RU2230241C2

RU2230241C2 - Hydraulic damper

Info

Publication number: RU2230241C2
Application number: RU2002117871/11A
Authority: RU
Inventors: Е.В. Сливинский (RU); Е.В. Сливинский; С.Ю. Радин (RU); С.Ю. Радин
Original assignee: Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2004-06-10
Also published as: RU2002117871A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; transport facilities. SUBSTANCE: proposed hydraulic damper includes working cylinder where elastic rod with piston rigidly mounted on it is located. One end of piston is provided with radial fins and projections having passages bent at right angle to its axis. Second end of piston is also provided with similar fins and projections having passages bent relative to piston axis be directed to opposite side as compared with those on first piston. Piston consists of two parts; each part of piston is rigidly secured on separate rods movably mounted one inside other; one rod is hollow and other rod is solid. Bow-shaped recesses are made in zone of engagement of passages. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях различной транспортной техники.The present invention relates to the field of engineering and can be used in the construction of various transport equipment.

Известен гидравлический демпфер (см. книгу Дербаремдикер А.Д. Гидравлические амортизаторы автомобилей. - М.: Машиностроение, 1969. - стр. 8, рис.4). Такой демпфер состоит из резервуара, в котором подвижно в вертикальной плоскости размещен шток с поршнем. Сам поршень снабжен рядом деталей, в том числе пружинами и клапанами, которые в процессе хода поршня подвержены значительным нагрузкам при давлениях от 15 до 30 МПа, что существенно сказывается на их надежности и прочности. В то же время не все детали амортизатора участвуют в рассеянии энергии при его работе, а сложность его конструкции повышает стоимость, что экономически неэффективно.Known hydraulic damper (see the book Derbaremdiker AD Hydraulic shock absorbers of automobiles. - M.: Mechanical Engineering, 1969. - page 8, Fig. 4). Such a damper consists of a reservoir in which a rod with a piston is movably placed in a vertical plane. The piston itself is equipped with a number of parts, including springs and valves, which during the course of the piston stroke are subject to significant loads at pressures of 15 to 30 MPa, which significantly affects their reliability and strength. At the same time, not all shock absorber parts are involved in energy dissipation during its operation, and the complexity of its design increases the cost, which is economically inefficient.

Известен также гидравлический демпфер по а.с. СССР №1084508 от 8.12.1983 г. Такой демпфер в сравнении с предыдущим имеет более простую конструкцию, а его шток, находящийся периодически под воздействием крутящего момента, создаваемого потоком жидкости, позволяет поглощать часть механической энергии, и тем самым его эксплуатация более эффективна. Однако существенным недостатком его является невозможность использования закрутки штока при отдаче демпфера и, самое главное, его конструкция не позволяет подобрать рациональные параметры усилий при его прямом и обратном ходе.Also known hydraulic damper for AS USSR No. 1084508 of 12/8/1983. Such a damper has a simpler construction compared to the previous one, and its rod, which is periodically influenced by the torque created by the fluid flow, allows you to absorb some of the mechanical energy, and thus its operation is more efficient. However, a significant drawback of it is the inability to use the rod swirl when recoil damper and, most importantly, its design does not allow you to choose rational parameters of effort with its forward and reverse stroke.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение его эффективности за счет возможного рассеяния энергии сжатия и растяжения демпфера при кручении двух штоков его, обладающих различной крутильной жесткостью.Therefore, the aim of the invention is to increase its efficiency due to the possible dissipation of compression energy and tension of the damper during the torsion of two rods of it having different torsional stiffness.

Поставленная цель достигается тем, что второй торец поршня также снабжен подобными радиальными ребрами и выступами с изогнутыми под прямым углом к оси поршня каналами, но направленными в противоположную сторону к имеющимся на первом торце поршня, а сам поршень состоит из двух частей, каждая из которых жестко закреплена на раздельных штоках, установленных подвижно друг в друге, и один из них - пустотелый, а другой - сплошного круглого сечения, причем в зоне сопряжения каналов частей поршня на одном из них выполнены дугообразной формы углубления.This goal is achieved in that the second end of the piston is also equipped with similar radial ribs and protrusions with channels bent at right angles to the axis of the piston, but directed in the opposite direction to those on the first end of the piston, and the piston itself consists of two parts, each of which is rigidly mounted on separate rods mounted movably in each other, and one of them is hollow, and the other is of solid circular cross section, and in the mating zone of the channels of the piston parts, one of them has an arcuate shape Nia.

На фиг.1 показан продольный разрез демпфера; на фиг.2 - вид по стрелке А в сечении по В-В; на фиг.3 - сечение по С-С фиг.1 и на фиг.4 - так же продольный разрез демпфера, но с показом вырыва по сечению Д-Д (фиг.2)Figure 1 shows a longitudinal section of a damper; figure 2 is a view along arrow A in section along BB; figure 3 is a section along CC of figure 1 and figure 4 is also a longitudinal section of a damper, but with a breakout along the section DD (figure 2)

Гидравлический демпфер состоит из резервуара 1, который шарнирно закреплен на неподрессоренной части шасси транспортного средства (на чертеже крепление не показано), а внутри него расположен поршень, состоящий из верхней части 2 и нижней части 3. Верхняя часть 2 поршня при помощи шпонки 4 соединена с полым штоком 5, а нижняя часть 3 - с помощью шпонки 6 со штоком 7 круглого сплошного сечения. Штоки 5 и 7 с помощью стопоров 8 и 9 зафиксированы относительно частей 2 и 3 поршня и они оба шарнирно закреплены на подрессоренной части транспортного средства (на чертежах это крепление не показано). На верхней части 2 поршня выполнены радиальные ребра 10 и выступы 11, причем последние снабжены каналами 12 и на нижней части 3 поршня также выполнены подобные ребра 13 с выступами 14, в которых имеются каналы 15, и направление их является обратным относительно каналов 12. Каналы 15 сопряжены с углублениями 16 дугообразной формы, которые расположены на поверхности нижней части 3 поршня. Полости резервуара 1 заполнены рабочей жидкостью 17.The hydraulic damper consists of a tank 1, which is pivotally mounted on the unsprung part of the vehicle chassis (the mount is not shown in the drawing), and inside it there is a piston consisting of the upper part 2 and the lower part 3. The upper part 2 of the piston is connected with a key 4 to hollow rod 5, and the lower part 3 - using the keys 6 with a rod 7 of a circular solid section. Rods 5 and 7 with the help of stops 8 and 9 are fixed relative to parts 2 and 3 of the piston and they are both pivotally mounted on the sprung part of the vehicle (this mount is not shown in the drawings). Radial ribs 10 and protrusions 11 are made on the upper part 2 of the piston, the latter being provided with channels 12 and similar ribs 13 with protrusions 14, in which there are channels 15, are made on the lower part 3 of the piston, and their direction is opposite to the channels 12. Channels 15 mated with recesses 16 arcuate in shape, which are located on the surface of the lower part 3 of the piston. The cavity of the tank 1 is filled with a working fluid 17.

Работает гидравлический демпфер следующим образом. При движении транспортного средства и преодолении неровности его колесом (не показаны) резервуар 1 перемещается по стрелке Д (см. фиг.1 и 3), создавая тем самым гидравлическое давление рабочей жидкости под нижней частью 3 поршня. Это обеспечивает протекание рабочей жидкости 17 через каналы 15 в каналы 12, причем последняя на выходе из канала 12 взаимодействует с радиальными ребрами 10, что связано с образованием крутящего момента на верхней части 2 поршня, а так как он жестко закреплен на полом штоке 5, то последний подвергается упругому закручиванию по стрелке Е (см. фиг.2), гася тем самым энергию удара, получаемую колесом от преодоления неровности. При таком угловом повороте часть энергии гасится за счет сил трения, возникающих между поверхностями верхней части 2 поршня и резервуаром 1. При отдаче гидравлического демпфера должно реализоваться большее сопротивление демпфера и в этом случае происходит то, что резервуар 1 находится в неподвижном состоянии, а штоки 5 и 7 получают обратное движение относительно стрелки Д. В этом случае рабочая жидкость проходит через каналы 12 и, истекая из каналов 15, взаимодействует с ребрами 13, что способствует возникновению крутящего момента на штоке 7 круглого сплошного сечения, а так как крутильная жесткость его выше, чем у штока 5, то последний закручивается на меньший угол, воспринимая значительную часть энергии, создаваемую таким ходом. При этом за счет поворота нижней части 3 поршня, который закручивается по стрелке G (см. фиг.3), каналы 15 и 12 сместятся друг относительно друга и каналы 15 окажутся частично перекрытыми, так как они окажутся за радиальной кромкой углублений 16 (положение каналов 15 показано на фиг.3 пунктиром). Такое положение каналов 12 относительно каналов 15 позволит создать дополнительные силы сопротивления, создаваемые током рабочей жидкости, а следовательно, демпфирование колебаний в этом направлении хода поршня будет более эффективно. Дальнейшая работа демпфера по гашению колебаний кузова транспортного средства будет происходить аналогично вышеописанному.The hydraulic damper operates as follows. When the vehicle is moving and overcoming roughness with its wheel (not shown), the tank 1 moves along the arrow D (see Figs. 1 and 3), thereby creating hydraulic pressure of the working fluid under the lower part 3 of the piston. This ensures the flow of the working fluid 17 through the channels 15 into the channels 12, the latter at the outlet of the channel 12 interacting with the radial ribs 10, which is associated with the formation of torque on the upper part 2 of the piston, and since it is rigidly fixed to the hollow stem 5, then the latter undergoes elastic twisting along the arrow E (see figure 2), thereby extinguishing the impact energy received by the wheel from overcoming roughness. With this angular rotation, part of the energy is extinguished due to the friction forces arising between the surfaces of the upper part 2 of the piston and the reservoir 1. When the hydraulic damper is delivered, greater resistance of the damper must be realized and in this case, the reservoir 1 is stationary and the rods 5 and 7 get the opposite movement relative to the arrow D. In this case, the working fluid passes through the channels 12 and, flowing out of the channels 15, interacts with the ribs 13, which contributes to the occurrence of torque on the rod 7 cr solid angular cross section, and since its torsional rigidity is higher than that of rod 5, the latter is twisted by a smaller angle, perceiving a significant part of the energy created by such a move. In this case, due to the rotation of the lower part 3 of the piston, which is twisted in the direction of arrow G (see Fig. 3), the channels 15 and 12 are displaced relative to each other and the channels 15 will be partially blocked, since they will be behind the radial edge of the recesses 16 (the position of the channels 15 is shown in dashed lines in FIG. 3). This position of the channels 12 relative to the channels 15 will allow you to create additional resistance forces created by the current of the working fluid, and therefore, damping oscillations in this direction of the piston stroke will be more efficient. Further work of the damper on damping the fluctuations of the vehicle body will occur similarly to the above.

Технико-экономическое преимущество предложенной конструкции демпфера в сравнении с конструкцией, описанной в а.с. СССР №1084508, очевидно, так как она решает задачи работы демпфера при прямом и обратном ходе поршня, создавая усилие отдачи большее, чем при сжатии (или прямом ходе). Применение такого демпфера в конструкциях как рельсовых, так и безрельсовых транспортных средств позволит повысить плавность их хода, а также значительно упростить конструкцию в сравнении с демпферами (амортизаторами), используемыми в настоящее время.Technical appraisal and economic advantage of the proposed damper design in comparison with the design described in A.S. USSR No. 1084508, obviously, since it solves the problems of damper operation in the forward and reverse piston stroke, creating a recoil force greater than in compression (or forward stroke). The use of such a damper in the construction of both rail and rail vehicles will increase their smoothness, as well as greatly simplify the design in comparison with the dampers (shock absorbers) currently in use.

Claims

1. A hydraulic damper containing a working cylinder, in which an elastic rod is placed with a piston rigidly mounted on it and radial ribs and protrusions are made on one end thereof, having channels bent at right angles to the axis of the piston, characterized in that the second end of the piston is also provided similar radial ribs and protrusions with channels bent at right angles to the axis of the piston, but directed in the opposite direction to those on the first end of the piston, and the piston itself consists of two parts, each of which is rigidly fixed to separate rods mounted slidably in one another, and one of them hollow and the other solid circular cross-section, wherein the coupling parts in the channel area of the piston on one of them are made arc-shaped grooves.

2. The hydraulic damper according to claim 1, characterized in that the hollow piston rod has a torsional rigidity less than another, made of a solid circular cross section.