RU89647U1

RU89647U1 - STEERING DAMPER

Info

Publication number: RU89647U1
Application number: RU2009123068/22U
Authority: RU
Inventors: Андрей Иванович Бахтемиров; Абрам Исаакович Глейзер; Самсон Рамизович Емельянов
Original assignee: Андрей Иванович Бахтемиров; Абрам Исаакович Глейзер; Самсон Рамизович Емельянов
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2009-12-10

Abstract

Демпфер рулевого механизма, включающий в себя внутренний корпус, выполненный с возможностью закрепления демпфера на валу рулевого колеса соосно с ним, наружный корпус, крышку наружного корпуса, причем внутренний корпус, наружный корпус и крышка наружного корпуса образуют замкнутую кольцевую полость, масляные уплотнения между корпусами, наборы стопорных колец и дистанционных втулок, отличающийся тем, что наружный корпус жестко зафиксирован от осевого перемещения, например, при помощи стопорных колец, кроме того, замкнутая кольцевая полость заполнена вязкой рабочей жидкостью, а также в замкнутой кольцевой полости располагаются соосно с валом рулевого колеса и неподвижных дисков, жестко связанных с наружным корпусом, наборы вращающихся дисков, зафиксированных на внутреннем корпусе, причем подвижные диски чередуются с неподвижными с некоторыми осевыми зазорами, таким образом, чтобы обеспечивать необходимый коэффициент сопротивления.The damper of the steering mechanism, including an inner housing configured to fasten the damper to the shaft of the steering wheel coaxially with it, the outer housing, the cover of the outer housing, the inner housing, the outer housing and the cover of the outer housing form a closed annular cavity, oil seals between the housings, sets of retaining rings and spacer sleeves, characterized in that the outer housing is rigidly fixed from axial movement, for example, by means of retaining rings, in addition, a closed annular floor The fluid is filled with a viscous working fluid, and also in the closed annular cavity are aligned with the shaft of the steering wheel and fixed disks rigidly connected to the outer casing, sets of rotating disks fixed on the inner casing, and the moving disks alternate with the fixed disks with some axial clearances, thus to provide the necessary coefficient of resistance.

Description

Полезная модель относится к демпфирующим устройствам, а именно к средствам гашения вынужденных и свободных колебаний управляемых колес и кинематически связанного с ними механизма управления транспортных средств, например, легковых автомобилей.The utility model relates to damping devices, namely, to means for damping forced and free vibrations of steered wheels and the kinematically associated control mechanism of vehicles, for example, passenger cars.

Аналогичными являются: демпфер (авторское свидетельство №1030598, МПК F16F 7/10 опубл. 23.07.83, Бюл. №27), имеющий корпус, заполненный рабочей средой, массу (маховик) с двумя полостями, размещенную в корпусе с зазором по наружному диаметру и выполненную из материала, плотность которого меньше, чем плотность рабочей среды, а так же упругие элементы, связывающие массу с корпусом, гидравлический виброгаситель, имеющий поршень, в котором выполнены ряд сквозных аксиальных отверстий, упругие элементы, взаимодействующие с корпусом и поршнем и обеспечивающие заданную частоту настройки гасителя, и рабочую жидкость, полностью заполняющую внутреннюю полость под избыточным давлением.Similar are: damper (copyright certificate No. 1030598, IPC F16F 7/10 publ. 23.07.83, Bull. No. 27), having a housing filled with a working medium, a mass (flywheel) with two cavities, placed in a housing with a gap along the outer diameter and made of a material whose density is less than the density of the working medium, as well as elastic elements that connect the mass to the body, a hydraulic vibration damper having a piston in which a series of through axial holes are made, elastic elements interacting with the body and the piston and providing a predetermined frequency of the damper setting, and a working fluid that completely fills the internal cavity under excessive pressure.

Недостаток указанных устройств состоит в том, что они не позволяют осуществлять гашение крутильных колебаний в широком диапазоне частот.The disadvantage of these devices is that they do not allow damping of torsional vibrations in a wide frequency range.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является демпфер (патент 2297562, F16F 15/173, опубл. 20.04.2007, Бюл. №11), состоящий из корпуса, закрепленного на валу и вращающегося вместе с ним, и крышки, образующих полость, внутри которой располагается маховик. Полость целиком заполнена вязкой жидкостью. Маховик имеет возможность вращаться относительно корпуса. Момент вязкого трения между маховиком и корпусом определяется поверхностью трения, вязкостью жидкости и амплитудой относительных смещений корпуса и маховика.The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a damper (patent 2297562, F16F 15/173, publ. 04/20/2007, Bull. No. 11), consisting of a housing mounted on the shaft and rotating with it, and a cover forming the cavity inside which the flywheel is located. The cavity is completely filled with a viscous fluid. The flywheel has the ability to rotate relative to the housing. The moment of viscous friction between the flywheel and the housing is determined by the friction surface, fluid viscosity and the amplitude of the relative displacements of the housing and the flywheel.

Недостатками данного устройства, исключающими возможность его применения для гашения колебаний в рулевом механизме, являются:The disadvantages of this device, excluding the possibility of its use for damping vibrations in the steering mechanism, are:

1. Наличие радиального зазора между валом и маховиком. При высоких скоростях, на которое и рассчитано устройство, этот зазор под действием гидродинамических сил заполняется рабочей жидкостью и приобретает свойство гидродинамического подшипника. Но при малых угловых скоростях, присущих валу рулевого колеса, такой эффект полностью исключается, и при движении в подобном устройстве неизбежно появление сухого трения, ударов и значительных износов.1. The presence of a radial clearance between the shaft and the flywheel. At high speeds, for which the device is designed, this gap under the influence of hydrodynamic forces is filled with a working fluid and acquires the property of a hydrodynamic bearing. But at low angular speeds inherent in the steering wheel shaft, this effect is completely eliminated, and when moving in such a device, the appearance of dry friction, impacts and significant wear is inevitable.

2. Демпфирующий эффект в данном и подобных устройствах напрямую связан с массой, точнее, с массовым полярным моментом маховика., а в случае его использование в механизме рулевого управления масса и размер маховика имели бы недопустимо большие значения. Задачей заявляемого изобретения является снижения уровня колебаний в рулевом механизме, повышение долговечности его конструкции и управляемости транспортного средства.2. The damping effect in this and similar devices is directly related to the mass, more precisely, to the mass polar moment of the flywheel., And if it were used in the steering mechanism, the mass and size of the flywheel would have unacceptably large values. The task of the invention is to reduce the level of fluctuations in the steering mechanism, increase the durability of its design and controllability of the vehicle.

Технический результат заключается в обеспечении эффективного гашения угловых колебаний управляемых колес и кинематически связанного с ними механизма рулевого управления.The technical result is to ensure effective damping of the angular oscillations of the steered wheels and the kinematically associated steering mechanism.

Технический результат достигается тем, что демпфер рулевого механизма, включающий в себя внутренний корпус, выполненный с возможностью закрепления демпфера на валу рулевого колеса соосно с ним, наружный корпус, крышку наружного корпуса, причем внутренний корпус, наружный корпус и крышка наружного корпуса образуют замкнутую кольцевую полость, масляные уплотнения между корпусами, наборы стопорных колец и дистанционных втулок, содержит наружный корпус, жестко зафиксированный от осевого перемещения, например, при помощи стопорных колец, кроме того, замкнутая кольцевая полость заполнена вязкой рабочей жидкостью, а также в замкнутой кольцевой полости располагаются соосно с валом рулевого колеса и неподвижных дисков, жестко связанных с наружным корпусом, наборы вращающихся дисков, зафиксированных на внутреннем корпусе, причем подвижные диски чередуются с неподвижными с некоторыми осевыми зазорами, таким образом, чтобы обеспечивать необходимый коэффициент сопротивления.The technical result is achieved by the fact that the damper of the steering mechanism, including the inner casing, configured to fasten the damper to the shaft of the steering wheel coaxially with it, the outer casing, the cover of the outer casing, and the inner casing, the outer casing and the cover of the outer casing form a closed annular cavity , oil seals between the housings, sets of retaining rings and spacer sleeves, contains an outer housing rigidly fixed from axial movement, for example, using retaining rings, to In addition, the closed annular cavity is filled with a viscous working fluid, and also in the closed annular cavity are located coaxially with the steering wheel shaft and fixed disks rigidly connected to the outer casing, sets of rotating disks fixed on the inner casing, and the moving disks alternate with the fixed disks with some axial clearances, so as to provide the necessary coefficient of resistance.

Конструкция поперечного разреза демпфера показана на чертеже.The design of the cross section of the damper is shown in the drawing.

Демпфер рулевого механизма устроен следующим образом.The steering damper is arranged as follows.

Демпфер закреплен на валу рулевого колеса 1 и включает в себя наружный корпус 2, зафиксированный от поворота относительно кузова автомобиля, например, посредством скользящей шпонки 3, взаимодействующий с радиальным прямоугольным пазом 4, выполненным на торце наружного корпуса, крышку наружного корпуса 5, набор вращающихся дисков 6, жестко закрепленных на внутреннем корпусе 7 соосно с валом 1, набор неподвижных дисков 8, жестко связанных с наружным (неподвижным) корпусом, масляные уплотнения 9, герметизирующие радиальные зазора между корпусами, стопорные кольца 10 и набор дистанционных втулок 11 и 12, обеспечивающее заданное относительное осевое расположение корпусов и подвижных и неподвижных дисков. Внутренняя полость демпфера заполнена вязкой рабочей жидкостью 13, вращающиеся диски чередуются с неподвижными, причем между их торцевыми поверхностями устанавливаются некоторые зазоры Δ.The damper is mounted on the shaft of the steering wheel 1 and includes an outer casing 2, fixed from rotation relative to the car body, for example, by means of a sliding key 3, interacting with a radial rectangular groove 4, made at the end of the outer casing, the cover of the outer casing 5, a set of rotating disks 6, rigidly fixed on the inner case 7 coaxially with the shaft 1, a set of fixed disks 8, rigidly connected with the outer (fixed) case, oil seals 9, sealing radial clearance between the cases , The locking ring 10 and a set of spacer sleeves 11 and 12, providing a predetermined location relative axial housings and movable and fixed disks. The internal cavity of the damper is filled with a viscous working fluid 13, the rotating disks alternate with the stationary ones, and some gaps Δ are established between their end surfaces.

Демпфер работает следующим образом.Damper works as follows.

При угловых колебаниях рулевого колеса с валом, каждый элемент подвижного диска площадью dS=r·dr·dφ начинает двигаться с относительной окружной скоростью ν=r·ω, где r - радиус выделенного элемента, ω - круговая частота указанных угловых колебаний, dφ - элемент центрального угла подвижного диска. Так как это движение происходит в вязкой жидкости, то оно приводит к появлению элементарной силы сопротивления, направленной против скорости v и равной , и соответствующему моменту сопротивления, направленному в сторону, противоположную ω:With angular vibrations of the steering wheel with the shaft, each element of the movable disk with an area dS = r · dr · dφ begins to move with a relative peripheral speed ν = r · ω, where r is the radius of the selected element, ω is the circular frequency of the indicated angular vibrations, dφ is the element central angle of the movable disk. Since this motion occurs in a viscous fluid, it leads to the appearance of an elementary resistance force directed against the velocity v and equal to , and the corresponding moment of resistance directed in the direction opposite to ω:

dM=r·dFdM = r dF

После интегрирования в соответствующих пределах находим коэффициент сопротивления демпфера:After integration within the appropriate limits, we find the coefficient of resistance of the damper:

где η - коэффициент динамической вязкости рабочей жидкости, z - число подвижных дисков, D и d - наружные и внутренние диаметры дисков.where η is the dynamic viscosity coefficient of the working fluid, z is the number of movable disks, D and d are the outer and inner diameters of the disks.

Предполагается что конструкция, показанная на рис.1, является неразъемной, выполненной, например, с помощью пайки. Однако, возможны и другие варианты конструкции, работающей по принципу, положенному в основу изобретения.It is assumed that the design shown in Fig. 1 is one-piece, made, for example, by soldering. However, there are other possible designs that work on the basis of the invention.

При практической реализации конструкция оказывается весьма компактной. Например, при числе подвижных дисков z=10, и их толщине 0,5 мм, размер демпфера в осевом направлении не превышает 15…20 мм.In practical implementation, the design is very compact. For example, with the number of movable disks z = 10 and their thickness 0.5 mm, the size of the damper in the axial direction does not exceed 15 ... 20 mm.

Предлагаемая полезная модель позволяет снизить уровень колебаний в управляемый колесах и кинематически связанного с ним механизма рулевого управления.The proposed utility model allows to reduce the level of vibrations in the steered wheels and the kinematically associated steering mechanism.

Claims

The damper of the steering mechanism, including an inner housing configured to fasten the damper to the shaft of the steering wheel coaxially with it, the outer housing, the cover of the outer housing, the inner housing, the outer housing and the cover of the outer housing form a closed annular cavity, oil seals between the housings, sets of retaining rings and spacer sleeves, characterized in that the outer housing is rigidly fixed from axial movement, for example, by means of retaining rings, in addition, a closed annular floor The fluid is filled with a viscous working fluid, and also in the closed annular cavity are located coaxially with the shaft of the steering wheel and fixed disks rigidly connected to the outer casing, sets of rotating disks fixed on the inner casing, and the moving disks alternate with the fixed disks with some axial clearances, thus to provide the necessary coefficient of resistance.