RU2002983C1

RU2002983C1 - Hydraulic damper

Info

Publication number: RU2002983C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Чернышев
Original assignee: Орловский филиал Московского института приборостроени
Priority date: 1991-05-08
Filing date: 1991-05-08
Publication date: 1993-11-15

Abstract

Использование: машиностроение, виброзащит- на техника а именно подвески транспортных средств. Сущность изобретени : гидравпический демпфер содержит резервуар, расположенный в нем цилиндр с радиальными отверсти ми в средней части и двум клапанами и установленный в цилиндре шток с поршнем. В последнем размещен дросселирующий элемент. Один из клапанов установлен в надпоршневой полости и предназначен дл пропускани жидкости из надпоршневой полости в резервуар, а другой - в подпоршневой полости и предназначен дл пропускани жидкости из подпсршневой полости в резервуар. Радиальные отверсти поочередно перекрываютс поршнем при его движении. 3 илUsage: mechanical engineering, vibration protection technology, namely vehicle suspensions. SUMMARY OF THE INVENTION: a hydraulic damper comprises a reservoir, a cylinder located therein with radial holes in the middle part and two valves and a piston rod installed in the cylinder. The latter has a throttle element. One of the valves is installed in the supra-piston cavity and is designed to pass fluid from the supra-piston cavity to the reservoir, and the other is in the sub-piston cavity and is designed to pass fluid from the sub-piston cavity to the reservoir. The radial holes are alternately overlapped by the piston as it moves. 3 silt

Description

Изобретение относитс к виброзащитной технике и предназначено дл установки совместно с упругими элементами подвесок транспортных средств, в частности может использоватьс в сидень х тракторов до- рожных и сельскохоз йственных машин дл защиты человека-оператора от действи случайных колебаний.The invention relates to vibration protection technology and is intended to be installed together with the elastic elements of vehicle suspensions, in particular it can be used in the seats of tractors of road and agricultural machines to protect a human operator from the effects of accidental vibrations.

Известен гидравлический демпфер, содержащий резервуар с установочным эле- ментом, предназначенным дл креплени на основании, расположенный в резервуаре цилиндр с двум клапанами, установленный в цилиндре шток, предназначенный дл св зи с объектом, закрепленный на штоке пор- шень и размещенный в поршне дросселирующий элемент.A hydraulic damper is known, comprising a reservoir with a mounting element for mounting on a base, a cylinder with two valves located in the reservoir, a rod installed in the cylinder, designed to communicate with an object, a piston fixed to the rod and a throttling element located in the piston .

Посто нно включенный в работу дросселирующий элемент не способствует эффективности демпфировани , поскольку в промежутки времени, когда объект и основание движутс в одном направлении, а скорость объекта меньше скорости основани , диссипативные силы увеличивают скорость объекта.The throttling element, which is constantly included in the operation, does not contribute to the damping efficiency, because at intervals when the object and the base move in the same direction and the speed of the object is less than the speed of the base, dissipative forces increase the speed of the object.

Известен гидравлический демпфер, содержащий резервуар с установочным элементом , предназначенным дл креплени на основании, расположенный в резервуаре цилиндр с двум клапанами, установленный в цилиндре и предназначенный дл св зи с объектом шток с закрепленным на нем поршнем и размещенный в последнем дросселирующий элемент, причем первый клапан установлен в надпоршневой полости, вто- рой - в подпоршневой полости и предназначен дл пропускани жидкости из подпоршневой полости в резервуар.A hydraulic damper is known, comprising a reservoir with a mounting element for mounting on a base, a cylinder with two valves located in the reservoir, installed in the cylinder and designed to communicate with the object, a rod with a piston fixed to it, and a throttling element located in the latter, the first valve it is installed in the supra-piston cavity, the second in the sub-piston cavity and is designed to pass fluid from the sub-piston cavity into the reservoir.

Последовательность включени в работу и выключени из работы дросселирую- щего элемента, когда гидравлический демпфер работает совместно с упругими элементами подвески, не согласуетс с направлением действи восстанавливающей силы. Так, при кинематическом возмущении непосредственно после выравнивани смещений основани и объекта скорость последнего увеличиваетс как под действием восстанавливающей силы, так и дополнительно при включенном дросселирующем элементе за счет диссипативных сил.The sequence of starting and stopping the throttling element when the hydraulic damper works in conjunction with the elastic suspension elements does not agree with the direction of action of the restoring force. Thus, in case of kinematic perturbation, immediately after the displacements of the base and the object are aligned, the speed of the latter increases both under the influence of the restoring force and additionally when the throttle element is turned on due to dissipative forces.

Кроме того, последовательность работы клапанов не позвол ет эффективно тормозить объект за счет диссипативных сил после того, как скорость объекта начинает превышать скорость основани при их движении в одном направлении, т.е. не обеспе- чиваетс оптимальный релейный (включено-выключено) режим работы дросселирующего элемента.In addition, the sequence of valves does not allow to effectively slow down the object due to dissipative forces after the speed of the object begins to exceed the speed of the base when they move in one direction, i.e. the optimum relay (on-off) operating mode of the throttling element is not provided.

Все это ухудшает качественные показатели данного гидравлического демпфера как объекта виброзащитной техники.All this worsens the quality indicators of this hydraulic damper as an object of vibration protection technology.

Цель изобретени - повышение эффективности демпфировани за счет периодического выключени из работы дросселирующего элемента при равенстве смещений объекта и основани с последующим включением его в работу, когда скорость объекта превышает скорость основани при их движении в одном направлении.The purpose of the invention is to increase the damping efficiency by periodically disabling the throttling element when the displacements of the object and the base are equal, and then turning it on when the speed of the object exceeds the speed of the base when they move in one direction.

Указанна цель достигаетс тем, что в гидравлическом демпфере, содержащем резервуар с установочным элементом, предназначенным дл креплени на основании, расположенный в резервуаре цилиндр с двум клапанами,.установленный в цилиндре и предназначенный дл св зи с объектом шток с закрепленным на нем поршнем и размещенный в последнем дросселирующий элемент, причем первый клапан установлен в надпоршневой полости, второй клапан - в подпоршневой полости и предназначен дл пропускани жидкости из подпоршневой полости в резервуар, в средней части цилиндра выполнены радиальные отверсти , поочередно перекрываемые поршнем , а первый клапан предназначен дл пропускани жидкости из надпоршневой полости в резервуар.This goal is achieved in that in a hydraulic damper containing a reservoir with a mounting element designed to be mounted on a base, a cylinder with two valves located in the tank, installed in the cylinder and designed to communicate with the object, a rod with a piston fixed on it and placed in the last throttling element, the first valve installed in the supra-piston cavity, the second valve in the sub-piston cavity and designed to pass fluid from the sub-piston cavity into the reservoir, in the middle parts of the cylinder are provided with radial holes, alternately overlapped by the piston, and the first valve is designed to pass fluid from the over-piston cavity into the reservoir.

На фиг.1 изображен предлагаемый демпфер , общий вид; на фиг.2 - схема расположени гидравлического демпфера совместно с упругими элементами подвески между объектом и основанием; на фиг.З - осциллограммы смещений и скоростей объекта и основани при кинематическом возмущении .Figure 1 shows the proposed damper, General view; Fig. 2 is a diagram of an arrangement of a hydraulic damper together with elastic suspension elements between an object and a base; Fig. 3 shows oscillograms of displacements and velocities of an object and a base under kinematic disturbance.

Гидравлический дем/1фер содержит резервуар 1, расположенный в резервуаре 1 цилиндр 2 с двум клапанами 3 и А, установленный в цилиндре 2 шток 5, закрепленный на штоке 5 поршень 6, дел щий цилиндр 2 на над- и подпоршневую полости, устанавливаемый в поршне 6 дросселирующий элемент 7, и два радиальных отверсти 8 и 9, выполненных в средней части цилиндра 2.The hydraulic dem / 1fer contains a tank 1, a cylinder 2 in the tank 1 with two valves 3 and A, a piston 6 mounted in the cylinder 2, a piston 6 fixed on the piston 5, dividing the cylinder 2 into a supra- and sub-piston cavity, installed in the piston 6 a throttling element 7, and two radial holes 8 and 9, made in the middle of the cylinder 2.

Клапаны 3 и 4 состо т.из отверстий 10 и 11, выполненных соответственно у верхней и нижней кромки цилиндра 2 и перекрываемых упругими кольцами 12 и.13. Упругие кольца 12 и 13 на цилиндре 2 расположены в круговых проточках.Valves 3 and 4 consist of holes 10 and 11, made respectively at the upper and lower edges of the cylinder 2 and overlapped by elastic rings 12 and 13. The elastic rings 12 and 13 on the cylinder 2 are located in circular grooves.

Дросселирующий элемент выполнен в виде устанавливаемых в поршне 6 вкладышей с калиброванными отверсти ми 14.The throttling element is made in the form of inserts installed in the piston 6 with calibrated holes 14.

Гидравлический демпфер посредством проушин на штоке 5 и резервуаре 1 соедин етс с объектом 15 и основанием 16.The hydraulic damper by means of eyes on the rod 5 and reservoir 1 is connected to the object 15 and the base 16.

В положении статического равновеси объекта 15 на упругих элементах 17 подвески или при равенстве смещений объекта 15 и основани 16, т.е. когда , поршень б находитс в средней части цилиндра 2 между радиальными отверсти ми 8 и 9.In the position of the static equilibrium of the object 15 on the elastic elements of the suspension 17 or when the displacements of the object 15 and the base 16 are equal, i.e. when, piston b is in the middle of cylinder 2 between the radial holes 8 and 9.

В процессе работы гидравлического демпфера совместно с упругими элементами подвески восстанавливающа сила последних периодически измен ет направление на противоположное. В промежутке а,..Ь восстанавливающа сила действует вверх у- . а в промежутке Ь..,с - вниз у - х 0.During operation of the hydraulic damper, together with the elastic suspension elements, the restoring force of the latter periodically changes direction. In the interval a, .. b, the restoring force acts upwards y-. and in the interval b .., c - down y - x 0.

Рассто ние между объектом 15 и основанием 16 в точках a, b и с такое же как и при положении статического равновеси объекта 15 на упругих элементах 17 подвески (х - у 0).The distance between the object 15 and the base 16 at points a, b and c is the same as with the static equilibrium position of the object 15 on the elastic elements 17 of the suspension (x - y 0).

В начале промежутка а,..Ь от а до Јi объект 15 и основание 16 сближаютс друг с другом и у - х 0 (скорость объекта 15 меньше скорости основани 16). В конце промежутка a...b от Јi до b они удал ютс друг от друга и соответственно у - х 0. При последующем движении в промежутке b ...с от b к Јz они продолжают удал тьс другAt the beginning of the gap a, .. b from a to Јi, the object 15 and the base 16 approach each other and y - x 0 (the speed of the object 15 is less than the speed of the base 16). At the end of the interval a ... b from Јi to b, they move away from each other and, accordingly, y - x 0. Upon subsequent movement in the interval b ... c from b to Јz, they continue to move away from each other

от друга у - х 0, а от Ј2 к с сближаютс from a friend y - x 0, and from Ј2 to s approach

друг с другом и у - х 0.with each other and y - x 0.

При движении от положени статического равновеси - точки а поршень 6 перемещаетс от среднего положени в цилиндре 2 вниз. Давление в подпоршневой полости возрастает и жидкость через отверстие 11 в клапане 4, отжима упругое кольцо 13, поступает в резервуар 1 и далее через отверсти 8 и 9 в надпоршневую полость. Часть жидкости выдавливаетс через калиброванные отверсти 14 дросселирующего элемента 7. Поскольку основной объем жидкости свободно выдавливаетс через клапан 4, то диссипативна сила, развиваема в дросселирующем элементе 7 и подталкивающа объект 15 ( у - х 0), практически равна нулю, т.е. дросселирующий элемент 1When moving from the position of static equilibrium - point a, the piston 6 moves down from the middle position in the cylinder 2. The pressure in the sub-piston cavity increases and the liquid through the hole 11 in the valve 4, squeezing the elastic ring 13, enters the reservoir 1 and then through the holes 8 and 9 into the supra-piston cavity. A part of the liquid is squeezed out through the calibrated holes 14 of the throttling element 7. Since the bulk of the liquid is freely squeezed out through the valve 4, the dissipative force developed in the throttling element 7 and pushing the object 15 (y - x 0) is practically zero, i.e. throttle element 1

выключен из работы и скорость х объекта 15 увеличиваетс только за счет действи восстанавливающей силы .is turned off and the speed x of the object 15 increases only due to the action of the restoring force.

После прохождени точки fi поршень 6 начинает перемещатьс вверх к средней части цилиндра 2. Давление в надпоршне- вой полости и резервуаре 1 возрастает и клапан 4 закрыт (упругое кольцо 13 перекрывает отверстие 11) Жидкость из иадпор- шневой полости выдавливаетс в подпоршневую полость только через калиброванные отверсти 14 дросселирующегоAfter passing the point fi, the piston 6 begins to move upward to the middle part of the cylinder 2. The pressure in the supra-piston cavity and reservoir 1 increases and the valve 4 is closed (elastic ring 13 closes the hole 11). throttle holes 14

элемента 7, т.е. он включен в работу и развиваема при этом диссипативнап сила противоположна восстанавливающей силеelement 7, i.e. it is included in the work and the dissipative force developed in this case is opposite to the restoring force

(у х 0) и уменыиает.скорость х объекта(y x 0) and decreases the speed x of the object

15().fifteen().

Достига положени статического равновеси - точки Ь, поршень 6 начинает пеReaching the position of static equilibrium - points b, the piston 6 begins to

ремещатьс от среднего положени вmove from mid-position to

цилиндре 2 вверх. Давление в надпоршне- вой полости возрастает и жидкость через отверстие 10 в клапане 3, отжима упругое кольцо 12, поступает в резервуар 1 и далее через отверсти 8 и 9 в подпоршневую полость . Часть жидкости выдавливаетс и через калиброванные отверсти 14 дросселирующего элемента 7. Поскольку основной объем жидкости свободно выдавливаетс через клапан 3, то диссипативна сила, развиваема в дросселирующем элементе 7 и подталкивающа объект 15 (у - х 0), практически равна нулю, т.е. дросселирующий элемент 7 выключен из работы иcylinder 2 up. The pressure in the nadporsion cavity rises and the liquid through the hole 10 in the valve 3, squeezing the elastic ring 12, enters the reservoir 1 and then through the holes 8 and 9 into the subpiston cavity. A part of the liquid is also squeezed out through the calibrated holes 14 of the throttling element 7. Since the bulk of the liquid is freely squeezed out through the valve 3, the dissipative force developed in the throttling element 7 and pushing the object 15 (y - x 0) is practically zero, i.e. the throttling element 7 is turned off and

скорость х объекта 15 увеличиваетс по абсолютной величине только за счет действи восстанавливающей силы у - х О, После прохождени точки & поршеньthe speed x of the object 15 increases in absolute value only due to the action of the restoring force y - x O. After passing the point & piston

6 начинает перемещатьс вниз к средней части цилиндра 2. Давление в подпоршневой полости и резервуаре 1 возрастает и клапан 3 закрыт (упругое кольцо 12 перекрывает отверстие 10). Жидкость из подпоршневой полости выдавливаетс в надпоршневую полость только через калиброванные отверсти 14 дросселирующего элемента 7, т.е. он включен в работу и развиваема при этом диссипативпрч сила противоположна восстанавливающей силе (у - х 0) и уменьшает по абсолютной6 begins to move down to the middle of cylinder 2. The pressure in the sub-piston cavity and reservoir 1 increases and valve 3 is closed (elastic ring 12 blocks the opening 10). The fluid from the sub-piston cavity is squeezed into the supra-piston cavity only through the calibrated holes 14 of the throttling element 7, i.e. it is included in the work and the dissipative force developed in this case is opposite to the restoring force (y - x 0) and decreases in absolute value

величине скорость х объгч;та 15 (у - х 0), При дальнейшем дви гении объекта 15 иthe magnitude of the speed x igrch; that 15 (y - x 0), With further movement of the object 15 and

основани 16 описанна последовательностьbase 16 described sequence

работы гидравлического демпфера повтор етс .the operation of the hydraulic damper is repeated.

Выполнение в средней части цилиндраRunning in the middle of the cylinder

2 радиальных отверстий J3 и 9 и установки2 radial holes J3 and 9 and installation

клапана 3, предназначенного дл пропускани жидкости из надпоршневой полости в резервуар, позвол ет отслеживать моменты времени, в которые восстанавливающа сила равна нулю, и в эти моменты времени выключать из работы дросселирующий элемент У с последующим включением его вvalve 3, designed to pass fluid from the nadporson cavity into the tank, allows you to track the times at which the restoring force is zero, and at these times to turn off the throttle element Y and then turn it on

работу, когда скорость хобъек а 15 превышает скорость у основани 16 при их движении в одном направленииwork when the speed of the hobie a 15 exceeds the speed at the base 16 when they move in one direction

Така последовательность работы дросселирующего элемента 7 обеспечивает оптимальный релейный (включено-выключено) режим его работы, при котором диссипатив- на сила всегда направлена только против движени объекта 15 и способствует уменьшению его скорости х.Such a sequence of operation of the throttling element 7 provides the optimal relay (on / off) mode of operation, in which the dissipative force is always directed only against the movement of the object 15 and helps to reduce its speed x.

Режимы, когда диссипативна сила подталкивает объект 15, исключаютс , и темModes when the dissipative force pushes the object 15 are excluded, and thereby

самым повышаетс эффективность демпфировани .thereby improving damping efficiency.

(56) Чупраков Ю.И. Гидравлические системы защиты человека-оператора от общей вибрации . М.: Машиностроение, 1987, с.40, рис.96.(56) Chuprakov Yu.I. Hydraulic systems to protect the human operator from general vibration. M .: Mechanical Engineering, 1987, p. 40, Fig. 96.

Авторское свидетельство СССР № 896276, кл. F 16 F 5/00, 1976.USSR copyright certificate No. 896276, cl. F 16 F 5/00, 1976.

Фо-рмула изобретени Formula of the invention

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДЕМПФЕР, содержащий резервуар с установочным элементом , предназначенным дл креплени на основании, расположенный в резервуаре цилиндр с двум клапанами, установленный в цилиндре и предназначенный дл св зи с объектом шток с закрепленным на нем поршнем и размещенный в последнем дросселирующий элемент, причем пе рвый клапан установлен в надпоршневой полости, второй клапан - в подпоршне- вой полости и предназначен дл A HYDRAULIC DAMPER containing a reservoir with a mounting element designed for mounting on a base, a cylinder with two valves located in the reservoir, mounted in the cylinder and designed to communicate with the object with a piston fixed to it and placed in the latter, a throttling element, the first valve it is installed in the supra-piston cavity, the second valve is in the sub-piston cavity and is designed to

15 пропускани жидкости из подпоршневой полости в резервуар, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности демпфировани , в средней части цилиндра выполнены радиальные отверсти , пооче20 редно перекрываемые поршнем, а первый клапан предназначен дл пропускани жидкости из надпоршневой полости в резервуар .15 passing fluid from the subpiston cavity to the reservoir, characterized in that, in order to increase damping efficiency, radial holes are made in the middle part of the cylinder, at least blocked by a piston, and the first valve is designed to pass fluid from the suprapubic cavity into the reservoir.

Фиг.1Figure 1

Я/г.гI / g

Риг.ЗRiga.Z