RU2120389C1 - Method of vibration damping and swirl hydraulic shock absorber - Google Patents
Method of vibration damping and swirl hydraulic shock absorber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2120389C1 RU2120389C1 RU93021138A RU93021138A RU2120389C1 RU 2120389 C1 RU2120389 C1 RU 2120389C1 RU 93021138 A RU93021138 A RU 93021138A RU 93021138 A RU93021138 A RU 93021138A RU 2120389 C1 RU2120389 C1 RU 2120389C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shock absorber
- vortex
- tangential
- vortex chamber
- piston
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам демпфирования механических колебаний в подвесках транспортных средств и может быть использовано для создания демпфирующих элементов их систем подрессоривания. The invention relates to methods for damping mechanical vibrations in vehicle suspensions and can be used to create damping elements of their suspension systems.
Известен способ демпфирования колебаний путем дросселирования жидкости под давлением через линейные дроссели [1]. A known method of damping oscillations by throttling a liquid under pressure through linear chokes [1].
Недостаток этого способа в том, что при дросселировании невозможно получить характеристики амортизатора, отличные от прямолинейных. The disadvantage of this method is that when throttling it is impossible to obtain shock absorber characteristics other than straightforward.
Известен способ демпфирования, использующий, кроме дросселирования, рассеивание энергии в вихревом потоке жидкости [2,3,4]. Этот способ позволяет получить прогрессивную квадратичную, наиболее комфортную характеристику амортизатора. A known method of damping, using, in addition to throttling, energy dissipation in a vortex fluid flow [2,3,4]. This method allows you to get a progressive quadratic, most comfortable characteristic of the shock absorber.
Причем характеристики, получаемые с помощью этого способа, отличаются более стабильными показателями при изменении температуры жидкости и ее вязкости, чем у вышеупомянутого. Однако этот способ не позволяет получить дегрессивные характеристики с резко увеличенным расходом на больших скоростях. Moreover, the characteristics obtained using this method are more stable when changing the temperature of the liquid and its viscosity than the above. However, this method does not allow to obtain degressive characteristics with a sharply increased flow at high speeds.
Задача, решаемая предлагаемым способом, - возможность получения любых характеристик амортизатора. The problem solved by the proposed method is the ability to obtain any characteristics of the shock absorber.
Известен амортизатор - демпфер с вихревым потоком жидкости в вихревых камерах в поршне [2] . Конструкция содержит две вихревые камеры. В первой вихревой камере создается вихревой поток жидкости и демпфирующая сила во время хода расширения, а во второй - во время хода сжатия. Known shock absorber - damper with a vortex fluid flow in the vortex chambers in the piston [2]. The design contains two vortex chambers. A vortex fluid flow and damping force are created in the first vortex chamber during the expansion stroke, and in the second during the compression stroke.
Первый перепускной клапан, реагирующий на перепад давлений между надпоршневым и подпоршневым пространствами, превосходящий заданную величину, направляет поток через поршень, минуя первую вихревую камеру, а второй перепускной клапан направляет жидкость, минуя вторую вихревую камеру при превышении заданного давления при обратном ходе поршня. The first bypass valve, which responds to the pressure difference between the supra-piston and sub-piston spaces, exceeds a predetermined value, directs the flow through the piston, bypassing the first vortex chamber, and the second bypass valve directs the fluid, bypassing the second vortex chamber when the specified pressure is exceeded during the piston return stroke.
Недостаток данного устройства в неточности регулирования допустимого перепада давления пружинными перепускными клапанами и в сложности конструкции устройства. The disadvantage of this device is the inaccuracy of regulating the permissible differential pressure by spring bypass valves and the complexity of the design of the device.
Известен гидравлический амортизатор с вихревым клапаном, в котором перечисленные недостатки уменьшены [3]. Он состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого установлен поршень на штоке. В нижней части поршня выполнено выходное отверстие из вихревой камеры, в боковых стенках которой находятся тангенциальные входные отверстия, создающие вихревой поток жидкости. Known hydraulic shock absorber with a vortex valve, in which the listed disadvantages are reduced [3]. It consists of a cylindrical body, inside of which a piston is mounted on the rod. In the lower part of the piston, an outlet is made from the vortex chamber, in the side walls of which there are tangential inlet openings creating a vortex fluid flow.
Недостаток последней конструкции в сложности выполнения тангенциальных каналов и выдерживания требуемых характеристик амортизатора. The disadvantage of the latter design is the difficulty of performing tangential channels and maintaining the required characteristics of the shock absorber.
Известен гидравлический амортизатор, содержащий корпус, заполненный рабочей средой, шток с поршнем, снабженным вихревыми камерами, который, благодаря определенному соотношению геометрических размеров вихревых камер к размерам поршня, позволяет улучшить его эксплуатационные возможности за счет расширения диапазона изменения коэффициента демпфирования [4]. Known hydraulic shock absorber containing a housing filled with a working medium, a rod with a piston equipped with vortex chambers, which, due to a certain ratio of the geometric dimensions of the vortex chambers to the size of the piston, can improve its operational capabilities by expanding the range of variation of the damping coefficient [4].
По своей технической сути последнее изобретение может служить прототипом предлагаемому решению. In its technical essence, the latest invention can serve as a prototype of the proposed solution.
Задачей, решаемой изобретением, является возможность получения любых требуемых характеристик путем измельчения расходов различных потоков, варьированием формой и объемом вихревых камер, улучшением условий работы нагруженных узлов, камер, упрощением технологии изготовления устройства. The problem solved by the invention is the ability to obtain any desired characteristics by grinding the costs of various flows, varying the shape and volume of the vortex chambers, improving the working conditions of the loaded nodes, chambers, simplifying the manufacturing technology of the device.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом устройстве реализуется новый способ демпфирования колебаний, заключающийся в поглощении энергии путем создания вихревого потока в замкнутом объеме, сопротивление которого регулируют, направляя дополнительный корректирующий поток под углом к тангенциальному в зависимости от перепада давлений между областями высокого и низкого давлений и вязкости жидкости в определенной пропорции. The problem is solved in that the proposed device implements a new method of damping oscillations, which consists in absorbing energy by creating a vortex flow in a closed volume, the resistance of which is regulated by directing an additional corrective flow at an angle to the tangential one depending on the pressure difference between the high and low pressure regions and fluid viscosity in a specific proportion.
Соотношение расходов в тангенциальном и корректирующем потоках выражается соотношением
где Qтанг - расход тангенциального потока;
Q
where Q tang is the flow rate of the tangential flow;
Q
Указанный способ реализуется с помощью предлагаемой конструкции вихревого гидравлического амортизатора, содержащего корпус, заполненный жидкостью, шток, поршень с уплотнением, снабженный по крайней мере одной вихревой камерой, имеющей тангенциальный канал с входной полостью, причем вихревая камера расположена асимметрично на периферийной части поршня и выполнена в виде замкнутого объема, например цилиндрического, с выходным отверстием в донной части. При этом она снабжена дополнительным корректирующим каналом, ось которого направлена к центру выходного отверстия вихревой камеры и соответственно перпендикулярно потоку жидкости, образованному тангенциальным каналом в вихревой камере. The specified method is implemented using the proposed design of the vortex hydraulic shock absorber, comprising a housing filled with liquid, a rod, a piston with a seal, equipped with at least one vortex chamber having a tangential channel with an inlet cavity, the vortex chamber being located asymmetrically on the peripheral part of the piston and is made in in the form of a closed volume, for example a cylindrical one, with an outlet in the bottom. Moreover, it is equipped with an additional correction channel, the axis of which is directed to the center of the outlet of the vortex chamber and, accordingly, perpendicular to the fluid flow formed by the tangential channel in the vortex chamber.
При этом корректирующий канал выполнен в виде отверстия в стенке вихревой камеры. Выходное отверстие может быть расположено эксцентрично оси последней, а тангенциальный и корректирующий каналы могут быть снабжены дополнительными вихревыми камерами (предкамерами). Допускается также выполнение параллельных отверстий линейных дросселей. Конструкция предусматривает выполнение отверстий, соединяющих объем вихревой камеры с зазором между телом поршня и уплотнением. Вихревые камеры, работающие на сжатие и отбой, могут быть выполнены смежными с общим выходным отверстием. In this case, the correction channel is made in the form of a hole in the wall of the vortex chamber. The outlet can be located eccentrically to the axis of the latter, and the tangential and corrective channels can be equipped with additional vortex chambers (pre-chambers). The execution of parallel holes of linear chokes is also allowed. The design involves making holes connecting the volume of the vortex chamber with a gap between the piston body and the seal. Vortex chambers working for compression and rebound can be made adjacent to a common outlet.
На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого вихревого амортизатора, на фиг. 2 - его вид Б, фиг. 3 иллюстрирует схему движения жидкости в каналах и вихревой камере, на фиг. 4 показаны дополнительные предкамеры. На фиг. 5 представлены характеристики работы предлагаемой конструкции, полученные в результате эксперимента. Прямая 1 - характеристика ΔP = f(Q) для обычного линейного дросселя, кривая 2 - характеристика ΔP = f(Q2) вихревого амортизатора. Кривая 3 иллюстрирует работу предлагаемого амортизатора, а кривая 4 показывает влияние дополнительных предкамер.In FIG. 1 shows the design of the proposed vortex shock absorber, in FIG. 2 - its view B, FIG. 3 illustrates a diagram of fluid motion in channels and a swirl chamber; FIG. 4 shows additional pre-cameras. In FIG. 5 presents the characteristics of the proposed design obtained as a result of the experiment.
Амортизатор состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого находится шток 2 с установленным на нем поршнем 3, снабженным вихревыми камерами 4, расположенными асимметрично по периферийной части поршня 3. Они имеют тангенциальный канал 5 с входной полостью 6 и дополнительный корректирующий канал 7, ось которого направлена к центру выходного отверстия 8, которое может быть выполнено эксцентрично объему камер 4, верхняя часть которых снабжена съемными крышками 9 с отверстиями входной полости 6. Тангенциальный 5 и корректирующий 7 каналы каждый по отдельности или оба вместе могут быть снабжены дополнительными предкамерами 10 и 11 соответственно (фиг. 4). Поршень снабжен уплотнениями 12. Камера 4 соединена с зазором между телом поршня 3 и уплотнением 12 отверстиями 13 (фиг. 2). В поршне 3 выполнены линейные дроссели 14. The shock absorber consists of a
При этом вихревые камеры 4 могут располагаться на поршне как со стороны штока (камера отбоя), так и с противоположной стороны (камера сжатия) (фиг. 1). При этом обе вихревые камеры выполнены смежными и соединены общим выходным отверстием 8. In this case, the
Амортизатор реализует заявленный способ следующим образом. При движении поршня 3, например, вверх над ним образуется область высокого давления (фиг. 1). Жидкость через входную полость 6 и тангенциальный канал 5 устремляется в вихревую камеру 4, вдоль ее стенок, создавая тангенциальный поток, который, закручиваясь, образует вихрь, удаляемый в выходное отверстие 8 в донной части вихревой камеры 4. При этом сопротивление движению поршня имеет квадратичную зависимость от расхода (кривая 2, фиг. 5), а энергия, затрачиваемая на образование вихря, рассеивается в пространстве и через стенки корпуса 1 удаляется наружу. Асимметричное периферийное расположение вихревой камеры 4 и соединение ее с зазором между телом поршня и уплотнением 12 способствует лучшей теплопередаче. Однако для коррекции характеристики требуется иногда изменить течение потока, образованного тангенциальным каналом. В этом случае его расход регулируют, направляя дополнительный корректирующий поток поперек тангенциальному по корректирующему каналу 7 в зависимости от перепада давлений между областями высокого и низкого давлений и вязкости рабочей жидкости (фиг. 3). При этом тангенциальный поток с расходом Qтанг имеет квадратичное или близкое к нему сопротивление. Ламинарный корректирующий проток с расходом Q
Следует иметь в виду, что точность регулирования зависит от степени турбулентности реальных потоков. Поэтому максимальная точность будет тогда, когда корректирующий поток будет строго ламинарен, а тангенциальный турбулентен.The shock absorber implements the claimed method as follows. When the
It should be borne in mind that the accuracy of regulation depends on the degree of turbulence of real flows. Therefore, the maximum accuracy will be when the corrective flow is strictly laminar and the tangential turbulent.
Сочетанием геометрических параметров предкамер 10 и 11 можно добиться любой требуемой характеристики, например кривая 4, фиг. 5. Это достигается тем, то вихревые камеры имеют квадратичную зависимость, которая более стабильна от вязкости, чем дроссельные каналы с прямолинейной зависимостью. Сочетая обе характеристики, получают общую стабильную характеристику в широком диапазоне режимов работы амортизатора. By combining the geometric parameters of the
Проведенные теоретические и практические исследования подтвердили достоверность и целесообразность предложенного способа и устройства для демпфирования колебаний транспортных средств. Theoretical and practical studies have confirmed the reliability and feasibility of the proposed method and device for damping vehicle vibrations.
Предложенный способ и устройство при испытаниях опытных образцов амортизаторов полностью подтвердили все заявленные преимущества. The proposed method and device when testing prototype shock absorbers fully confirmed all the claimed benefits.
Автором разработан метод расчета предлагаемых амортизаторов. The author has developed a method for calculating the proposed shock absorbers.
Список использованной литературы
1. Нагорный В. С., Денисов А.А. Устройство автоматики гидро- и пневмосистем. -М.: Высшая школа, 1991.List of references
1. Nagorny V. S., Denisov A. A. The automation device of hydraulic and pneumatic systems. -M .: Higher school, 1991.
2. Патент США N 4515252, 1985. Демпфер с вихревым потоком у поршней. 2. US patent N 4515252, 1985. Damper with a swirl flow at the pistons.
3. Патент Великобритании N 2044882, 1980. Гидравлический демпфер с вихревым клапаном. 3. British patent N 2044882, 1980. Hydraulic damper with a swirl valve.
4. Патент России N 1746903, 1992. Гидравлический амортизатор (прототип). 4. Patent of Russia N 1746903, 1992. Hydraulic shock absorber (prototype).
Claims (10)
где
Qтанг - расход тангенциального потока;
Q
Where
Q tang - tangential flow rate;
Q
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93021138A RU2120389C1 (en) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | Method of vibration damping and swirl hydraulic shock absorber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93021138A RU2120389C1 (en) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | Method of vibration damping and swirl hydraulic shock absorber |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93021138A RU93021138A (en) | 1995-11-27 |
RU2120389C1 true RU2120389C1 (en) | 1998-10-20 |
Family
ID=20140763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93021138A RU2120389C1 (en) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | Method of vibration damping and swirl hydraulic shock absorber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2120389C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105658990A (en) * | 2013-10-25 | 2016-06-08 | 株式会社普利司通 | Vibration-damping device |
-
1993
- 1993-04-22 RU RU93021138A patent/RU2120389C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105658990A (en) * | 2013-10-25 | 2016-06-08 | 株式会社普利司通 | Vibration-damping device |
EP3061987A4 (en) * | 2013-10-25 | 2016-11-23 | Bridgestone Corp | Vibration-damping device |
US9939038B2 (en) | 2013-10-25 | 2018-04-10 | Bridgestone Corporation | Vibration-damping device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100780535B1 (en) | Shock Absorber | |
CA1315301C (en) | Shock absorber | |
JP5519502B2 (en) | shock absorber | |
US4442925A (en) | Vortex flow hydraulic shock absorber | |
JP6838220B2 (en) | Buffer | |
JPH06185562A (en) | Hydraulic buffer | |
JP2006138473A (en) | Damping force variable valve of shock absorber | |
JPH0396730A (en) | Valve for hydraulic fluid and shock absorber including the same | |
RU2120389C1 (en) | Method of vibration damping and swirl hydraulic shock absorber | |
KR100719359B1 (en) | Air damper with adjustable air flow rate | |
EP2881614A1 (en) | Shock absorber | |
CN112594320B (en) | Inertial volume and magnetorheological damping fusion type suspension vibration damping mechanism | |
JP3145327B2 (en) | shock absorber | |
US5647461A (en) | Adjustable piston valve damper | |
RU2057265C1 (en) | Hydraulic shock-absorber | |
JP3988092B2 (en) | Damping force adjustable hydraulic shock absorber | |
CN220930050U (en) | Electromagnetic valve for vibration damper | |
JP2017145891A (en) | Pressure buffer device | |
CN220015918U (en) | Flow regulating valve for shock absorber, shock absorber and vehicle | |
JP2021156376A (en) | Shock absorber | |
KR101165057B1 (en) | Suspension system of automobile | |
JPH0342267Y2 (en) | ||
CN220930049U (en) | CDC built-in electromagnetic valve | |
JPH04157224A (en) | Hydraulic shockabsorber | |
JPH11344069A (en) | Damping force generating structure of hydraulic shock absorber |