RU219444U1

RU219444U1 - HYDRAULIC SHOCK ABSORBER WITH ELECTRIC GENERATOR

Info

Publication number: RU219444U1
Application number: RU2023113529U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Воробьев; Сергей Николаевич Злобин; Олег Васильевич Измеров; Юрий Иосифович Фокин; Владимир Владимирович Рогалев
Filing date: 2023-05-24
Publication date: 2023-07-18

Abstract

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения. Гидравлический амортизатор с электрическим генератором, содержащий цилиндр с установленными внутри штоком с пружиной из термочувствительного материала и составным поршнем, состоящим из двух пластин с кольцеобразными прорезями, в которых размещены клапаны сжатия и отдачи, компенсационную камеру, соединенную с цилиндром трубопроводом высокого давления, внутри которой закреплены две упругие диафрагмы и вокруг которой установлена обмотка электрического генератора, концентрично которой размещен кольцевой постоянный магнит, причем полость компенсационной камеры над верхней упругой диафрагмой заполнена инертным газом, полость между диафрагмами заполнена ферромагнитной жидкостью, а полости цилиндра заполнены рабочей жидкостью. Технический результат заключается в повышении надежности работы гидравлического амортизатора с электрическим генератором.

The utility model relates to the field of transport engineering. A hydraulic shock absorber with an electric generator, containing a cylinder with a rod with a spring made of a temperature-sensitive material and a composite piston installed inside, consisting of two plates with annular slots in which compression and recoil valves are located, a compensation chamber connected to the cylinder by a high-pressure pipeline, inside which two elastic diaphragms are fixed and around which the winding of an electric generator is installed, concentrically to which an annular permanent magnet is placed, and the cavity of the compensation chamber above the upper elastic The diaphragm is filled with an inert gas, the cavity between the diaphragms is filled with a ferromagnetic fluid, and the cylinder cavities are filled with a working fluid. The technical result is to increase the reliability of the hydraulic shock absorber with an electric generator.

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения.The utility model relates to the field of transport engineering.

Известна конструкция гидравлического амортизатора с регулируемой характеристикой, состоящего из штока, рабочего цилиндра, пружины клапана отдачи, клапана отдачи, шайбы клапана отдачи, пружины клапана сжатия, клапана сжатия, шайбы клапана сжатия, трубопроводы высокого давления, корпуса компенсационной камеры, разделительного поршня компенсационной камеры (Патент РФ №2402703, МПК F16F 5/00, опубл. 2010).A well-known design of a hydraulic shock absorber with adjustable characteristic, consisting of a rod, a working cylinder, a recoil valve spring, a recoil valve, a recoil valve washer, a compression valve spring, a compression valve, a compression valve washer, high pressure pipelines, a compensation chamber body, a separating piston of the compensation chamber (RF Patent No. 2402703, IPC F16F 5/00, publ. 2010).

К недостаткам данной конструкции гидравлического амортизатора относится наличие большого числа дополнительных элементов, что увеличивает сложность и габаритные размеры изделия. Кроме того, в этой конструкции сложно согласовать параметры разгрузочных клапанов по скорости поршня и вязкости амортизационной жидкости.The disadvantages of this design of the hydraulic shock absorber include the presence of a large number of additional elements, which increases the complexity and overall dimensions of the product. In addition, in this design, it is difficult to match the parameters of the unloading valves in terms of piston speed and viscosity of the damping fluid.

Известен амортизатор гидравлический с регулируемой характеристикой, включающий в себя рабочий цилиндр с рабочей жидкостью и установленными внутри штоком с пружиной из термочувствительного материала и составным поршнем из двух пластин с кольцеобразными прорезями. Компенсационная камера соединена с рабочим цилиндром трубопроводом высокого давления и имеет внутри дополнительный поршень, разделяющий рабочую жидкость и инертный газ, и разделительный поршень с клапаном (Патент РФ №2547106, МПК F16F 5/00, опубл. 2015).Known hydraulic shock absorber with adjustable characteristic, including a working cylinder with a working fluid and installed inside the rod with a spring made of heat-sensitive material and a composite piston of two plates with annular slots. The compensation chamber is connected to the working cylinder by a high-pressure pipeline and has an additional piston inside that separates the working fluid and inert gas, and a separating piston with a valve (RF Patent No. 2547106, IPC F16F 5/00, publ. 2015).

Недостатком этого амортизатора является безвозвратная потеря энергии гашения колебания, которая при дросселировании рабочей жидкости рассеивается в окружающее пространство.The disadvantage of this shock absorber is the irretrievable loss of vibration damping energy, which, when the working fluid is throttled, is dissipated into the surrounding space.

В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбран гидравлический амортизатор с электрическим генератором, содержащий рабочий цилиндр с установленными внутри штоком с пружиной из термочувствительного материала и составным поршнем из двух пластин с кольцеобразными прорезями, компенсационная камера соединена с рабочим цилиндром трубопроводом высокого давления и имеет внутри дополнительный поршень, отделяющий рабочую жидкость и инертный газ, и разделительный поршень с клапаном. Вокруг нижней части компенсационной камеры установлена обмотка электрического генератора, концентрично которой размещен постоянный кольцевой магнит. При этом в трубопроводе высокого давления имеется уплотнительный поршень, рабочей жидкостью в полостях от уплотнительного до дополнительного поршня является ферромагнитная жидкость. Концентрично уплотнительному и дополнительному поршням расположены кольцевые постоянные магниты (Патент РФ №2607034, МПК F16F 5/00, опубл. 2017).As a prototype of the proposed utility model, a hydraulic shock absorber with an electric generator is selected, containing a working cylinder with a rod with a spring made of a heat-sensitive material and a composite piston of two plates with annular slots installed inside, the compensation chamber is connected to the working cylinder by a high-pressure pipeline and has an additional piston inside that separates the working fluid and an inert gas, and a separating piston with a valve. Around the lower part of the compensation chamber, a winding of an electric generator is installed, concentrically to which a permanent ring magnet is placed. At the same time, there is a sealing piston in the high-pressure pipeline, the working fluid in the cavities from the sealing to the additional piston is a ferromagnetic fluid. Ring permanent magnets are located concentrically to the sealing and additional pistons (RF Patent No. 2607034, IPC F16F 5/00, publ. 2017).

Недостатком этого гидравлического амортизатора является низкая надежность работы в связи с наличием магнитного лабиринтного уплотнения у уплотнительного и дополнительного поршней.The disadvantage of this hydraulic shock absorber is the low reliability due to the presence of a magnetic labyrinth seal at the sealing and additional pistons.

Техническая проблема состоит в повышении надежности работы гидравлического амортизатора с электрическим генератором за счет установки внутри компенсационной камеры двух упругих диафрагм.The technical problem is to increase the reliability of the hydraulic shock absorber with an electric generator by installing two elastic diaphragms inside the compensation chamber.

Техническая проблема достигается тем, что в гидравлическом амортизаторе с электрическим генератором, содержащим цилиндр с установленными внутри штоком с пружиной из термочувствительного материала и составным поршнем, состоящим из двух пластин с кольцеобразными прорезями, в которых размещены клапаны сжатия и отдачи, компенсационную камеру, соединенную с цилиндром трубопроводом высокого давления, внутри которой закреплены две упругие диафрагмы и вокруг которой установлена обмотка электрического генератора, концентрично которой размещен кольцевой постоянный магнит, причем полость компенсационной камеры над верхней упругой диафрагмой заполнена инертным газом, полость между диафрагмами заполнена ферромагнитной жидкостью, а полости цилиндра заполнены рабочей жидкостью.The technical problem is achieved by the fact that in a hydraulic shock absorber with an electric generator containing a cylinder with a rod installed inside with a spring made of a temperature-sensitive material and a composite piston consisting of two plates with annular slots in which compression and recoil valves are located, a compensation chamber connected to the cylinder by a high-pressure pipeline, inside which two elastic diaphragms are fixed and around which the electric generator winding is installed, concentrically to which an annular permanent magnet is placed, and the compensation cavity The chamber above the upper elastic diaphragm is filled with an inert gas, the cavity between the diaphragms is filled with a ferromagnetic fluid, and the cylinder cavities are filled with a working fluid.

Технический результат заключается в повышении надежности работы гидравлического амортизатора с электрическим генератором.The technical result is to increase the reliability of the hydraulic shock absorber with an electric generator.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.The essence of the utility model is illustrated by the drawing.

На рисунке представлена схема гидравлического амортизатора с электрическим генератором.The figure shows a diagram of a hydraulic shock absorber with an electric generator.

Гидравлический амортизатор содержит цилиндр 1 с рабочей жидкостью и установленным внутри штоком 2 с пружиной 3 из термочувствительного материала, например термобиметалла, и составным поршнем 4, состоящим из двух пластин с кольцеобразными прорезями. В составном поршне 4 установлены клапан 5 сжатия и клапан 6 отдачи. Компенсационная камера 7 соединена с цилиндром 1 трубопроводом 8 высокого давления. Внутри компенсационной камеры 7 закреплены две упругие диафрагмы 9, полость между которыми заполнена ферромагнитной жидкостью. Полость 10 над верхней упругой диафрагмой 9 компенсационной камеры 7 заполнена инертным газом, например гелием. Вокруг компенсационной камеры 7 установлена обмотка 11 электрического генератора, концентрично которой размещен кольцевой постоянный магнит 12. Компенсационная камера 7 выполнена из немагнитного материала, например, из алюминиевого сплава или титана.The hydraulic shock absorber contains a cylinder 1 with a working fluid and a rod 2 installed inside with a spring 3 made of a heat-sensitive material, such as a thermobimetal, and a composite piston 4, consisting of two plates with annular slots. The composite piston 4 has a compression valve 5 and a recoil valve 6. The compensation chamber 7 is connected to the cylinder 1 by a high pressure pipeline 8. Inside the compensation chamber 7, two elastic diaphragms 9 are fixed, the cavity between which is filled with a ferromagnetic fluid. The cavity 10 above the upper elastic diaphragm 9 of the compensation chamber 7 is filled with an inert gas, such as helium. Around the compensation chamber 7 is installed the winding 11 of an electric generator, which is concentric with an annular permanent magnet 12. The compensation chamber 7 is made of a non-magnetic material, such as aluminum alloy or titanium.

Гидравлический амортизатор с электрическим генератором работает следующим образом.Hydraulic shock absorber with electric generator works as follows.

При движении транспортного средства по реальной дороге, т.е. с колебаниями подрессоренных масс, поочередно открываются клапаны 6 отдачи и 5 сжатия, и рабочая жидкость перетекает то в подпоршневую, то в надпоршневую полости цилиндра 1 амортизатора. При снижении температуры окружающей среды пружина 3 из термочувствительного материала уменьшает свою длину и поворачивает верхнюю пластину поршня 4 относительно нижней, увеличивая проходное отверстие для жидкости, что стабилизирует амортизационные свойства подвески транспортного средства.When driving a vehicle on a real road, i.e. with fluctuations of the sprung masses, the recoil valves 6 and 5 compression alternately open, and the working fluid flows either into the under-piston or over-piston cavity of the shock absorber cylinder 1. When the ambient temperature drops, the spring 3 made of heat-sensitive material reduces its length and rotates the upper plate of the piston 4 relative to the lower one, increasing the fluid passage hole, which stabilizes the shock-absorbing properties of the vehicle suspension.

При наезде транспортного средства на единичное крупное препятствие для уменьшения ударных нагрузок предусмотрена компенсационная камера 7. Рабочая жидкость из цилиндра 1 проходит по трубопроводу высокого давления 8, прогибает упругие диафрагмы 9 выпуклостью вверх, сжимая инертный газ в полости 10 и перемещая ферромагнитную жидкость, находящуюся в полости между диафрагмами 9. При таком перемещении ферромагнитной жидкости в обмотках 11 электрического генератора создается ЭДС, снимаемая с электрических разъемов (на рисунке не показаны). На ходе отдачи потенциальная энергия сжатого инертного газа в полости 10 обеспечивает прогиб эластичных диафрагм 9 выпуклостью вниз (на рисунке показано пунктиром) и перемещение ферромагнитной жидкости, которое вновь генерирует ЭДС в обмотках 11 электрического генератора. Создаваемое постоянным кольцевым магнитом 12 магнитное поле внутри ферромагнитной жидкости показано на рисунке пунктиром. Далее цикл работы амортизатора повторяется.When a vehicle hits a single large obstacle, a compensation chamber 7 is provided to reduce shock loads. The working fluid from the cylinder 1 passes through the high-pressure pipeline 8, bends the elastic diaphragms 9 with a bulge upwards, compressing the inert gas in the cavity 10 and moving the ferromagnetic fluid located in the cavity between the diaphragms 9. With such a movement of the ferromagnetic fluid, an EMF is created in the windings 11 of the electric generator, which is removed from electrical connectors (not shown in the figure). In the course of recoil, the potential energy of the compressed inert gas in the cavity 10 ensures the deflection of the elastic diaphragms 9 with a bulge downwards (shown in dotted lines in the figure) and the movement of the ferromagnetic fluid, which again generates an EMF in the windings 11 of the electric generator. The magnetic field created by the permanent ring magnet 12 inside the ferrofluid is shown in the figure by a dotted line. Further, the cycle of operation of the shock absorber is repeated.

Claims

A hydraulic shock absorber with an electric generator, containing a cylinder with a rod installed inside with a spring made of a temperature-sensitive material and a composite piston consisting of two plates with annular slots in which compression and recoil valves are located, a compensation chamber connected to the cylinder by a high-pressure pipeline, inside which two elastic diaphragms are fixed and around which an electric generator winding is installed, concentrically to which an annular permanent magnet is placed, and the cavity of the compensation chamber above the upper elastic The diaphragm is filled with an inert gas, the cavity between the diaphragms is filled with a ferromagnetic fluid, and the cylinder cavities are filled with a working fluid.