RU2726324C1 - Damper - Google Patents

Damper Download PDF

Info

Publication number
RU2726324C1
RU2726324C1 RU2019103480A RU2019103480A RU2726324C1 RU 2726324 C1 RU2726324 C1 RU 2726324C1 RU 2019103480 A RU2019103480 A RU 2019103480A RU 2019103480 A RU2019103480 A RU 2019103480A RU 2726324 C1 RU2726324 C1 RU 2726324C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
flywheel
piston
cavity
annular
Prior art date
Application number
RU2019103480A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Михайлович Рябов
Вячеслав Владимирович Новиков
Алексей Владимирович Поздеев
Константин Владимирович Чернышов
Иван Александрович Голяткин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority to RU2019103480A priority Critical patent/RU2726324C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2726324C1 publication Critical patent/RU2726324C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/10—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
    • F16F9/14—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect
    • F16F9/16—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts
    • F16F9/18—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts with a closed cylinder and a piston separating two or more working spaces therein
    • F16F9/185—Bitubular units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G13/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers
    • B60G13/02—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dampers dissipating energy, e.g. frictionally
    • B60G13/06—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dampers dissipating energy, e.g. frictionally of fluid type
    • B60G13/08—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dampers dissipating energy, e.g. frictionally of fluid type hydraulic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/1022—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the linear oscillation movement being converted into a rotational movement of the inertia member, e.g. using a pivoted mass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
    • F16F7/116—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted on metal springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/06—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid
    • F16F9/062—Bi-tubular units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/50—Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics
    • F16F9/512—Means responsive to load action, i.e. static load on the damper or dynamic fluid pressure changes in the damper, e.g. due to changes in velocity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2228/00—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence
    • F16F2228/04—Frequency effects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2232/00—Nature of movement
    • F16F2232/06—Translation-to-rotary conversion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to oscillation damping devices and is intended for use in suspension of vehicles. Shock absorber contains a cylinder, in which a piston with a rod and valves of compression and rebound strokes is installed, and also a compensation chamber is made. Additional cylinder is installed coaxially on the cylinder and forms with it an annular cavity interconnected with above-piston cavity in the upper part and with a sub-piston cavity - in the lower part of the cylinder. Spring-loaded annular load is installed tightly in middle part of annular cavity and is made in form of flywheel, on outer surface of which there are screw grooves. Inside the additional cylinder in its middle part a ball nut is installed. Nut forms ball-and-screw transmission with flywheel, which provides axial movement and rotation of flywheel. Compression springs are installed above and below flywheel. Ends of springs rest in thrust bearings installed in upper and lower parts of annular cavity.EFFECT: reduced frequency of natural suspension oscillations, increased smoothness of vehicle travel and average speed, especially when driving on uneven roads and terrain.1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемый амортизатор относится к устройствам для гашения колебаний и предназначен для применения в подвесках транспортных средств совместно с упругими несущими элементами, имеющими высокую жесткость.The proposed shock absorber belongs to devices for damping vibrations and is intended for use in vehicle suspensions together with elastic bearing elements having high rigidity.

Известен амортизатор, содержащий корпус с нижней опорой, установленный в корпусе полый шток с верхней опорой и механическую передачу, преобразующую возвратно-поступательное движение во вращательное движение. Механическая передача выполнена в виде инерционного механизма, включающего вертикальный винт с шариковой гайкой, закрепленной на нижнем конце полого штока, и маховик, выполненный в виде цилиндра, установленного в корпусе с возможностью вращения и взаимодействующего с винтом, установленным в нижней части корпуса с возможностью вращения, посредством подпружиненного фрикционного диска, подвижно установленного в осевом направлении на винте и поджатого к торцевой поверхности нижней части цилиндра. При низких частотах и малых скоростях возвратно-поступательного движения опор маховик совершает возвратно-вращательные движения, создавая инерционное сопротивление амортизатора и снижая частоту собственных колебаний подвески автомобиля. При высоких частотах и скоростях работы амортизатора маховик вследствие своей инерционности остается практически неподвижным, а срабатывает фрикционный диск, проскальзывающий относительно маховика и создающий дополнительное трение в подвеске [патент РФ 2142586, кл. 6 F16F 7/10, В60G 13/18, 1999].A known shock absorber contains a housing with a lower support, a hollow rod with an upper support installed in the housing, and a mechanical transmission that converts the reciprocating motion into rotational motion. The mechanical transmission is made in the form of an inertial mechanism, which includes a vertical screw with a ball nut fixed at the lower end of the hollow rod, and a flywheel made in the form of a cylinder mounted in the housing with the possibility of rotation and interacting with the screw installed in the lower part of the housing with the possibility of rotation, by means of a spring-loaded friction disk, movably mounted in the axial direction on the screw and pressed against the end surface of the lower part of the cylinder. At low frequencies and low speeds of the reciprocating movement of the supports, the flywheel performs reciprocating movements, creating inertial resistance of the shock absorber and reducing the natural frequency of the car's suspension. At high frequencies and speeds of the shock absorber, the flywheel, due to its inertia, remains practically motionless, and the friction disk is triggered, slipping relative to the flywheel and creating additional friction in the suspension [RF patent 2142586, cl. 6 F16F 7/10, B60G 13/18, 1999].

Недостатком данного амортизатора является низкая его надежность вследствие быстрого износа на высокочастотных режимах работы постоянно проскальзывающего фрикционного диска, что приведет к потере инерционного сопротивления амортизатора и ухудшению плавности хода автомобиля.The disadvantage of this shock absorber is its low reliability due to rapid wear at high-frequency operating modes of the constantly slipping friction disk, which will lead to a loss of inertial resistance of the shock absorber and deterioration of the smoothness of the vehicle.

Известен амортизатор, содержащий гидравлический цилиндр, шток с поршнем, выполненные в поршне дроссельные отверстия и установленные в нем предохранительные клапаны ходов сжатия и отбоя, гидравлическую полость цилиндра, заполненную рабочей жидкостью и поделенную поршнем на надпоршневую и штоковую полости, компенсационную камеру, расположенную в верхней части гидравлического цилиндра, плавающий поршень, разделяющий компенсационную камеру на гидравлическую и пневматическую полости [Раймпель Й. Шасси автомобиля. Амортизаторы, шины, и колеса. - М.: Машиностроение, 1986, стр. 34, рис. 1.33].Known shock absorber containing a hydraulic cylinder, a rod with a piston, made in the piston throttle holes and installed in it safety valves for compression and rebound strokes, a hydraulic cylinder cavity filled with working fluid and divided by a piston into a piston and rod cavity, a compensation chamber located in the upper part hydraulic cylinder, a floating piston dividing the compensation chamber into hydraulic and pneumatic chambers [Raimpel J. Vehicle chassis. Shock absorbers, tires, and wheels. - M .: Mechanical Engineering, 1986, p. 34, fig. 1.33].

Недостатком данного амортизатора является его неспособность создавать инерционное сопротивление и снижать собственную частоту колебаний подвески, что не позволяет повышать плавность хода особенно автомобилей с высокой жесткостью упругих элементов.The disadvantage of this shock absorber is its inability to create inertial resistance and reduce the natural frequency of vibration of the suspension, which does not allow to increase the smoothness of the ride, especially of cars with high rigidity of elastic elements.

Наиболее близким из известных технических решений является телескопический гидравлический амортизатор подвески транспортного средства, содержащий цилиндр, в котором установлен поршень со штоком, образующие в цилиндре подпоршневую и надпоршневую полости, соединенные между собой через клапаны ходов сжатия и отбоя, установленные в поршне, один из которых выполнен в виде перепускного клапана хода сжатия, а другой в виде предохранительного клапана хода отбоя, и эластичной оболочки, охватывающей цилиндр и образующий с ним кольцевую компенсационную камеру, сообщенную с подпоршневой полостью через впускной клапан хода отбоя, и сообщенную с надпоршневой полостью через клапан сжатия и отбоя, выполненный в виде демпфирующего узла, саморегулируемого по частоте колебаний подрессоренной массы и по ускорению и амплитуде колебаний неподрессоренной массы транспортного средства, включающего основной дроссельный канал, выполненный в верхней части цилиндра, и дополнительный дроссельный канал, образованный выполненными в верхней части цилиндра радиальными отверстиями, выше которых в кольцевой компенсационной камере на цилиндре установлен подпружиненный кольцевой плунжер, а ниже которых также в компенсационной камере на цилиндре установлен подпружиненный кольцевой ступенчатый плунжер, образующий с последним кольцевую плунжерную полость, сообщенную через фильтр, обратный клапан и дроссельный паз с кольцевой компенсационной камерой, в средней части которой дополнительно установлен подпружиненный кольцевой груз, имеющий частоту собственных колебаний близкую к частоте собственных колебаний подрессоренной массы и взаимодействующий своим верхним торцом при низкочастотных резонансных колебаний подрессоренной массы и при больших амплитудах высокочастотных колебаний неподрессоренной массы с подпружиненным кольцевым ступенчатым плунжером, перекрывающим при своем движении вверх дополнительный дроссельный канал, причем амортизатор снабжен дополнительным цилиндром с радиальными отверстиями в нижней части, установленным коаксиально на цилиндре, а эластичная оболочка охватывает нижнюю часть дополнительного цилиндра в зоне радиальных отверстий [патент РФ 2102256 РФ, кл. В60G 17/04, F16F 9/08, 1998].The closest of the known technical solutions is a telescopic hydraulic shock absorber for a vehicle suspension, containing a cylinder in which a piston with a rod is installed, forming a sub-piston and a piston cavity in the cylinder, interconnected through valves of compression and rebound strokes installed in the piston, one of which is made in the form of a bypass valve for the compression stroke, and the other in the form of a safety valve for the rebound stroke, and an elastic shell that encloses the cylinder and forms an annular compensation chamber with it, communicated with the subpiston cavity through the inlet valve of the rebound stroke, and communicated with the above-piston cavity through the compression and rebound valve , made in the form of a damping unit, self-adjusting according to the frequency of vibrations of the sprung mass and according to the acceleration and amplitude of vibrations of the unsprung mass of the vehicle, including the main throttle channel made in the upper part of the cylinder, and an additional throttle channel formed radial holes made in the upper part of the cylinder, above which a spring-loaded annular plunger is installed in the annular compensation chamber on the cylinder, and below which a spring-loaded annular stepped plunger is also installed in the compensation chamber on the cylinder, forming with the latter an annular plunger cavity communicated through a filter, a check valve and throttle groove with an annular compensation chamber, in the middle part of which a spring-loaded annular weight is additionally installed, which has a natural vibration frequency close to the natural vibration frequency of the sprung mass and interacts with its upper end at low-frequency resonant vibrations of the sprung mass and at high amplitudes of high-frequency vibrations of an unsprung mass with a spring-loaded annular a stepped plunger that closes the additional throttle channel during its upward movement, and the shock absorber is equipped with an additional cylinder with radial holes in the lower part asti, installed coaxially on the cylinder, and the elastic shell covers the lower part of the additional cylinder in the area of the radial holes [RF patent 2102256 RF, cl. B60G 17/04, F16F 9/08, 1998].

Недостатком данного амортизатора является высокая сложность его конструкции и неспособность создавать инерционное сопротивление и снижать собственную частоту колебаний подвески, что не позволяет повышать плавность хода особенно автомобилей с высокой жесткостью упругих элементов.The disadvantage of this shock absorber is the high complexity of its design and the inability to create inertial resistance and reduce the natural vibration frequency of the suspension, which does not allow to increase the smoothness of the movement, especially of cars with high rigidity of elastic elements.

В этой связи важнейшей задачей является создание новой конструкции амортизатора с комбинированным инерционно-гидравлическим демпфированием, реализующим инерционное сопротивление при низких частотах и гидравлическое сопротивление при высоких частотах колебаний.In this regard, the most important task is to create a new design of a shock absorber with combined inertial-hydraulic damping, realizing inertial resistance at low frequencies and hydraulic resistance at high vibration frequencies.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение плавности хода и средней скорости транспортного средства, особенно при движении по неровным дорогам и местности.The technical result of the claimed invention is to increase the smoothness and average speed of the vehicle, especially when driving on uneven roads and terrain.

Указанный технический результат достигается тем, что в амортизаторе, содержащем цилиндр, в котором установлен поршень со штоком, образующие в нем надпоршневую и подпоршневую полости, сообщенные между собой через установленные в поршне клапаны ходов сжатия и отбоя, дополнительный цилиндр, установленный коаксиально на цилиндре и образующий с ним кольцевую полость, сообщенную с надпоршневой полостью в верхней части цилиндра и сообщенную с подпоршневой полостью в нижней части цилиндра, компенсационную камеру и подпружиненный кольцевой груз, установленный в кольцевой полости, подпружиненный кольцевой груз выполнен в виде подпружиненного цилиндрического маховика, герметично установленный в средней части кольцевой полости и на наружной поверхности которого выполнены винтовые канавки, внутри дополнительного цилиндра в средней его части установлена шариковая гайка, образующая с винтовыми канавками цилиндрического маховика шарико-винтовую передачу, обеспечивающую осевое перемещение и вращение цилиндрического маховика, сверху и снизу цилиндрического маховика установлены пружины сжатия, концы которых опираются в упорные подшипники, установленные в верхней и нижней частях кольцевой полости.The specified technical result is achieved by the fact that in a shock absorber containing a cylinder in which a piston with a rod is installed, forming an overpiston and subpiston cavities in it, communicated with each other through valves of compression and rebound strokes installed in the piston, an additional cylinder installed coaxially on the cylinder and forming with it, an annular cavity communicated with the above-piston cavity in the upper part of the cylinder and communicated with the sub-piston cavity in the lower part of the cylinder, a compensation chamber and a spring-loaded annular weight installed in the annular cavity, a spring-loaded annular weight is made in the form of a spring-loaded cylindrical flywheel, hermetically installed in the middle part of the annular cavity and on the outer surface of which there are screw grooves, a ball nut is installed inside the additional cylinder in its middle part, forming a ball screw drive with the helical grooves of the cylindrical flywheel, providing axial movement and rotation of the qi lindrical flywheel, above and below the cylindrical flywheel, compression springs are installed, the ends of which are supported in thrust bearings installed in the upper and lower parts of the annular cavity.

Отличием заявляемого изобретения является то, что амортизатор содержит подпружиненный цилиндрический маховик, герметично установленный в средней части кольцевой полости, на наружной поверхности цилиндрического маховика выполнены винтовые канавки, а внутри дополнительного цилиндра в средней его части установлена шариковая гайка, образующая с винтовыми канавками цилиндрического маховика шарико-винтовую передачу, обеспечивающую осевое перемещение и вращение цилиндрического маховика на ходах сжатия и отбоя. В результате реализуется комбинированное инерционно-гидравлическое демпфирование, при котором инерционное сопротивление создается при низких частотах, а гидравлическое сопротивление - при высоких частотах колебаний, что обеспечивает повышение плавности хода и средней скорости транспортного средства, особенно при движении по неровным дорогам и местности.The difference between the claimed invention is that the shock absorber contains a spring-loaded cylindrical flywheel, hermetically installed in the middle part of the annular cavity, helical grooves are made on the outer surface of the cylindrical flywheel, and a ball nut is installed inside the additional cylinder in its middle part, forming a ball nut with the helical grooves of the cylindrical flywheel. a helical gear that provides axial movement and rotation of the cylindrical flywheel during compression and rebound strokes. As a result, combined inertial-hydraulic damping is realized, in which inertial resistance is created at low frequencies, and hydraulic resistance at high vibration frequencies, which provides an increase in the smoothness and average speed of the vehicle, especially when driving on uneven roads and terrain.

Благодаря тому, что цилиндрический маховик установлен в кольцевой полости герметично, обеспечивается его работа в качестве кольцевого плавающего поршня, на который в процессе колебаний действует перепад давлений, вследствие чего он перемещается вверх и вниз, одновременно совершая возвратно-вращательные движения, что создает инерционное сопротивление, которое снижает собственную частоту колебаний подвески, тем самым повышая плавность транспортного средства.Due to the fact that the cylindrical flywheel is sealed in the annular cavity, it works as an annular floating piston, on which a pressure drop acts during oscillations, as a result of which it moves up and down, simultaneously making reciprocating rotational movements, which creates inertial resistance, which reduces the natural frequency of vibration of the suspension, thereby increasing the smoothness of the vehicle.

Вследствие того, что сверху и снизу цилиндрического маховика установлены пружины сжатия, обеспечивается его установка в кольцевой полости в среднем положении с учетом преодоления сил трения уплотнений маховика.Due to the fact that compression springs are installed above and below the cylindrical flywheel, it is installed in the annular cavity in the middle position, taking into account the overcoming of the frictional forces of the flywheel seals.

Благодаря установке в верхней и нижней частях кольцевой полости упорных подшипников, на которые опираются концы пружин сжатия, обеспечивается разгрузка пружин от моментов, связанных с вращением цилиндрического маховика.Due to the installation of thrust bearings in the upper and lower parts of the annular cavity, on which the ends of the compression springs are supported, the springs are relieved from the moments associated with the rotation of the cylindrical flywheel.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого амортизатора.In FIG. 1 shows a general view of the proposed shock absorber.

Амортизатор содержит цилиндр 1, снаружи которого концентрично смонтирован дополнительный цилиндр 2 с нижней проушиной 3. В цилиндре 1 установлен поршень 4 со штоком 5 и верхней проушиной 6. В нижней части цилиндра 1 установлен плавающий поршень 7. Цилиндр 1, поршень 4 со штоком 5 и плавающий поршень 7 образуют надпоршневую 8 и подпоршневую 9 полости, заполненные жидкостью, и пневматическую полость 10, заполненную газом. Цилиндр 1, поршень 4 и плавающий поршень 7 образуют компенсационную камеру. Цилиндр 1 и дополнительный цилиндр 2 образуют кольцевую полость 11, сообщенную с подпоршневой полостью 9 и надпоршневой полостью 8 через радиальные отверстия 12 и 13, выполненные в нижней и верхней частях цилиндра 1. В кольцевой полости 11 герметично установлен подпружиненный с двух сторон цилиндрический маховик 14, образующий нижнюю 15 и верхнюю 16 кольцевые полости.The shock absorber contains a cylinder 1, outside of which an additional cylinder 2 is concentrically mounted with a lower lug 3. In cylinder 1 there is a piston 4 with a rod 5 and an upper lug 6. A floating piston 7 is installed in the lower part of the cylinder 1 7. Cylinder 1, piston 4 with a rod 5 and the floating piston 7 form the above-piston 8 and sub-piston 9 cavities filled with liquid, and a pneumatic cavity 10 filled with gas. Cylinder 1, piston 4 and floating piston 7 form a compensation chamber. Cylinder 1 and additional cylinder 2 form an annular cavity 11 communicated with the sub-piston cavity 9 and the above-piston cavity 8 through radial holes 12 and 13 made in the lower and upper parts of the cylinder 1. A cylindrical flywheel 14, spring-loaded on both sides, is hermetically sealed in the annular cavity 11, forming the lower 15 and upper 16 annular cavities.

На наружной поверхности цилиндрического маховика 14 выполнены винтовые канавки 17, а внутри дополнительного цилиндра 2 в средней его части установлена шариковая гайка 18, образующие шарико-винтовую передачу, обеспечивающую возвратно-вращательные и осевые перемещения маховика 14 вверх и вниз.On the outer surface of the cylindrical flywheel 14, helical grooves 17 are made, and inside the additional cylinder 2, in its middle part, a ball nut 18 is installed, forming a ball-screw transmission, which provides reciprocating and axial movements of the flywheel 14 up and down.

Герметичность цилиндрического маховика 14 обеспечивают одно внутреннее и два наружных уплотнения 19, выполненные для уменьшения трения из фторопласта Ф-4. Снизу и сверху цилиндрического маховика 14 установлены пружины сжатия 20 и 21, концы которых опираются в упорные подшипники 22 и 23, установленные в нижней и верхней частях кольцевой полости 11. Пружины сжатия 20 и 21 поджаты таким образом, чтобы обеспечить среднее положение цилиндрического маховика 14 в кольцевой полости 11 с учетом преодоления сил трения уплотнений 18 и 19. В поршне 4 установлены разгрузочные клапаны 24 и 25 ходов сжатия и отбоя, сообщающие надпоршневую 8 и подпоршневую 9 полости между собой при заданном перепаде давлений.The tightness of the cylindrical flywheel 14 is ensured by one internal and two external seals 19, made of fluoroplastic F-4 to reduce friction. Below and above the cylindrical flywheel 14, compression springs 20 and 21 are installed, the ends of which are supported in thrust bearings 22 and 23 installed in the lower and upper parts of the annular cavity 11. Compression springs 20 and 21 are compressed in such a way as to ensure the middle position of the cylindrical flywheel 14 in the annular cavity 11 taking into account the overcoming of the friction forces of the seals 18 and 19. The piston 4 is equipped with unloading valves 24 and 25 of the compression and rebound strokes, which communicate the above-piston 8 and sub-piston 9 cavities between themselves at a given pressure drop.

Амортизатор работает следующем образом.The shock absorber works as follows.

При низкочастотном возвратно-поступательном движении штока 5 с поршнем 4 в цилиндре 1 действующие на поршень 4 перепады давлений со стороны надпоршневой 8 и подпоршневой 9 полостей имеют небольшое значение, поэтому разгрузочные клапаны 24 и 25 ходов сжатия и отбоя закрыты.With a low-frequency reciprocating movement of the rod 5 with the piston 4 in the cylinder 1, the pressure drops acting on the piston 4 from the side of the above-piston 8 and sub-piston 9 cavities are of little importance, therefore the unloading valves 24 and 25 of the compression and rebound strokes are closed.

На ходе сжатия шток 5, соединенный с верхней проушиной 6 и поршнем 4, входит в цилиндр 1, а плавающий поршень 7 перемещается вниз, компенсируя объем штока 5, входящего в цилиндр 1. При этом газ в пневматической полости 10 сжимается, а на подпружиненном цилиндрическом маховике 14, герметично установленном в кольцевой полости 11, возникает перепад давлений. Под действием этого перепада давлений цилиндрический маховик 14 начинает перемещаться вверх, одновременно совершая вращательное движение по ходу часовой стрелки за счет работы шарико-винтовой передачи, состоящей из винтовой канавки 17 и шариковой гайки 18, установленной в средней части дополнительного цилиндра 2, имеющего нижнюю проушину 3. При перемещении цилиндрического маховика 14 вверх, герметичность которого обеспечивают одно внутреннее и два наружных уплотнения 19, жидкость из подпоршневой полости 9 перетекает в нижнюю кольцевую полость 15 через радиальные отверстия 12, а из верхней кольцевой полости 16 поступает в надпоршневую полость 8 через радиальные отверстия 13.During the compression stroke, the rod 5, connected to the upper lug 6 and the piston 4, enters the cylinder 1, and the floating piston 7 moves downward, compensating the volume of the rod 5 entering the cylinder 1. In this case, the gas in the pneumatic cavity 10 is compressed, and on the spring-loaded cylindrical the flywheel 14, hermetically installed in the annular cavity 11, a pressure drop occurs. Under the action of this pressure drop, the cylindrical flywheel 14 begins to move upward, while simultaneously making a rotational movement in a clockwise direction due to the operation of the ball screw, consisting of a screw groove 17 and a ball nut 18, installed in the middle part of the additional cylinder 2, which has a lower lug 3 .When moving the cylindrical flywheel 14 up, the tightness of which is provided by one internal and two external seals 19, the liquid from the sub-piston cavity 9 flows into the lower annular cavity 15 through the radial holes 12, and from the upper annular cavity 16 enters the above-piston cavity 8 through the radial holes 13 ...

На ходе отбоя шток 5 с поршнем 4 выходит из цилиндра 1, а плавающий поршень 7 перемещается вверх, компенсируя объем выходящего наружу штока 5. При этом давление газа в пневматической полости 10 уменьшается, а на цилиндрическом маховике 14 возникает перепад давлений, под действием которого он начинает перемещаться вниз, одновременно совершая вращательное движение против хода часовой стрелки. При перемещении цилиндрического маховика 14 вниз жидкость из нижней кольцевой полости 15 перетекает в подпоршневую полость 9 через радиальные отверстия 12, а из надпоршневой полости 8 поступает в верхнюю кольцевую полость 16 через радиальные отверстия 13.During the rebound, the rod 5 with the piston 4 comes out of the cylinder 1, and the floating piston 7 moves upward, compensating for the volume of the outward rod 5. In this case, the gas pressure in the pneumatic cavity 10 decreases, and a pressure difference arises on the cylindrical flywheel 14, under the influence of which it begins to move downward, while making a rotational movement counterclockwise. When the cylindrical flywheel 14 moves downward, the liquid from the lower annular cavity 15 flows into the sub-piston cavity 9 through the radial holes 12, and from the above-piston cavity 8 flows into the upper annular cavity 16 through the radial holes 13.

При низкочастотном возвратно-поступательном движении штока 5 в цилиндре 1 цилиндрический маховик 14 совершает возвратно-вращательные и осевые перемещения вверх и вниз относительно своего среднего положения в кольцевой полости 11, что связано с действием на него осевых усилий предварительно поджатых пружин сжатия 20 и 21, концы которых опираются в упорные подшипники 22 и 23, установленные в верхней и нижней частях кольцевой полости 11. При этом наличие упорных подшипников 22 и 23 разгружает пружины сжатия 20 и 21 от моментов, связанных с вращением цилиндрического маховика 14.With the low-frequency reciprocating movement of the rod 5 in the cylinder 1, the cylindrical flywheel 14 performs reciprocating and axial movements up and down relative to its middle position in the annular cavity 11, which is associated with the action of axial forces on it of the pre-compressed compression springs 20 and 21, the ends which are supported in thrust bearings 22 and 23 installed in the upper and lower parts of the annular cavity 11. In this case, the presence of thrust bearings 22 and 23 relieves the compression springs 20 and 21 from the moments associated with the rotation of the cylindrical flywheel 14.

Цилиндрический маховик 14, совершая возвратно-вращательные и осевые перемещения вверх и вниз, создает инерционное сопротивление амортизатора, пропорциональное ускорениям, связанным в основном с вращением цилиндрического маховика 14, что снижает собственную частоту колебаний подвески и повышает плавность хода автомобиля.The cylindrical flywheel 14, making reciprocating and axial movements up and down, creates inertial resistance of the shock absorber, proportional to the accelerations associated mainly with the rotation of the cylindrical flywheel 14, which reduces the natural vibration frequency of the suspension and improves the smoothness of the vehicle.

При высоких скоростях сжатия и отбоя амортизатора маховик 14, вследствие своей инерционности и действия пружин сжатия 20 и 21 остается практически неподвижным в средней части кольцевой полости 11, блокируя течение жидкости через радиальные отверстия 12 и 13. При этом перетекание жидкости между подпоршневой 9 и надпоршневой 8 полостями происходит через разгрузочные клапаны 24 и 25 ходов сжатия и отбоя, обеспечивающие необходимое гашение колебаний кузова и колес.At high speeds of compression and rebound of the shock absorber, the flywheel 14, due to its inertia and the action of the compression springs 20 and 21, remains practically stationary in the middle part of the annular cavity 11, blocking the fluid flow through the radial holes 12 and 13. In this case, the fluid overflow between the subpiston 9 and the overpiston 8 cavities through the unloading valves 24 and 25 of the compression and rebound strokes, providing the necessary damping of body and wheel vibrations.

Таким образом, предлагаемый амортизатор реализует комбинированное инерционно-гидравлическое демпфирование, обеспечивающее снижение частоты собственных колебаний подвески, что приводит к повышению плавности хода и средней скорости транспортного средства, особенно при движении по неровным дорогам и местности.Thus, the proposed shock absorber implements combined inertial-hydraulic damping, which provides a decrease in the frequency of natural vibration of the suspension, which leads to an increase in the smoothness and average speed of the vehicle, especially when driving on uneven roads and terrain.

Claims (1)

Амортизатор, содержащий цилиндр, в котором установлен поршень со штоком, образующие в нем надпоршневую и подпоршневую полости, сообщенные между собой через установленные в поршне клапаны ходов сжатия и отбоя, дополнительный цилиндр, установленный коаксиально на цилиндре и образующий с ним кольцевую полость, сообщенную с надпоршневой полостью в верхней части цилиндра и сообщенную с подпоршневой полостью в нижней части цилиндра, компенсационную камеру и подпружиненный кольцевой груз, установленный в кольцевой полости, отличающийся тем, что подпружиненный кольцевой груз выполнен в виде подпружиненного цилиндрического маховика, герметично установленного в средней части кольцевой полости и на наружной поверхности которого выполнены винтовые канавки, внутри дополнительного цилиндра в средней его части установлена шариковая гайка, образующая с винтовыми канавками цилиндрического маховика шарико-винтовую передачу, обеспечивающую осевое перемещение и вращение цилиндрического маховика, сверху и снизу цилиндрического маховика установлены пружины сжатия, концы которых опираются в упорные подшипники, установленные в верхней и нижней частях кольцевой полости.A shock absorber containing a cylinder in which a piston with a rod is installed, forming an overpiston and subpiston cavities in it, communicated with each other through the compression and rebound stroke valves installed in the piston, an additional cylinder installed coaxially on the cylinder and forming an annular cavity with it, communicated with the overpiston cavity in the upper part of the cylinder and communicated with the subpiston cavity in the lower part of the cylinder, a compensation chamber and a spring-loaded annular weight installed in the annular cavity, characterized in that the spring-loaded annular weight is made in the form of a spring-loaded cylindrical flywheel, hermetically installed in the middle part of the annular cavity and on the outer surface of which there are helical grooves, a ball nut is installed inside the additional cylinder in its middle part, forming a ball screw drive with the helical grooves of the cylindrical flywheel, providing axial movement and rotation of the cylindrical flywheel, from above and from the bottom of the cylindrical flywheel, compression springs are installed, the ends of which rest in thrust bearings installed in the upper and lower parts of the annular cavity.
RU2019103480A 2019-02-07 2019-02-07 Damper RU2726324C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103480A RU2726324C1 (en) 2019-02-07 2019-02-07 Damper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103480A RU2726324C1 (en) 2019-02-07 2019-02-07 Damper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2726324C1 true RU2726324C1 (en) 2020-07-14

Family

ID=71616667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019103480A RU2726324C1 (en) 2019-02-07 2019-02-07 Damper

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2726324C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115030342A (en) * 2022-05-19 2022-09-09 广州大学 Large-tonnage inertial volume type double-order self-resetting damper with variable apparent mass
RU2794000C1 (en) * 2022-09-16 2023-04-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Double-acting hydraulic damper

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2340468C1 (en) * 2007-05-14 2008-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Pneumatic suspension
US20130032442A1 (en) * 2010-01-25 2013-02-07 Lotus FI Team Limited Fluid Inerter
US20130037362A1 (en) * 2010-02-05 2013-02-14 Bill J. Gartner Damping and inertial hydraulic device
RU169805U1 (en) * 2016-07-04 2017-04-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) AIR SUSPENSION

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2340468C1 (en) * 2007-05-14 2008-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Pneumatic suspension
US20130032442A1 (en) * 2010-01-25 2013-02-07 Lotus FI Team Limited Fluid Inerter
US20130037362A1 (en) * 2010-02-05 2013-02-14 Bill J. Gartner Damping and inertial hydraulic device
RU169805U1 (en) * 2016-07-04 2017-04-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) AIR SUSPENSION

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115030342A (en) * 2022-05-19 2022-09-09 广州大学 Large-tonnage inertial volume type double-order self-resetting damper with variable apparent mass
RU2794000C1 (en) * 2022-09-16 2023-04-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Double-acting hydraulic damper

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101254287B1 (en) Valve structure having variable flow valve of a shock absorber
KR101254233B1 (en) Valve structure of a shock absorber
JP2013024421A (en) Valve structure of shock absorber
US20150152938A1 (en) Valve structure of shock absorber
RU2726324C1 (en) Damper
RU2340468C1 (en) Pneumatic suspension
RU169805U1 (en) AIR SUSPENSION
RU194004U1 (en) Two-pipe hydropneumatic shock absorber
CN113251095A (en) Drum type hydraulic shock absorber with high-pressure air bag
RU2696049C1 (en) Rear wheel suspension
RU2319620C1 (en) Vehicle suspension pneumohydraulic spring
CN211737853U (en) Automobile shock-absorbing device
KR101756421B1 (en) Shock absorber with a frequency unit
RU191689U1 (en) VEHICLE WHEEL
RU167265U1 (en) AIR SUSPENSION
CN110848310A (en) Automobile shock absorber
RU208894U1 (en) Pneumohydraulic shock absorber
RU218917U1 (en) INERTIA-HYDRAULIC SHOCK ABSORBER
KR20090122020A (en) Shock absorber for vehicle
RU218675U1 (en) Pneumohydraulic shock absorber with remote pneumatic chamber
RU220246U1 (en) HYDRAULIC SHOCK ABSORBER WITH RECOVERY STROKE DAMPING BUFFER DEVICE
RU109249U1 (en) Pneumohydraulic Vehicle Spring
CN211820532U (en) Wear-resisting automobile shock absorber ware
CN214945987U (en) Drum type hydraulic shock absorber with high-pressure air bag
CN111795105B (en) High-mobility leveling shock-absorbing suspension

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210208