, МПК F16F 13/00, 29.01.87). Средства сообщений между камерами выполнены в виде полостей и дроссельных каналов, размещенных в разделительной перегородке.A hydraulic vibro-support is known, containing a working and compensation chambers filled with a damping fluid, limited by a common casing with a dividing wall fixed in it, equipped with camera communication means, of which the working chamber is limited by a support plate and an elastic shell, and the compensation chamber by a membrane (German patent No. 3526607, IPC F16F 13/00, 01.29.87). Means of communication between the cameras are made in the form of cavities and throttle channels located in the dividing wall.

Конструкция виброопоры не предусматривает ее перестройку на частоты, присутствующие в спектре входного вибросигнала. В конструкторском исполнении данной виброопоры имеется еще один важный недостаток, заключающийся в том, что и в рабочей, и в компенсационной камерах имеются области невозмущенного состояния рабочей жидкости в обоих полупериодах входного гармонического вибросигнала, объем которых по отношению к суммарному объему рабочей и компенсационной камер достигает 50%. Это значительно снижает функциональные возможности виброопоры.The design of the vibration mount does not provide for its tuning to the frequencies present in the spectrum of the input vibration signal. In the design of this vibration mount there is another important drawback, namely, that both the working and compensation chambers have regions of the undisturbed state of the working fluid in both half-periods of the input harmonic vibration signal, the volume of which in relation to the total volume of the working and compensation chambers reaches 50 % This significantly reduces the functionality of the vibration mount.

Известна также гидравлическая виброопора, содержащая заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные общим корпусом с закрепленной в нем металлической разделительной перегородкой, выполненной как с периферийной кольцевой полостью и дроссельными каналами, тангенциально примыкающими к ней и камерам, так и с дополнительными дроссельными каналами в ее средней части, сообщающими полость с указанными камерами, из которых рабочая камера ограничена опорной платой и эластичной обечайкой, а компенсационная -мембраной. В средней части разделительной перегородки выполнены дополнительные дроссельные каналы диффузорного типа, сообщающие камеры и обращенные диффузорами в сторону, противоположную компенсационной камере, периферийная часть которой выполнена торообразной формы и тангенциально примыкающей к этим каналам (патент РФ «2135855, МПК F16F 5/00, 9/10, опубл. 27.08.99).A hydraulic vibration mount is also known, containing a working and compensation chambers filled with a damping fluid, bounded by a common housing with a metal dividing wall fixed in it, made both with a peripheral annular cavity and throttle channels tangentially adjacent to it and chambers, and with additional throttle channels in it the middle part, communicating the cavity with the specified chambers, of which the working chamber is limited by the base plate and elastic shell, and the compensation membrane. In the middle part of the dividing wall, additional diffuser-type throttle channels are made, communicating chambers and facing diffusers in the direction opposite to the compensation chamber, the peripheral part of which is made in a toroidal shape and tangentially adjacent to these channels (RF patent “2135855, IPC F16F 5/00, 9 / 10, published on 08.27.99).

К недостаткам известной виброопоры можно отнести относительно невысокая эффективность виброгашения, шум при работе.The disadvantages of the known vibration mounts include the relatively low efficiency of vibration damping, noise during operation.

В качестве прототипа принята гидравлическая виброопора (патент РФ №2307267, МПК F16F 5/00, F16F 5/00, опубл. 27.09.2007).As a prototype adopted hydraulic vibration mount (RF patent No. 2307267, IPC F16F 5/00, F16F 5/00, publ. 09/27/2007).

Гидравлическая виброопора содержит заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные общим корпусом с закрепленной в нем разделительной перегородкой, имеющей полость, образующую промежуточную камеру, сообщающуюся посредством дроссельных отверстий, выполненных в разделительной перегородке, с рабочей и компенсационной камерами, из которых рабочая камера ограничена эластичной обечайкой, а компенсационная - мембраной, размещенную в промежуточной камере гибкую гофрированную диафрагму с дроссельными отверстиями, расположенными в пучностях стоячих волн, возникающих при действии входного вибросигнла, и воздушную камеру, образованную мембраной и поддоном, в промежуточной камере дополнительно размещена, по крайней мере, одна диафрагма, гофры каждой диафрагмы выполнены в узлах стоячих волн, возникающих при действии входного вибросигнала, при этом суммарная площадь дроссельных отверстий каждой диафрагмы равна суммарной площади дроссельных отверстий верхней или нижней части разделительной перегородки; центральные отверстия в разделительной перегородке выполнены большего диаметра, чем периферийные, при этом дроссельные отверстия в верхней части разделительной перегородки выполнены тангенциально внутренней поверхности эластичной обечайки, а дроссельные отверстия в нижней части разделительной перегородки выполнены тангенциально внутренней поверхности мембраны. В промежуточной камере размещен пакет гофрированных диафрагм, настроенных на различные частоты путем соответствующего расположения у них гофров и дроссельных отверстий относительно центральной оси виброопоры. The hydraulic vibration mount comprises working and compensation chambers filled with a damping fluid, bounded by a common housing with a dividing wall fixed therein, having a cavity forming an intermediate chamber communicating via throttle openings made in the dividing wall, with working and compensation chambers, of which the working chamber is limited by elastic the shell, and the compensation - with a membrane, a flexible corrugated diaphragm with throttle from Holes located in the antinodes of standing waves arising from the action of the input vibrating signal, and the air chamber formed by the membrane and the pallet, at least one diaphragm is additionally placed in the intermediate chamber, the corrugations of each diaphragm are made in the nodes of the standing waves arising from the action of the input vibration signal while the total area of the throttle holes of each diaphragm is equal to the total area of the throttle holes of the upper or lower part of the dividing wall; the central holes in the partition are made larger than the peripheral ones, while the throttle holes in the upper part of the partition are made tangentially to the inner surface of the elastic shell, and the throttle holes in the lower part of the partition are made tangentially to the inner surface of the membrane. In the intermediate chamber there is a package of corrugated diaphragms tuned to different frequencies by correspondingly arranging corrugations and throttle holes in them relative to the central axis of the vibration mount.

Недостатком прототипа является то, что гидравлическая виброопора не рассчитана на резкое динамическое напряжение и не обеспечивает плавное гашение резких динамических нагрузок и низкочастотная вибрация передается на кузов машины.The disadvantage of the prototype is that the hydraulic vibration mount is not designed for sharp dynamic stress and does not provide smooth damping of sharp dynamic loads and low-frequency vibration is transmitted to the car body.

Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.These shortcomings are eliminated by the proposed solution.

Поставлена задача снижения вибронагрузок, создаваемых работающим силовым агрегатом транспортного средства.The task is to reduce the vibration loads created by the operating power unit of the vehicle.

Технический результат - плавное гашение резких динамических нагрузок и низкочастотной вибрации, передаваемой силовым агрегатом на кузов машины.EFFECT: smooth damping of sharp dynamic loads and low-frequency vibration transmitted by a power unit to a car body.

Этот технический результат достигается тем, что в гидравлической виброопоре, содержащей заполненные демпфирующей жидкостью рабочую и компенсационную камеры, ограниченные общим корпусом с закрепленной в нем разделительной перегородкой, имеющей полость, образующую промежуточную камеру, сообщающуюся посредством дроссельных отверстий с рабочей и компенсационной камерами, рабочая камера ограничена эластичной обечайкой, а компенсационная - мембраной, пакет диафрагм, настроенных на различные частоты путем соответствующего расположения в них отверстий, разделительная перегородка выполнена из двух частей: центральной, образованной внутренним кольцом, в котором установлен пакет диафрагм, и кольцеобразной периферийной, в которой расположена кольцевая подвижная мембрана с упругими элементами, нижняя и верхняя части разделительной перегородки открыты; эластичная обечайка гофрирована, а вокруг рабочей камеры установлен дугообразный защитный кожух.This technical result is achieved in that in a hydraulic vibration mount containing a working and compensation chambers filled with a damping fluid, limited by a common housing with a dividing wall fixed therein, having a cavity forming an intermediate chamber communicating by means of throttle openings with working and compensation chambers, the working chamber is limited elastic shell, and compensation - a membrane, a package of diaphragms tuned to different frequencies by appropriate location these holes, the partition wall is made of two parts: a central, formed by the inner ring, in which a package diaphragms and annular peripheral, wherein an annular movable membrane with elastic elements, lower and upper parts of the partition wall are open; the elastic shell is corrugated, and an arched protective casing is installed around the working chamber.

Предлагаемое выполнение разделительной перегородки позволит установить кольцевую подвижную мембрану, которая гасит первую ударную волну. Упругие элементы смягчают удар мембраны при действии нагрузок. Открытые нижняя и верхняя части разделительной перегородки обеспечивают свободное прохождение рабочей жидкости, а основные нагрузки воспринимают элементы промежуточной камеры. Гофрированная эластичная обечайка при деформировании обеспечивает повышение давления рабочей жидкости в рабочей камере. Дугообразный защитный кожух защищает виброопору от внешней агрессивной среды.The proposed implementation of the dividing walls will allow you to install an annular movable membrane, which dampens the first shock wave. Elastic elements soften the impact of the membrane under the action of loads. The open lower and upper parts of the dividing wall provide free passage of the working fluid, and the elements of the intermediate chamber absorb the main loads. The corrugated elastic shell during deformation provides an increase in the pressure of the working fluid in the working chamber. An arc-shaped protective casing protects the vibration mount from an external aggressive environment.

Конструкция гидравлической виброопоры представлена на чертежах, фиг.1 и 2: на фиг.1 представлен рабочий процесс, когда гидроопора подвержена воздействиию вибрации, а на фиг.2, когда установленный на опору агрегат подвержен резкому динамическому воздействию.The design of the hydraulic vibration mount is shown in the drawings, FIGS. 1 and 2: FIG. 1 shows the working process when the hydraulic support is exposed to vibration, and in FIG. 2, when the unit mounted on the support is subjected to sharp dynamic impact.

Гидравлическая виброопора содержит корпус 1, являющийся основным элементом, к которому крепятся остальные узлы. Эластичная гофрированная обечайка 2 ограничивает рабочую камеру с демпфирующей жидкостью, соединена с корпусом 1 и опорной платой 3. Установлен дугообразный защитный кожух 4. На опорную плату 3 устанавливается силовой агрегат посредством крепления через элемент 5. Разделительная перегородка 6 выполнена из двух частей: центральной, образованной внутренним кольцом, и кольцеобразной периферийной, внутри которой выполнена промежуточная камера 7, снабженная кольцевой подвижной мембраной 8 с упругими элементами 9, во внутреннем кольце установлен диафрагм 10, настроенных на различные частоты путем соответствующего расположения отверстий 11 относительно центральной оси виброопоры, пакет диафрагм 10 установлен во внутреннем кольце 12, промежуточная камера 7 и внутреннее кольцо 12 жестко соединены с корпусом 1. Рабочая камера 13 с вязкой демпфирующей жидкостью 14 и частицами воздуха 15 ограничена внутренними поверхностями гофрированной обечайки 2 корпуса 1 и верхней частью разделительной перегородки 6. Компенсационная камера 16 ограничена снизу прогибающейся мембраной 17, под которой расположена воздушная камера 18 и поддон 19, воздушная камера 18 соединяется с атмосферой дренажным каналом 20. Нижняя и верхняя части разделительной перегородки 6 открыты.The hydraulic vibration mount includes a housing 1, which is the main element to which the remaining nodes are attached. The elastic corrugated shell 2 limits the working chamber with damping fluid, is connected to the housing 1 and the base plate 3. An arcuate protective casing 4 is installed. The power unit is mounted on the base plate 3 by means of fastening through element 5. The dividing wall 6 is made of two parts: a central, formed an inner ring, and an annular peripheral, inside which an intermediate chamber 7 is provided, provided with an annular movable membrane 8 with elastic elements 9, in the inner ring n diaphragms 10, tuned to different frequencies by the corresponding location of the holes 11 relative to the Central axis of the vibration mount, the package of diaphragms 10 is installed in the inner ring 12, the intermediate chamber 7 and the inner ring 12 are rigidly connected to the housing 1. The working chamber 13 with a viscous damping fluid 14 and particles air 15 is limited by the inner surfaces of the corrugated shell 2 of the housing 1 and the upper part of the separation partition 6. The compensation chamber 16 is bounded from below by a deflecting membrane 17, under which An air chamber 18 and a tray 19 are laid, an air chamber 18 is connected to the atmosphere by a drainage channel 20. The lower and upper parts of the partition wall 6 are open.

Гидравлическая виброопора работает следующим образом.Hydraulic vibration mount works as follows.

При воздействии на опорную плату 3 нагрузки от силового агрегата гофрированная обечайка 2 деформируется, и объем рабочей камеры 13 несколько уменьшается. Это вызывает повышение давления рабочей жидкости в компенсационной камере 16, что приводит к деформации эластичной мембраны 17 и увеличению объема компенсационной камеры 16. Вследствие возникающего перепада давлений в рабочей 13 и компенсационной 16 камерах масса жидкости начинает через отверстия 11 диафрагм 10 поступать в компенсационную камеру 16. Этот процесс закончится только тогда, когда сила статического давления неработающего силового агрегата уравновесит силу сопротивления эластичной гофрированной обечайки 2. Жесткость обечайки 2 выбирается из условия максимального использования диссипации энергии колебаний в заполняющей виброопору реологической среде - рабочей жидкости. При этом потери энергии в обечайке 2 должны быть минимальными, чтобы не допустить ее нагрева. С учетом силы давления на виброопору силового агрегата и силы сопротивления обечайки 2 при статической нагрузке объемы рабочей и компенсационной камер должны быть равными. При этом кольцевая подвижная мембрана 8 под давлением жидкости перемещается вверх-вниз.When exposed to the base plate 3 loads from the power unit, the corrugated shell 2 is deformed, and the volume of the working chamber 13 is slightly reduced. This causes an increase in the pressure of the working fluid in the compensation chamber 16, which leads to deformation of the elastic membrane 17 and an increase in the volume of the compensation chamber 16. Due to the pressure drop in the working 13 and compensation 16 chambers, the mass of fluid begins to flow through the openings 11 of the diaphragms 10 into the compensation chamber 16. This process will end only when the static pressure force of the inoperative power unit will balance the resistance force of the elastic corrugated shell 2. The rigidity of the shell 2 is taken from the condition of maximum use of the dissipation of vibrational energy in the rheological medium filling the vibration support - the working fluid. In this case, the energy loss in the shell 2 should be minimal in order to prevent its heating. Taking into account the pressure force on the vibration mount of the power unit and the resistance force of the shell 2 under static load, the volumes of the working and compensation chambers should be equal. When this annular movable membrane 8 under pressure of the liquid moves up and down.

При работе силового агрегата, возбуждающего колебания с широким спектром гармонических составляющих, на виброопору действует знакопеременное давление.When the power unit is operating, exciting oscillations with a wide range of harmonic components, alternating pressure acts on the vibration mount.

Резкое возрастание давления жидкости в рабочей 13 и компенсационной 16 камерах приводит к растяжению мембраны 17. Возникающий перепад давлений приводит к движению жидкости из рабочей камеры 13 через отверстия 11 пакета диафрагм 10 в компенсационную камеру 16.A sharp increase in fluid pressure in the working 13 and compensation 16 chambers leads to the expansion of the membrane 17. The resulting pressure drop leads to the movement of fluid from the working chamber 13 through the holes 11 of the package of diaphragms 10 into the compensation chamber 16.

При резком нагружении на опорную плату 3 силы большой величины срабатывает кольцевая подвижная мембрана 8 и вязкая жидкость с частицами воздуха начинает активно поступать в компенсационную камеру 16 через отверстия 11 пакета диафрагм 10, причем первая ударная волна гасится за счет срабатывания кольцевой подвижной мембраны 8 и сжимаемости воздушных частиц.With a sharp loading of a large force onto the base plate 3, an annular movable membrane 8 is activated and viscous liquid with air particles begins to actively enter the compensation chamber 16 through the openings 11 of the diaphragm package 10, and the first shock wave is suppressed due to the actuation of the annular movable membrane 8 and air compressibility particles.

Поглощение акустической энергии в данной конструкции гидравлической виброопоры происходит прежде всего в эластичной гофрированной обечайке, так как опорная плата 3, на которую передаются основные высокочастотные составляющие спектра внешнего вибросигнала, полностью изолирована от рабочей камеры эластичной гофрированной обечайкой 2. Но некоторая доля высокочастотных составляющих через тонкий слой обечайки 2, покрывающий снизу опорную плату 3, излучается в жидкую среду, заполняющую рабочую камеру 13. Поскольку акустические волны, излучаемые в жидкие среды, являются продольными, то, достигая пакета диафрагм 10, они в нем поглощаются, не трансформируясь в изгибные волны. Поглощение акустических волн пакетом диафрагм 10 происходит более интенсивно на всех частотах диапазона за счет равенства импедансов в пакете диафрагм 10 и в рабочей жидкости. Благодаря жесткости пакета диафрагм 10 с отверстиями 11 циркуляция рабочей жидкости между камерами на низких частотах происходит более интенсивно и вследствие этого возрастает диссипация энергии внешнего вибросигнала.The absorption of acoustic energy in this design of the hydraulic vibration mount occurs primarily in the elastic corrugated shell, since the base plate 3, to which the main high-frequency components of the spectrum of the external vibration signal are transmitted, is completely isolated from the working chamber by the elastic corrugated shell 2. But a certain proportion of high-frequency components through a thin layer shell 2, covering the bottom of the base plate 3, is emitted into the liquid medium filling the working chamber 13. Since acoustic waves, radiation employed in liquid media, are longitudinal, the reaching package diaphragms 10, they are absorbed in it without being transformed into bending waves. The absorption of acoustic waves by the package of diaphragms 10 occurs more intensively at all frequencies of the range due to the equality of the impedances in the package of diaphragms 10 and in the working fluid. Due to the rigidity of the package of diaphragms 10 with holes 11, the circulation of the working fluid between the cameras at low frequencies is more intense and, as a result, the energy dissipation of the external vibration signal increases.

Таким образом, снижаются вибронагрузки, создаваемые работающим силовым агрегатом и гасятся низкочастотные колебания за счет срабатывания мембраны 8. Причем, увеличивая ход мембраны 8, можно регулировать спектр гасимых низкочастотных колебаний.Thus, the vibration loads created by the operating power unit are reduced and the low-frequency vibrations are suppressed due to the operation of the membrane 8. Moreover, by increasing the stroke of the membrane 8, it is possible to adjust the spectrum of the quenched low-frequency vibrations.

Анализ показывает, что предлагаемое решение соответствует критерию новизна, а проведенные полевые испытания подтверждают его промышленную применимость.The analysis shows that the proposed solution meets the criterion of novelty, and field trials confirm its industrial applicability.

Claims

1. A hydraulic vibration mount, containing a working and compensation chambers filled with a damping fluid, bounded by a common housing with a dividing partition fixed therein, having a cavity forming an intermediate chamber communicating by means of throttle openings with working and compensation chambers, the working chamber is limited by an elastic shell, and the compensation chamber membrane, a package of diaphragms tuned to different frequencies by the corresponding arrangement of holes in them, characterized in that the separator The septum is made of two parts: the central one, formed by the inner ring in which the diaphragm package is installed, and the annular peripheral one, in which the annular movable membrane with elastic elements is located, the lower and upper parts of the separation partition are open.

2. The hydraulic vibration mount according to claim 1, characterized in that the elastic shell is corrugated, and an arched protective casing is installed around the working chamber.