RU2767801C1 - Hydroelastomeric elastic-damping device of the vehicle suspension system - Google Patents

Hydroelastomeric elastic-damping device of the vehicle suspension system Download PDF

Info

Publication number
RU2767801C1
RU2767801C1 RU2021124718A RU2021124718A RU2767801C1 RU 2767801 C1 RU2767801 C1 RU 2767801C1 RU 2021124718 A RU2021124718 A RU 2021124718A RU 2021124718 A RU2021124718 A RU 2021124718A RU 2767801 C1 RU2767801 C1 RU 2767801C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
package
shock absorber
elastic
vehicle
damping device
Prior art date
Application number
RU2021124718A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Владимирович Тумасов
Андрей Сергеевич Вашурин
Евгений Владимирович Степанов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
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 "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ)
Priority to RU2021124718A priority Critical patent/RU2767801C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2767801C1 publication Critical patent/RU2767801C1/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
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/40—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers consisting of a stack of similar elements separated by non-elastic intermediate layers
    • 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
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/04—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/06—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Springs (AREA)

Abstract

FIELD: transport engineering.
SUBSTANCE: invention relates to transport engineering. The elastic damping device contains a package of elastomeric elements separated by intermediate metal washers. One outer end of the package rests against the washer of the glass, and the other - against the washer of the rubber-metal hinge assembly. The hydraulic telescopic shock absorber is located axially inside the package of elastomeric elements and has a cylindrical closed body and a retractable cylindrical rod. The glass is made in the form of a hollow cylinder with one open and one closed ends, in the plane of which there is a thrust washer. The glass has a node for connection with the sprung parts of the vehicle.
EFFECT: increased reliability and fail-safety of the suspension system, reduced values ​​of unsprung masses of the vehicle suspension, increased smoothness and improved handling and stability.
5 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к упругодемпфирующим устройствам систем подрессоривания.SUBSTANCE: invention relates to transport engineering, namely to elastic-damping devices of suspension systems.

Конструкция систем подрессоривания (подвесок) предусматривает их общую работу с целью обеспечения плавности движения и управляемости транспортных средств. Назначение упругодемпфирующих устройств подвески заключается в смягчении ударов и толчков при наезде на неровности полотна пути, гашения колебаний (демпфирования) и поглощения толчков и ударов подвижных элементов (подвески, колёс), а также корпуса самого транспортного средства, посредством превращения механической энергии движения (колебаний) в тепловую.The design of suspension systems (suspensions) provides for their common work in order to ensure smooth movement and controllability of vehicles. The purpose of elastic-damping suspension devices is to mitigate shocks and shocks when hitting irregularities in the track, damping vibrations (damping) and absorbing shocks and shocks of moving elements (suspension, wheels), as well as the body of the vehicle itself, by converting the mechanical energy of movement (vibrations) into thermal.

Широкое распространение получили металлические упругие элементы (пружины, рессоры) и газожидкостные амортизаторы, выполняющие роль демпфера, массы которых вносят существенный вклад в общую массу неподрессоренных частей автомобиля. Актуальной технической проблемой является снижение неподрессоренных масс подвески транспортных средств с целью повышения показателей плавности хода, управляемости и устойчивости, поэтому замена металлических упругих элементов на полимерные или композитные является перспективным направлением. Metal elastic elements (springs, springs) and gas-liquid shock absorbers, which act as a damper, are widely used, the masses of which make a significant contribution to the total mass of unsprung parts of the car. An urgent technical problem is to reduce the unsprung masses of the suspension of vehicles in order to improve the performance of smoothness, controllability and stability, therefore, the replacement of metal elastic elements with polymer or composite ones is a promising direction.

Среди композитных упругих элементов известны стеклопластиковые рессоры (патенты US5667206A и EP2971843A1) и винтовые цилиндрические пружины (патенты US8857801B2, US4260143A, US4765602A). Данные технические решения позволяют существенно снизить величину неподрессоренных масс подвески транспортного средства, но производство подобных упругих элементов весьма трудоёмко и влечет за собой высокую стоимость готового изделия. Кроме этого, данные решения сомнительны с точки зрения надежности, так как единичный дефект в структуре данных композитных изделий приводит к отказу всего функционального узла системы подрессоривания и может привести к аварийной ситуации при движении транспортного средства на высоких скоростях. Among the composite elastic elements known fiberglass springs (patents US5667206A and EP2971843A1) and helical coil springs (patents US8857801B2, US4260143A, US4765602A). These technical solutions can significantly reduce the value of the unsprung masses of the vehicle suspension, but the production of such elastic elements is very laborious and entails a high cost of the finished product. In addition, these solutions are doubtful from the point of view of reliability, since a single defect in the structure of these composite products leads to the failure of the entire functional unit of the suspension system and can lead to an emergency when the vehicle is moving at high speeds.

Также известен аналог предлагаемого изобретения (прототип) где основой упругого и амортизирующего устройства подвески является эластомерный материал (патент RU2596207C2). Особенностью данного технического решения является применение пакета упругих элементов, соединенных последовательно, и имеющих направляющий аппарат. Рассматриваемое изобретение позволяет обеспечить прогрессивную упругую характеристику подвески, высокую надежность при достаточно простой и технологичной конструкции изделия. Недостатком технического решения является отсутствие требуемых демпфирующих свойств устройства необходимых для большинства транспортных машин, имеющих средние и высокие эксплуатационные скорости движения. Именно поэтому, применение подобного решения ограничивается внедорожными транспортными средствами большой грузоподъемности, где нет жестких требований к плавности хода, управляемости, устойчивости транспортного средства и контакту колес с опорной поверхностью.Also known analogue of the invention (prototype) where the basis of the elastic and damping suspension device is an elastomeric material (patent RU2596207C2). A feature of this technical solution is the use of a package of elastic elements connected in series and having a guide vane. The invention under consideration makes it possible to provide a progressive elastic characteristic of the suspension, high reliability with a fairly simple and manufacturable design of the product. The disadvantage of the technical solution is the lack of the required damping properties of the device required for most vehicles with medium and high operating speeds. That is why, the use of such a solution is limited to off-road heavy-duty vehicles, where there are no strict requirements for ride comfort, handling, vehicle stability and wheel contact with the supporting surface.

С использованием эластомерных упругих элементов, используемых в прототипе, и комбинации с гидравлическим амортизатором в качестве демпфирующего устройства подвески и, в том числе, направляющего аппарата эластомерных элементов, можно добиться снижения массы упругодемпфирующего устройства, получения прогрессивной упругой характеристики подвески и требуемой демпфирующей характеристики при высоких скоростях хода отбоя и сжатия подвески, чего не было сделано в прототипе. Снижение массы устройства приводит к уменьшению величины неподрессоренной массы подвески, что, как известно, положительно влияет на плавности хода, а именно снижается вибронагруженность человека и конструкции самого транспортного средства. Кроме этого, снижение величины неподрессоренных масс способствует более надежному контакту колес с опорной поверхностью, что качественно повышает управляемость и устойчивость транспортных средств.Using the elastomeric elastic elements used in the prototype, and in combination with a hydraulic shock absorber as a suspension damping device and, including the guide vane of the elastomeric elements, it is possible to achieve a reduction in the mass of the elastic damping device, obtaining a progressive elastic suspension characteristic and the required damping characteristic at high speeds rebound and compression of the suspension, which was not done in the prototype. Reducing the mass of the device leads to a decrease in the unsprung mass of the suspension, which, as is known, has a positive effect on the smoothness of the ride, namely, the vibration load of a person and the structure of the vehicle itself is reduced. In addition, a decrease in the value of unsprung masses contributes to a more reliable contact of the wheels with the supporting surface, which qualitatively improves the controllability and stability of vehicles.

Таким образом, техническим результатом применения гидроэластомерного упругодемпфирующего устройства является повышение надежности и отказобезопасности системы подрессоривания, снижение величин неподрессоренных масс подвески транспортного средства, повышение плавности хода и улучшение показателей управляемости и устойчивости.Thus, the technical result of using a hydroelastomer elastic-damping device is to increase the reliability and fail-safety of the suspension system, reduce the unsprung masses of the vehicle suspension, increase the smoothness of the ride and improve the handling and stability indicators.

В связи с изложенным, предложено устройство, выполняющее функции упругого и демпфирующего элемента системы подрессоривания, и выполненное в виде единого изделия. Такое упругодемпфирующее устройство имеет телескопический гидравлический амортизатор, который выполняет основную демпфирующую функцию изделия и позволяет поглощать и рассеивать энергию деформации подвески, а также обеспечивать надежный контакт колес с опорной поверхностью. Амортизатор имеет корпус в виде цилиндра и выдвигающийся шток такой же формы, но меньшего диаметра. В нижней части корпуса амортизатора предусмотрена наружная резьбовая часть для крепления корпуса резинометаллического шарнира, который необходим для соединения устройства с неподрессоренными частями подвески, например, нижним рычагом или мостом. На конце штока амортизатора также предусмотрена резьбовая часть для соединения со стаканом изделия, расположенным соосно с корпусом амортизатора.In connection with the above, a device is proposed that performs the functions of an elastic and damping element of the suspension system, and is made in the form of a single product. Such an elastic-damping device has a telescopic hydraulic shock absorber, which performs the main damping function of the product and allows you to absorb and dissipate the energy of suspension deformation, as well as ensure reliable contact of the wheels with the supporting surface. The shock absorber has a body in the form of a cylinder and a retractable rod of the same shape, but of a smaller diameter. In the lower part of the shock absorber housing, an external threaded part is provided for attaching the rubber-metal hinge housing, which is necessary for connecting the device to unsprung parts of the suspension, for example, the lower arm or axle. At the end of the shock absorber rod, a threaded part is also provided for connection with the glass of the product, located coaxially with the shock absorber body.

Корпус амортизатора аксиально расположен в центральном отверстии пакета эластомерных элементов (эластомеров), разделенных между собой металлическими шайбами, и выполняет роль направляющего аппарата для эластомеров. Центрирование пакета эластомерных элементов вдоль оси корпуса амортизатора осуществлено фторопластовыми кольцами, обеспечивающими гарантированный зазор между корпусом и эластомерными элементами, а также выполняющими функцию опор скольжения при сжатии или растяжении пакета эластомеров. Данный пакет выполняет упругую функцию устройства, и частично демпфирующую, так как материал из которого изготовлены эластомеры обладает внутренним трением, что вносит вклад в поглощение и рассеяние энергии при деформации подвески. Совокупность свойств эластомерных элементов, связанных с высокой удельной энергоемкостью, малой плотностью и внутренним трением, позволяет создать упругодемпфирующее устройство малой массы, причем дополнительно появляется возможность уменьшения габаритов и массы гидравлического амортизатора за счет частичного поглощения энергии деформации подвески самим эластомерным пакетом.The shock absorber body is axially located in the central hole of the package of elastomeric elements (elastomers) separated from each other by metal washers, and acts as a guide vane for the elastomers. The centering of the package of elastomer elements along the axis of the shock absorber body is carried out by fluoroplastic rings, which provide a guaranteed gap between the body and the elastomer elements, and also act as sliding supports during compression or tension of the elastomer package. This package performs the elastic function of the device, and partially damping, since the material from which the elastomers are made has internal friction, which contributes to the absorption and dissipation of energy during suspension deformation. The combination of properties of elastomeric elements associated with high specific energy consumption, low density and internal friction makes it possible to create an elastic damping device of low mass, and additionally it becomes possible to reduce the dimensions and weight of the hydraulic shock absorber due to the partial absorption of the suspension deformation energy by the elastomeric package itself.

Пакет эластомерных элементов опирается на нижнюю шайбу корпуса резинометаллического шарнира с одной стороны и на шайбу стакана, с другой стороны. Так как пакет представляет собой набор эластомерных элементов, соединенных последовательно, это позволяет повысить надежность и отказобезопасность всего изделия за счет предотвращения полной потери упругой функции устройства при наличии повреждения в одном или даже нескольких эластомерах. В свою очередь, с точки зрения демпфирующей функции изделия, также присутствует резервирование, осуществляемое за счет того, что при отказе гидравлического амортизатора часть энергии деформаций подвески смогут погасить эластомеры.The package of elastomeric elements rests on the lower washer of the rubber-metal joint housing on one side and on the cup washer on the other side. Since the package is a set of elastomeric elements connected in series, this improves the reliability and fail-safety of the entire product by preventing a complete loss of the elastic function of the device in the presence of damage in one or even several elastomers. In turn, from the point of view of the damping function of the product, there is also a redundancy, carried out due to the fact that in the event of a failure of the hydraulic shock absorber, part of the suspension deformation energy can be extinguished by elastomers.

Стакан имеет форму цилиндра с донышком и отверстием для возможности соединения со штоком амортизатора. Основной функцией стакана является передача усилия со стороны подрессоренных частей транспортного средства (кузов, рама) на пакет эластомерных элементов и шток амортизатора. Стакан имеет наружную резьбовую часть и упор для соединения с шайбой, передающей нагрузку на пакет эластомеров. Внутренняя цилиндрическая часть стакана имеет антифрикционное покрытие в одном предпочтительном варианте исполнения или фторопластовую вставку в виде втулки в другом варианте исполнения. Это необходимо для обеспечения износостойкости при свободном перемещении стакана вдоль оси амортизатора с обеспечением центрирования при таком движении. В средней части стакана присутствует участок с наружной резьбой для фиксации устройства при помощи гайки к подрессоренной части транспортного средства. Фиксация осуществляется через два резиновых буфера, которые обеспечивают качания оси устройства на небольшие углы при деформации подвески. Это необходимо для обеспечения кинематических требований к упругодемпфирующим устройствам подвески.The glass has the shape of a cylinder with a bottom and a hole for connection with the shock absorber rod. The main function of the glass is to transfer force from the sprung parts of the vehicle (body, frame) to the package of elastomeric elements and the shock absorber rod. The glass has an external threaded part and a stop for connection with a washer that transfers the load to the elastomer package. The inner cylindrical part of the cup has an anti-friction coating in one preferred embodiment or a fluoroplastic insert in the form of a sleeve in another embodiment. This is necessary to ensure wear resistance during free movement of the glass along the axis of the shock absorber with the provision of centering during such movement. In the middle part of the glass there is a section with an external thread for fixing the device with a nut to the sprung part of the vehicle. Fixation is carried out through two rubber buffers, which provide swinging of the axis of the device at small angles when the suspension is deformed. This is necessary to ensure the kinematic requirements for elastic damping suspension devices.

Описанная конструкция позволяет упругодемпфирующему устройству деформироваться вдоль оси амортизатора при приложении или снятии нагрузки. Перемещение стакана и штока амортизатора относительно корпуса амортизатора и нижнего резинометаллического шарнира возможно за счет объемной упругой деформации эластомерных элементов. Ход сжатия устройства ограничивается упором поверхности донышка стакана в торцевую поверхность корпуса амортизатора. Ход растяжения определяется конструктивными особенностями гидравлического амортизатора, в частности, наличием упора на скрытой части штока, который упирается в буксу амортизатора внутри гидравлической полости.The described design allows the elastic damping device to deform along the shock absorber axis when a load is applied or removed. The displacement of the glass and the shock absorber rod relative to the shock absorber body and the lower rubber-metal hinge is possible due to the volumetric elastic deformation of the elastomeric elements. The compression stroke of the device is limited by the stop of the surface of the bottom of the glass in the end surface of the shock absorber body. The stretching stroke is determined by the design features of the hydraulic shock absorber, in particular, by the presence of a stop on the hidden part of the rod, which abuts against the shock absorber box inside the hydraulic cavity.

Фиг. 1 - вид спереди на независимую двухрычажную подвеску транспортного средства, содержащей упругодемпфирующее устройство по настоящему изобретению.Fig. 1 is a front view of a vehicle independent double wishbone suspension incorporating the elastic damping device of the present invention.

Фиг. 2 - вид слева на зависимую подвеску на продольных рычагах транспортного средства, содержащей упругодемпфирующее устройство по настоящему изобретению.Fig. 2 is a left side view of a trailing arm suspension of a vehicle incorporating the elastic damping device of the present invention.

Фиг. 3 – главный вид гидроэластомерного упругодемпфирующего устройства системы подрессоривания транспортного средства.Fig. 3 - the main view of the hydroelastomer elastic-damping device of the vehicle suspension system.

Фиг. 4 – вид сверху на гидроэластомерное упругодемпфирующее устройство.Fig. 4 is a top view of the hydroelastomer elastic damping device.

Фиг. 5 – вид снизу на гидроэластомерное упругодемпфирующее устройство.Fig. 5 is a bottom view of the hydroelastomer elastic-damping device.

Фиг. 6 – продольный разрез одного из вариантов гидроэластомерного упругодемпфирующего устройства по настоящему изобретению.Fig. 6 is a longitudinal section of one of the variants of the hydroelastomer resiliently damping device according to the present invention.

Фиг.7 – увеличенный вид в разрезе центральной части гидроэластомерного упругодемпфирующего устройства, изображенного на фиг. 6.FIG. 7 is an enlarged sectional view of the central portion of the hydroelastomer elastic damping device shown in FIG. 6.

Фиг. 8 – график, на котором представлены рабочие упругие характеристики хода отбоя и сжатия гидроэластомерного упругодемпфирующего устройства по настоящему изобретению.Fig. 8 is a graph showing the rebound and compression performance of the hydroelastomer resilient damping device of the present invention.

Фиг. 9 – график, на котором представлена демпфирующая характеристика гидроэластомерного упругодемпфирующего устройства по настоящему изобретению.Fig. 9 is a graph showing the damping characteristic of the hydroelastomer resilient damping device of the present invention.

Хотя настоящее изобретение допускает наличие множества различных вариантов, на чертежах представлены и ниже будут описаны предпочтительные варианты, при этом понимается, что в настоящем описании изложены иллюстративные примеры, которые не ограничивают изобретение проиллюстрированными и описанными вариантами.While the present invention is capable of many variations, preferred embodiments are shown in the drawings and will be described below, it being understood that the present specification provides illustrative examples and does not limit the invention to the embodiments illustrated and described.

На фиг.1 показан первый возможный вариант установки устройства в независимую подвеску транспортного средства на поперечных рычагах. Позицией 1 обозначено упругодемпфирующее устройство по настоящему изобретению, соединяющее группу компонентов рамы (кузова), обозначенную позицией 2, и нижний рычаг подвески (позиция 3). Позицией 4 обозначен верхний рычаг подвески.Figure 1 shows the first possible installation of the device in the independent suspension of the vehicle on the wishbones. Position 1 denotes an elastic damping device according to the present invention, connecting the group of frame (body) components, denoted by item 2, and the lower suspension arm (item 3). Position 4 indicates the upper suspension arm.

На фиг. 2 представлен другой возможный вариант установки устройства в зависимую подвеску транспортного средства на продольных рычагах с ведущим мостом. Под позицией 1 представлено гидроэластомерное устройство по настоящему изобретению, выполняющее роль упругого и демпфирующего аппарата для данного типа системы подрессоривания. Рама транспортного средства (позиция 5), кронштейны 6 и 7 относятся к группе компонентов подрессоренных частей транспортного средства. Продольный рычаг 8 и ведущий мост 9 относятся к неподрессоренным частям.In FIG. 2 shows another possible option for installing the device in the dependent suspension of a vehicle on trailing arms with a drive axle. Position 1 represents the hydroelastomer device according to the present invention, which acts as an elastic and damping apparatus for this type of suspension system. Vehicle frame (item 5), brackets 6 and 7 belong to the group of components of the sprung parts of the vehicle. Trailing arm 8 and drive axle 9 are unsprung parts.

Согласно чертежам, представленным на фиг. 3, 4, 5, 6 и 7, на нескольких видах устройства одинаковые части обозначены одинаковыми номерами позиций. According to the drawings shown in FIG. 3, 4, 5, 6 and 7, in several views of the device, the same parts are indicated by the same reference numbers.

На фиг. 3, 4 и 5 представлен внешний вид предполагаемого по настоящему изобретению устройства. Согласно данным изображениям, упругодемпфирующее устройство содержит пакет эластомерных элементов 10, разделенных шайбами 11, стакан, состоящий из корпуса 12, донышка 13 и опорной шайбы 14, гидравлический амортизатор, шток 15 которого соединен со стаканом гайкой 16, а корпус с узлом нижнего шарнира, который в свою очередь содержит корпус 17, резинометаллический шарнир 18 и опорную шайбу 19. Также для соединения устройства с подрессоренными частями транспортного средства имеется узел верхнего шарнира, включающего верхний буфер 20, нижний буфер 21 и гайку 22.In FIG. 3, 4 and 5 show the appearance of the proposed device according to the present invention. According to these images, the elastic-damping device contains a package of elastomeric elements 10 separated by washers 11, a cup consisting of a body 12, a bottom 13 and a support washer 14, a hydraulic shock absorber, the rod 15 of which is connected to the cup by a nut 16, and the body with a lower hinge assembly, which in turn, it contains a housing 17, a rubber-metal hinge 18 and a support washer 19. Also, to connect the device with the sprung parts of the vehicle, there is an upper hinge assembly, including an upper buffer 20, a lower buffer 21 and a nut 22.

На фиг. 6 и 7 изображен продольный разрез и увеличенный вид в разрезе центральной части одного из вариантов гидроэластомерного упругодемпфирующего устройства по настоящему изобретению. Как показано на фиг. 6 корпус амортизатора 23 расположен в центральном отверстии пакета эластомерных элементов 10, разделенных между собой металлическими шайбами 11, и выполняет дополнительно функцию направляющего аппарата для эластомеров. Центрирование пакета эластомерных элементов вдоль оси корпуса амортизатора осуществлено фторопластовыми кольцами 24 и 25 (фиг. 7), обеспечивающими гарантированный зазор между корпусом и эластомерными элементами, а также выполняющими функцию опор скольжения при сжатии или растяжении пакета эластомеров. В представленном варианте изделия, каждый эластомерный элемент 10 имеет кольцеобразную или тороидальную форму, что способствует формированию прогрессивной упругой характеристики устройства при деформации. Достаточно отметить, что эластомерный элемент 10 предпочтительно может быть изготовлен из термопластичного полиэфирного эластомера, или его известного в технике аналога.In FIG. 6 and 7 show a longitudinal section and an enlarged sectional view of the central part of one embodiment of the hydroelastomer elastic damping device of the present invention. As shown in FIG. 6, the shock absorber body 23 is located in the central hole of the package of elastomer elements 10, separated from each other by metal washers 11, and additionally performs the function of a guide vane for elastomers. The centering of the package of elastomeric elements along the axis of the shock absorber body is carried out by fluoroplastic rings 24 and 25 (Fig. 7), which provide a guaranteed gap between the body and the elastomeric elements, and also act as sliding supports during compression or tension of the elastomer package. In the embodiment shown, each elastomeric element 10 has an annular or toroidal shape, which contributes to the formation of a progressive elastic characteristic of the device upon deformation. It is sufficient to note that the elastomeric element 10 may preferably be made from a thermoplastic polyester elastomer, or an equivalent known in the art.

Телескопический гидравлический амортизатор, выполняющий основную демпфирующую функцию, в одном из вариантов может иметь корпус стальной корпус 23, выдвигающийся шток 15 из нержавеющей стали, донышко 26, плавающий поршень 27, предпочтительно изготовленный из бронзового сплава или другого материала с требуемыми антифрикционными свойствами, разделяющий газовую и гидравлическую камеры, стальной поршень 28 с дроссельными отверстиями и клапанами отбоя и сжатия, ограничитель хода штока 29 с резиновым буфером и стальную или алюминиевую буксу штока 30. В нижней части амортизатора предусмотрена наружная резьбовая часть для крепления стального корпуса 17 резинометаллического шарнира 18, который необходим для соединения устройства с неподрессоренными частями подвески, например, нижним рычагом или мостом. На конце штока 15 амортизатора также предусмотрена резьбовая часть для его соединения со стальным донышком стакана 13 изделия посредством гайки 16.A telescopic hydraulic shock absorber, which performs the main damping function, in one of the options may have a steel housing 23, a retractable stainless steel rod 15, a bottom 26, a floating piston 27, preferably made of a bronze alloy or other material with the required antifriction properties, separating the gas and a hydraulic chamber, a steel piston 28 with throttle holes and rebound and compression valves, a stroke limiter 29 with a rubber buffer and a steel or aluminum axle box of the rod 30. connecting the device to unsprung parts of the suspension, such as the lower control arm or axle. At the end of the shock absorber rod 15, a threaded part is also provided for its connection to the steel bottom of the glass 13 of the product by means of a nut 16.

Основной функцией стакана является передача усилия со стороны подрессоренных частей транспортного средства (кузов, рама) на пакет эластомерных элементов и шток амортизатора. Корпус стакана 12 имеет наружную резьбовую часть и упор для соединения с опорной шайбой 14, передающей нагрузку на пакет эластомеров. Обе детали предпочтительно должны быть изготовлены из стали. Внутренняя цилиндрическая часть стакана имеет антифрикционное покрытие в одном предпочтительном варианте исполнения или фторопластовую вставку 31 в виде втулки в другом варианте исполнения. Это необходимо для обеспечения износостойкости и низкого значения трения при контакте корпуса стакана 12 с корпусом амортизатора 23 при сжатии или растяжении устройства с обеспечением центрирования при таком движении. В средней части корпуса стакана 12 присутствует участок с наружной резьбой для фиксации устройства при помощи резиновых или эластомерных буферов 20, 21 и гайки 22 к подрессоренной части транспортного средства. Фиксация осуществляется через два буфера 20 и 21, которые необходимы для создания нескольких степеней свободы в условиях качания оси устройства на небольшие углы при деформации подвески. The main function of the glass is to transfer force from the sprung parts of the vehicle (body, frame) to the package of elastomeric elements and the shock absorber rod. Cup body 12 has an external threaded part and a stop for connection with a support washer 14, which transfers the load to the elastomer package. Both parts should preferably be made of steel. The inner cylindrical part of the cup has an anti-friction coating in one preferred embodiment or a PTFE insert 31 in the form of a sleeve in another embodiment. This is necessary to ensure wear resistance and low friction when the body of the cup 12 contacts the body of the shock absorber 23 when the device is compressed or stretched to ensure centering during such movement. In the middle part of the cup body 12 there is a section with an external thread for fixing the device with rubber or elastomer buffers 20, 21 and nuts 22 to the sprung part of the vehicle. Fixation is carried out through two buffers 20 and 21, which are necessary to create several degrees of freedom in conditions of swinging the axis of the device at small angles when the suspension is deformed.

Пакет эластомерных элементов 10 опирается на нижнюю шайбу 19 корпуса 17 резинометаллического шарнира 18 с одной стороны и на шайбу 14 стакана 12, с другой стороны. При возникновении нагрузки на подрессоренные части транспортного средства (см. фиг. 1 и 2), усилие передается через резиновые буферы 20 и 21 на гайку 22 и корпус стакана 12 (см. фиг. 6). Усилие передается одновременно на пакет эластомеров через жестко закрепленную на корпусе стакана шайбу 14 и на шток 15 амортизатора посредством донышка 13 и гайки 16. Это вызывает упругую деформацию эластомерных элементов 10, что приводит к перемещению стакана 12 вдоль оси устройства относительно узла нижнего резинометаллического шарнира 18. Демпфирование колебаний подвески осуществляется за счет потерь энергии при перетекании жидкости через каналы и клапаны поршня 28 амортизатора и за счет внутреннего трения в эластомерах 10. Ход сжатия устройства ограничивается упором поверхности донышка 13 стакана в верхнюю торцевую поверхность буксы 30 амортизатора. Ход растяжения определяется конструктивными особенностями гидравлического амортизатора, в частности, как показано на фиг. 7, обуславливается расстоянием от упора 29 до нижней торцевой поверхности буксы 30 амортизатора внутри гидравлической полости.The package of elastomeric elements 10 rests on the lower washer 19 of the housing 17 of the rubber-metal hinge 18 on one side and on the washer 14 of the cup 12 on the other side. When a load occurs on the sprung parts of the vehicle (see Fig. 1 and 2), the force is transmitted through the rubber buffers 20 and 21 to the nut 22 and the cup body 12 (see Fig. 6). The force is transmitted simultaneously to the elastomer package through the washer 14 rigidly fixed on the cup body and to the shock absorber rod 15 by means of the bottom 13 and the nut 16. This causes elastic deformation of the elastomer elements 10, which leads to the cup 12 moving along the device axis relative to the assembly of the lower rubber-metal hinge 18. Damping of suspension oscillations is carried out due to energy losses during the flow of fluid through the channels and valves of the piston 28 of the shock absorber and due to internal friction in the elastomers 10. The compression stroke of the device is limited by the abutment of the surface of the bottom 13 of the glass into the upper end surface of the axle box 30 of the shock absorber. The stretching stroke is determined by the design features of the hydraulic shock absorber, in particular, as shown in FIG. 7 is determined by the distance from the stop 29 to the lower end surface of the axle box 30 of the shock absorber inside the hydraulic cavity.

Вид упругой характеристики подвески при применении устройства по рассматриваемому изобретению представлен на фиг. 8. Здесь отображены экспериментальные кривые сжатия (нагружения) и отбоя (разгрузки) подвески при малых скоростях деформации. Можно утверждать, что разница между усилиями нагружения и разгрузки при одной и той же деформации обусловлены в основном потерями на внутреннее трение в эластомерных элементах. Усредненная упругая характеристика имеет прогрессивный характер, то есть происходит увеличение жесткости подвески при росте нагрузки на подрессоренные части транспортного средства. Это доказывает положительное влияние на плавность хода, так как при различной загрузке транспортного средства будет сохраняться величина частоты собственных колебаний подрессоренных масс. В свою очередь, нужно отметить, что получение достаточно энергоёмких устройств с высокими значениями жесткости и большими деформациями могут быть получены при сравнительно малой массе эластомерных элементов, что несомненно обуславливает преимущество таких типов упругих элементов перед металлическими (пружины, рессоры и т.д.). A view of the elastic characteristic of the suspension when using the device according to the invention under consideration is shown in Fig. 8. Shown here are the experimental curves of compression (loading) and rebound (unloading) of the suspension at low strain rates. It can be argued that the difference between the loading and unloading forces for the same deformation is mainly due to internal friction losses in the elastomeric elements. The average elastic characteristic has a progressive character, that is, there is an increase in the stiffness of the suspension with an increase in the load on the sprung parts of the vehicle. This proves a positive effect on the smoothness of the ride, since the value of the frequency of natural vibrations of the sprung masses will be maintained at different vehicle loads. In turn, it should be noted that obtaining sufficiently energy-intensive devices with high stiffness values and large deformations can be obtained with a relatively small mass of elastomeric elements, which undoubtedly determines the advantage of such types of elastic elements over metal ones (springs, springs, etc.).

На фиг. 9 представлена демпфирующая характеристика амортизатора, полученная экспериментально. Она позволяет доказать необходимость применения поглощающего устройства гидравлического типа для систем подрессоривания транспортных средств. Это подтверждается необходимостью иметь достаточно сложную зависимость коэффициента сопротивления амортизатора при различных скоростях и направлениях деформации подвески. Данная необходимость выражена в требуемом надежном контакте колес с дорожной поверхностью и скоростью затухания колебаний при движении с различными скоростями по разным видам микропрофиля дороги с целью обеспечения управляемости, устойчивости и плавности хода транспортного средства. In FIG. 9 shows the damping characteristic of the shock absorber obtained experimentally. It makes it possible to prove the necessity of using a hydraulic-type damper for suspension systems of vehicles. This is confirmed by the need to have a rather complex dependence of the damper resistance coefficient at different speeds and directions of suspension deformation. This need is expressed in the required reliable contact of the wheels with the road surface and the damping rate of vibrations when driving at different speeds along different types of road microprofile in order to ensure controllability, stability and smoothness of the vehicle.

В связи с этим, применение комбинации легких и энергоемких эластомерных материалов в совокупности с проверенным опытом эксплуатации и производства гидравлическим амортизатором позволяют создавать высокотехнологичные упругодемпфирующие устройства систем подрессоривания с широким диапазоном характеристик для любых видов транспортных средств.In this regard, the use of a combination of light and energy-intensive elastomer materials, combined with proven experience in the operation and production of hydraulic shock absorbers, makes it possible to create high-tech elastic-damping devices for suspension systems with a wide range of characteristics for any type of vehicle.

В связи с вышесказанным, следует отметить, что могут быть сделаны многочисленные модификации и изменения, не выходящие за пределы истинной и оригинальной концепции настоящего изобретения. Кроме того, следует понимать, что целью настоящего описания является изложение иллюстративных примеров, которые не предназначены для ограничения изобретения конкретными показанными вариантами. Наоборот, настоящее описание включает в себя посредством приложенной формулы изобретения все модификации и изменения, которые находятся в пределах сущности и объема формулы изобретения.In connection with the foregoing, it should be noted that numerous modifications and changes can be made without departing from the true and original concept of the present invention. In addition, it should be understood that the purpose of the present description is the presentation of illustrative examples, which are not intended to limit the invention to the specific embodiments shown. On the contrary, the present description includes, by means of the appended claims, all modifications and changes that fall within the spirit and scope of the claims.

Claims (5)

1. Гидроэластомерное упругодемпфирующее устройство системы подрессоривания транспортного средства, содержащее пакет эластомерных элементов, предназначенный для выполнения упругой функции устройства и частичного поглощения энергии колебаний системы подрессоривания, имеющий эластомерные элементы, закрытые концы которых направлены друг к другу и разделены промежуточными металлическими шайбами, сжимаются вдоль оси пакета в заданных пределах, причем один внешний торец пакета упирается в шайбу стакана, а другой - в шайбу узла резинометаллического шарнира; гидравлический телескопический амортизатор, предназначенный для поглощения и рассеяния энергии колебаний подвески, имеющий цилиндрический закрытый корпус и выдвигающийся цилиндрический шток, расположенный аксиально внутри пакета эластомерных элементов таким образом, что корпус амортизатора выполняет функцию направляющего аппарата пакета эластомерных элементов; стакан, расположенный аксиально по отношению к пакету элементов и амортизатору, имеющий форму полого цилиндра с одним открытым и одним закрытым концами, в плоскости которого расположена упорная шайба, предназначенный для передачи нагрузок со стороны подрессоренных частей транспортного средства на пакет эластомерных элементов и шток амортизатора при деформации устройства и имеющий узел для соединения с подрессоренными частями транспортного средства; узел резинометаллического шарнира, предназначенный для соединения устройства с неподрессоренными частями транспортного средства и передачи усилий на пакет эластомерных элементов через промежуточную шайбу и на амортизатор, корпус которого образован двумя пересекающимися цилиндрами, один из которых аксиально соединяется с нижней частью корпуса амортизатора, другой фиксирует шарнир таким образом, что ось шарнира располагается перпендикулярно оси пакета элементов и амортизатора.1. Hydroelastomer elastic-damping device of the vehicle suspension system, containing a package of elastomeric elements designed to perform the elastic function of the device and partially absorb the vibration energy of the suspension system, having elastomeric elements, the closed ends of which are directed towards each other and separated by intermediate metal washers, are compressed along the axis of the package within the specified limits, with one outer end of the package abuts against the cup washer, and the other against the washer of the rubber-metal hinge assembly; a hydraulic telescopic shock absorber designed to absorb and dissipate the energy of suspension vibrations, having a cylindrical closed body and a retractable cylindrical rod located axially inside the package of elastomeric elements in such a way that the shock absorber body acts as a guide vane of the package of elastomeric elements; a glass located axially with respect to the package of elements and the shock absorber, having the shape of a hollow cylinder with one open and one closed ends, in the plane of which there is a thrust washer, designed to transfer loads from the sprung parts of the vehicle to the package of elastomeric elements and the shock absorber rod during deformation devices and having a node for connection with sprung parts of the vehicle; a rubber-metal hinge assembly designed to connect the device to the unsprung parts of the vehicle and transfer forces to the package of elastomeric elements through the intermediate washer and to the shock absorber, the body of which is formed by two intersecting cylinders, one of which is axially connected to the lower part of the shock absorber body, the other fixes the hinge in this way that the axis of the hinge is perpendicular to the axis of the package of elements and the shock absorber. 2. Гидроэластомерное упругодемпфирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанный амортизатор имеет однотрубную конструкцию.2. Hydroelastomer elastic-damping device according to claim 1, characterized in that said shock absorber has a single-tube design. 3. Гидроэластомерное упругодемпфирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанный амортизатор имеет двухтрубную конструкцию.3. Hydroelastomer elastic-damping device according to claim 1, characterized in that said shock absorber has a two-pipe design. 4. Гидроэластомерное упругодемпфирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанный стакан содержит узел крепления устройства к подрессоренным частям транспортного средства с упругими резиновыми или эластомерными буферами, расположенный аксиально с осью стакана.4. Hydroelastomer resilient damping device according to claim 1, characterized in that said cup contains a device fastening unit to sprung parts of the vehicle with elastic rubber or elastomeric buffers, located axially with the cup axis. 5. Гидроэластомерное упругодемпфирующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанный стакан содержит узел крепления устройства к подрессоренным частям транспортного средства с резинометаллическим шарниром, ось которого перпендикулярна оси стакана.5. Hydroelastomer resilient damping device according to claim 1, characterized in that the said glass contains a device fastening unit to the sprung parts of the vehicle with a rubber-metal hinge, the axis of which is perpendicular to the axis of the glass.
RU2021124718A 2021-08-20 2021-08-20 Hydroelastomeric elastic-damping device of the vehicle suspension system RU2767801C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021124718A RU2767801C1 (en) 2021-08-20 2021-08-20 Hydroelastomeric elastic-damping device of the vehicle suspension system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021124718A RU2767801C1 (en) 2021-08-20 2021-08-20 Hydroelastomeric elastic-damping device of the vehicle suspension system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767801C1 true RU2767801C1 (en) 2022-03-22

Family

ID=80819178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021124718A RU2767801C1 (en) 2021-08-20 2021-08-20 Hydroelastomeric elastic-damping device of the vehicle suspension system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767801C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4415146A (en) * 1981-02-03 1983-11-15 Sitko James R Suspension strut assembly
US5104101A (en) * 1990-04-25 1992-04-14 Miner Enterprises, Inc. Buffer cartridge
EP0518126A1 (en) * 1991-05-31 1992-12-16 Bergische Stahl-Industrie Spring with shock absorber for railway vehicle
RU146944U1 (en) * 2014-06-10 2014-10-20 Олег Николаевич ГОЛОВАЧ VEHICLE SUSPENSION DAMPER AND VEHICLE WITH ITS APPLICATION
RU2596207C2 (en) * 2010-06-24 2016-08-27 Майнер Эластомер Продактс Корпорейшн Two-stage damping device for suspension system of high-capacity off-road vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4415146A (en) * 1981-02-03 1983-11-15 Sitko James R Suspension strut assembly
US5104101A (en) * 1990-04-25 1992-04-14 Miner Enterprises, Inc. Buffer cartridge
EP0518126A1 (en) * 1991-05-31 1992-12-16 Bergische Stahl-Industrie Spring with shock absorber for railway vehicle
RU2596207C2 (en) * 2010-06-24 2016-08-27 Майнер Эластомер Продактс Корпорейшн Two-stage damping device for suspension system of high-capacity off-road vehicle
RU146944U1 (en) * 2014-06-10 2014-10-20 Олег Николаевич ГОЛОВАЧ VEHICLE SUSPENSION DAMPER AND VEHICLE WITH ITS APPLICATION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU595844B2 (en) Side load compensating air suspension
US8978845B2 (en) Frequency/pressure sensitive shock absorber
JP3538364B2 (en) shock absorber
US20150159727A1 (en) Valve structure of shock absorber
WO2017012112A1 (en) Oil damper for train
JP3268454B2 (en) Wheel suspension method and suspension device
US11187298B2 (en) Extension assembly for damper
CN111267569B (en) Self-adaptive suspension chassis system based on mechanical link mechanism
US20090200718A1 (en) Spring Shock Absorber for a Motor Vehicle
CN115126813B (en) Intelligent shock absorber of strong shock attenuation
US11007835B2 (en) Spring assembly for a vehicle suspension
RU2767801C1 (en) Hydroelastomeric elastic-damping device of the vehicle suspension system
JPS63125417A (en) Air spring-damper for car suspension system
KR20120058149A (en) Shock absorber for vehicle
RU2747314C1 (en) Vehicle spring device
US5186439A (en) Friction compensating automotive suspension strut
CN111520429A (en) Nonlinear dynamic vibration absorber
CN113396071A (en) Single suspension module
US11649877B2 (en) Elastomer spring/damper
RU220246U1 (en) HYDRAULIC SHOCK ABSORBER WITH RECOVERY STROKE DAMPING BUFFER DEVICE
CN113251097B (en) Elastic damping device
RU204114U1 (en) Pneumohydraulic shock absorber
US11904650B2 (en) Shock absorber
JPH02309031A (en) Oil-hydraulic damper for car
KR100542071B1 (en) Shock absorber for automobiles