Амортизатор двухстороннего действия – Амортизатор автомобиля: устройство, виды, особенности и подбор амортизаторов

Односторонние и двусторонние амортизаторы

Односторонние и двусторонние амортизаторы

Амортизаторы по конструкции подразделяются на две группы: однотрубные и двухтрубные.

Ответ в чем разница между амортизаторами одностороннего действия от двухстороннего очень прост. Разница в его работе. Название действия говорит само за себя, а именно амортизатор одностороннего действия работает в одну сторону (на вытягивание) то есть идёт туго, благодоря чему он обеспечивают более плавный ход.  На сжатие амортизатор работает свободно, но если при росте неровности дороги и скорости подвеска не успевает занять исходное положение, чтоб погасить следующий удар, вы получаете так называемый «пробой». 

Однотрубные амортизаторы стали завоевывать сердца автолюбителей. Конструкция их наиболее совершенна, она подразумевает наличие двух полостей, рабочей и буферной, разделенных подвижным поршнем. При этом рабочая полость заполняется маслом, а буферная — газом высокого давления. В сущности однотрубный амортизатор обеспечивает надежную изоляцию газа от жидкости, благодаря наличию поршня. Но с появлением двусторонних амортизаторов односторонняя конструкция теряет востребуемость и постепенно выходит из употребления.

Второй тип — двусторонний амортизатор — работает в обоих направлениях, благодаря чему он наиболее надежен. Работа такого типа амортизатора может быть скорректирована в зависимости от необходимого соотношения мягкости движения и стабильности поведения автомобиля на дороге.

К справке: Советский автомобиль довоенного периода ГАЗ-11-73 1940 года выпускали уже с поршневыми амортизаторами двойного действия.  

Двухтрубные конструкции занимают сейчас лидирующую позицию на современном автомобильном рынке, но менее надежны, чем однотрубные. По сути двухтрубные амортизаторы представляют собой две соосные, вставленные одна в другую, трубы, внешняя из которых играет роль корпуса, а внутренняя является рабочей, она заполнена жидкостью и в ней происходит перемещение поршня. Зазор между труб также заполнен жидкостью для компенсации утечек и охлаждения, а также воздухом, компенсирующим изменение объема за счет температурного расширения и движения штока.

В автоспорте двухтрубные системы не применяются, поскольку не обеспечивают требований надежности и безопасности в условиях спортивных нагрузок.

По типу действия амортизаторы также подразделяются на односторонние и двусторонние. В первом случае, гашение колебаний происходит при отбое, а на стадии сжатия подвески оно минимально. Т.е. фактически амортизатор работает в одном направлении. Это свойство делает односторонний амортизатор несовершенным при езде автомобиля по сильно искривленной поверхности на высокой скорости, поскольку подвеска не успевает вернуться в исходное положение. Возникают «пробои» амортизатора, принуждающие водителя снизить скорость.

Наша компания производит ремонт и восстановление амортизаторов всех конструкций, не зависимо от вида транспорта. Работа производится на современном сертифицированном оборудовании, оснащенном системами автоматизации, благодаря чему минимизируются риски человеческой ошибки и повышается качество и скорость производства работ. Ремонт производится в две стадии: диагностика и, собственно, ремонт на основе проведенных исследований.


Жёсткость подвески

Жёсткость подвески из-за действия двустороннего амортизатора.

Практически все пружины, идущие на сборочные конвейеры автопроизводителей, имеют

линейную характеристику сопротивления нагрузке.

zhestkostТакие пружины рассчитываются и производятся по сопромату, который учитывает несущую способность материала, жесткость и устойчивость. Указанных параметров недостаточно для обеспечения комфортной езды по различным дорожным покрытиям. И это следует учитывать при покупке автомобиля или комплектующих к нему.

Если на вашем автомобиле стоит подвеска заводской сборки, а в процессе эксплуатации все же ощущается жёсткость (на асфальте с небольшими неровностями или на гребенке, на скорости), то это может быть результатом неправильной работы как пружин, так и амортизаторов — по отдельности или вместе взятых. В большинстве случаев эта проблема вызвана установкой амортизаторов двустороннего действия

(тугой вход-выход штока), которые были разработаны для устранения проблем в работе с холоднокатаными пружинами. Холоднокатаная пружина во взаимодействии с односторонним амортизатором приводит к пробоям подвески автомобиля, то есть при преодолении незначительных препятствий (лежачий полицейский, яма и т.д.) пружина мгновенно теряет высоту, и подвеска ударяется в демпферные резинки, через которые все удары подвески (рычаги, мосты, балка) передаются в кузов. Данная недоработка остро ощущается при эксплуатации подвески машины по российским дорогам.

Работа двустороннего амортизатора заключается в увеличении времени хода колеса для исключения пробоя подвески, тем самым амортизатор принимает на себя часть работы пружины, что недопустимо. Двухсторонние амортизаторы хороши на гладких поверхностях дорог, а при движении по поверхности с резкими перепадами высоты ±3 см (к примеру, при движении по гребёнке), амортизатор перестает сокращаться и создает эффект «телеги или табуретки». Это происходит потому, что при резком и коротком ударе в колесо за миллисекунды и с силой в 3-5 тонн гидравлика амортизатора не успевает срабатывать на сжатие. Вследствие этого ударные нагрузки передаются от колеса через шток амортизатора в кузов автомобиля, что вызывает дискомфорт.

Обозначенная выше проблема решается использованием пружин с нелинейной (прогрессивной) характеристикой сопротивления нагрузке и амортизаторами одностороннего действия, в которых шток вдавливается легко, а выходит с большим усилием. При наличии такого тандема (амортизатор-пружина), при резком и коротком ударе в колесо шток амортизатора максимально быстро входит в корпус резервуара амортизатора, не преодолевая сопротивления гидравлики на сжатии. При такой работе подвески достигается максимальный комфорт при движении по любой дороге.

Амортизатор и с чем его едят

Амортизатор — демпфирующее устройство, являющееся важным компонентом шасси. Шасси автомобиля — главная составляющая, которая отвечает за его поведение на дороге.

Как известно, подвеска машины обеспечивает упругую связь между подрессоренными и неподрессоренными массами автомобиля. К первым относится кузов со всем содержимым, рама и двигатель, ко вторым – колеса, мосты и часть элементов самой подвески. Если от упругой связи отказаться, т.е. лишить автомобиль подвески, то все вертикальные перемещения колеса, катящегося по неровностям дороги, вызовут точно такие же по амплитуде перемещения той или иной части автомобиля и, соответственно, людей, находящихся в нем. Вам когда-нибудь доводилось ездить на телеге?

Так вот, автомобиль без подвески – то же самое, разве что воздух в шинах немного смягчит ход.

Амортизатор призван обуздать возникающий при работе упругого элемента подвески колебательный процесс. Мы уже разобрались в том, что помимо уменьшения раскачки кузова, т.е. улучшения плавности хода машины, его наличие позволяет оптимизировать прижатие колеса к дороге. Специальные исследования показали, что автомобиль с неисправными амортизаторами отдельных колес хуже разгоняется и имеет больший тормозной путь, а при маневрировании ухудшается его устойчивость.

Итак, для того что бы гасить колебания подвески или рассеивать энергию сжатого/растянутого упругого элемента были изобретены амортизаторы. Появились они на автомашинах давно. Как они выглядят сейчас, знают, наверное, все. Это обычно телескопические стойки с монтажными креплениями. Но амортизаторы не всегда были такими. Проследим эволюционный путь амортизатора.

С момента появления первых работоспособных автомобилей их создатели пытались решить две задачи: обеспечить комфорт водителя и пассажиров и удержать колеса на дороге для безопасного и динамичного движения. Так у автомобиля появился упругий элемент, выполняющий одновременно функцию направляющего устройства — листовая рессора.

Позже к ней добавилась пневматическая шина, что сделало езду на автомобиле ощутимо комфортнее. Однако это не решило вопроса удерживания колеса на дороге, что необходимо для непрерывной передачи всех сил между ними. В противном случае какой смысл в мощных двигателях, тягу которых невозможно полностью реализовать, четком рулевом механизме, который не имеет возможности в любой момент контролировать и управлять колесами.

Добавьте к этому то, что жесткость рессорной подвески первых автомобилей была очень высока, и получите эффект, который производила любая неровность, встречавшаяся на пути машины. От нее колесо подпрыгивало вверх, неизбежно передавая удар на раму и кузов, о чем потом напоминали водителю и его спутникам долго затухающие колебания. С этим надо было что-то делать. Поначалу, когда скорости были незначительными, заметили, что колебания гасятся за счет трения между листами рессор. Это навело на мысль оснастить подвеску дополнительным устройством, которое использует это физическое явление.

Так появились первые амортизаторы, получившие название фрикционных.

Они представляли собой два рычага, соединенные шарнирно болтом, один из которых опирался на раму, а другой был связан с подвеской. Между рычагами находились фрикционные диски, взаимное вращение которых обеспечивало нужное демфирование, а затягивая или ослабляя болт, можно было менять сопротивление амортизаторов. Такая конструкция была очень простой, но имела существенный недостаток в виде недолговечности и необходимости частой регулировки.

Однако конструкторская мысль не стояла на месте. Принцип действия амортизаторов — перевод одного вида энергии в другой — был известен, осталось только заменить сухое трение… «мокрым», при котором сопротивление движению оказывает протекающая через калиброванные отверстия или подпружиненные клапана жидкость. Это было реализовано в первых гидравлических амортизаторах так называемого рычажного типа, появившихся в тридцатые годы прошлого века.

В них рычаг, который часто выполнял функцию направляющего устройства, воздействовал на подпружиненный поршень при ходе отбоя подвески, который, в свою очередь, давил на жидкость, перетекающую через демфирующий клапан.

Этот клапан также имел свою пружину, регулировкой преднатяга которой можно было изменить характеристику амортизатора. При сжатии поршень создавал разряжение увлекал за собой жидкость, которая также проходила с сопротивлением через клапан. Казалось бы, вот оно решение проблемы, но кроме явных преимуществ в виде компактности, уже упомянутой возможности выполнять направляющие функции подвески и наличия внешней регулировки, рычажные амортизаторы имели существенные недостатки. К ним относятся массивность, сложность изготовления и большие внутренние силы на деталях амортизатора и его опорах на кузове или раме. Применялись амортизаторы одностороннего действия, которые работают только на отбой и не оказывают влияния на работу подвески при ходе сжатия.

Известны лопастные (крыльчатые) гидравлические амортизаторы

в которых демпфирование колебаний происходит за счет поворота лопастей с калиброванными отверстиями в корпусе, заполненном вязкой жидкостью. До классического гидравлического двухтрубного амортизатора двухстороннего действия был пройден длинный эволюционный путь.

Гидравлические амортизаторы

Классический гидравлический амортизатор состоит из цилиндра, размещенного в трубе. Зазор между этими деталями образует компенсационную камеру. В цилиндр вставляется поршень, шток которого соединяется с неподвижной частью подрессоренной массы (рама, кузов авто). Низ внешней трубы связан с неподрессоренной массой автомобиля (мостом, рычагом независимой подвески). В поршне и в нижней части цилиндра имеются перепускные и разгрузочные клапаны, а также калиброванные отверстия.

Принцип действия классического амортизатора:

При ходе сжатия (колесо наезжает на выступ дорожного полотна) шток с поршнем вдвигается в цилиндр и амортизатор сжимается. При этом рабочая жидкость перетекает через отверстия в поршне в надпоршневую полость. Поскольку часть объема цилиндра теперь занимает вдвинувшийся шток, излишек жидкости через клапан сжатия в нижней части цилиндра выдавливается в компенсационную камеру. При ходе отбоя (колесо съезжает с выступа или проваливается в яму) процесс развивается в обратном порядке, только жидкость теперь идет через другие клапаны и перепускные отверстия с иной пропускной способностью. Поэтому сопротивление амортизатора при ходе сжатия и отбоя не одинаково: он легче сжимается, чем разжимается, не давая кузову раскачаться. При резких ударах колеса о дорогу сила сопротивления амортизатора ограничивается благодаря открытию разгрузочных клапанов, что снижает воздействие на подрессоренную массу.

Сейчас существует различные типы амортизаторов гидравлические, газо-маслянные, газовые, однотрубные, двухтрубные.

Все типы соответствуют тем задачам, что на них возложены, где — то это применение только в легковых авто, где то — езда на скоростных трассах, но для коммерческого транспорта – грузовиков, троллейбусов, автобусов, прицепов и полуприцепов самый подходящий — это классический тип – гидравлический двухтрубный, что выпускает Первоуральский Автоагрегатный завод.

Амортизаторы Первоуральского автоагрегатного завода

Амортизаторы Первоуральского автоагрегатного завода служат верой и правдой благодаря простоте конструкции, надежности, долговечности и эффективности работы. Покупайте классику и вы не ошибетесь.

Амортизаторы автомобиля | Амортизаторы

При движении автомобиля вследствие деформации рессор возникают колебания рамы и кузова автомобиля. Для быстрого гашения этих колебаний служат амортизаторы, устанавливаемые между рамой и осями автомобиля.

Амортизатор, оказывая незначительное сопротивление прогибу рессоры при наезде на препятствие, не позволяет рессоре сделать резкого обратного толчка. Быстрое гашение возникших от наезда на препятствие колебаний рессоры повышает плавность хода и устойчивость автомобиля и увеличивает срок службы рессор.

На автомобилях устанавливаются гидравлические поршневые амортизаторы двухстороннего действия. Принцип их действия состоит в перекачивании жидкости из одной полости корпуса в другую через узкие отверстия и каналы, создающие сопротивление движению жидкости.

Амортизаторы по конструктивному исполнению подразделяются на:

  • рычажные
  • телескопические

Рычажный амортизатор состоит из чугунного корпуса 8 с навертывающимися снаружи крышками 13 и 28, валика 5 с кулачком в и наружным рычагом 15, двух поршней 4 и 11 и четырех клапанов — двух перепускных 1 и 19, клапана отдачи 22 и клапана сжатия 24.

Рис. Устройство и схема работы рычажного амортизатора: а — устройство; б — ход сжатия; в — ход отдачи; 1 и 19 — перепускные клапаны поршней; 2 — стяжной винт поршней; 3 и 12 — упорные головки поршней; 4 и 11 — поршни; 5 — валик; 6 — кулачок; 7 — заглушка; 8 — корпус; 9 — сальник валика; 10 — пробка заливного отверстия; 13 и 28 — крышки цилиндров; 14 — пружина перепускного клапана; 15 — рычаг амортизатора; 16 — палец; 17 — резиновая втулка; 18 — стойка амортизатора; 20 — стержень клапана отдачи; 21 — пружина клапана отдачи; 22 — клапан отдачи; 23 — втулка клапана отдачи; 24 — клапан сжатия; 25 — наружная пружина клапана сжатия; 26 — внутренняя пружина клапана сжатия; 27 — стальная прокладка; 29 — фибровая прокладка

В корпусе 8 имеются цилиндрические полости, в которых установлены поршни 4 и 11. Поршни между собой соединены двумя стяжными винтами 2. В каждом поршне имеются упорные головки 3 и 12, между которыми входит кулачок 6, установленный на шлицах внутреннего конца валика 5.

На наружном конце валика также на шлицах посажен рычаг 15 амортизатора. Валик смонтирован в двух втулках, впрессованных в корпус. В месте выхода валика из корпуса установлен сальник 9. В верхней части корпуса амортизатора имеется отверстие, закрываемое пробкой 10, для заливки амортизаторной жидкости. В поршнях имеются отверстия, закрываемые клапанами 1 и 19. Через эти клапаны полости цилиндров заполняются жидкостью из центральной камеры картера. Между собой цилиндры соединены каналами с клапанами 22 и 24. Все клапаны в поршнях и каналах одностороннего действия, т.е. пропускают жидкость только в одном направлении. Клапаны 1 и 19 прижимаются к своим седлам пружинами 14 и пропускают жидкость только из картера в цилиндр.

Клапан 24 сжатия имеет две пружины: внутреннюю 26 и наружную 25. Внутренняя пружина постоянно прижимает клапан к седлу, а наружная вступает в работу после некоторого открытия клапана.

Клапан 22 отдачи имеет одну пружину 21. Впереди тарелки клапана выполнена втулка 23 с прямоугольным окном в стенке. При открытии клапана жидкость входит внутрь втулки и через окно поступает в щель под тарелку клапана.

При ходе сжатия рессоры поршни амортизатора двигаются вправо и перегоняют жидкость из правого цилиндра в левый по каналу через клапан сжатия. При медленном движении поршней клапан сжимает внутреннюю пружину 26 и немного приоткрывается. При быстром движении поршней клапан,- сжимая наружную сильную пружину, открывается на большую величину, увеличивая тем самым сечение для прохода жидкости.

Рис. Устройство и схема работы телескопического амортизатора: а — ход отдачи; б — ход сжатия; А — отверстие для слива жидкости в резервуар; П — полость резервуара; 1 — проушина; 2 — гайка резервуара; 3 — резиновый сальник штока; 4 — сальник резервуара; 5 — перепускной клапан; 6 — отверстие наружного ряда; 7 — клапан отдачи; 8 — пружина клапана отдачи; 9 — впускной клапан; 10 — клапан сжатия; 11 — пружина клапана сжатия; 12 — отверстие клапана сжатия; 13 — отверстие впускного клапана; 14 — поршень; 15 — отверстие внутреннего ряда; 16 — резервуар; 17 — цилиндр: 18 — шток; 19 — кожух

Однако часть жидкости из правого цилиндра протекает в центральную камеру картера через зазоры между поршнем и стенками цилиндра и не поступает в левый цилиндр. Пополнение левого цилиндра жидкостью из центральной камеры происходит через перепускной клапан 1.

При ходе отдачи рессоры поршни амортизатора перемещаются влево и перегоняют жидкость из левого цилиндра в правый. При этом клапан 22 открывается и жидкость по каналу переходит в левый цилиндр, а количество жидкости в цилиндре пополняется из центральной камеры через перепускной клапан 19.

Корпус амортизатора крепится к раме автомобиля, а его рычаг — через стойку к кожуху моста. В отверстиях головки рычага установлена резиновая втулка.

Телескопический амортизатор представляет собой стальной резервуар 16 с приваренной к нему нижней проушиной 1, образующей дно резервуара, в который вставлен рабочий цилиндр 17. Внутри рабочего цилиндра находится шток 18 амортизатора, соединенный верхней частью с верхней проушиной 1, к которой прикреплен защитный кожух 19 амортизатора. На нижнем конце штока, имеющем резьбу, укреплены с помощью специальной гайки поршень 14 и детали клапана 7, отдачи и перепускного клапана 5. В нижней части рабочего цилиндра в специальном корпусе расположены впускной клапан 9 и клапан сжатия 10.

Принцип действия телескопического амортизатора такой же, как и у рычажного: при растяжении или сжатии амортизатора жидкость, находящаяся внутри его, перетекает из одной полости в другую через небольшие проходные сечения, вследствие чего амортизатор оказывает сопротивление, поглощающее энергию колебательных движений.

Для уяснения принципа работы амортизатора следует иметь в виду, что при любом перемещении поршня изменение объема нижней полости рабочего цилиндра всегда больше, чем изменение объема верхней полости, так как часть объема верхней полости занята штоком поршня. Поэтому при перемещении поршня вниз (ход сжатия) жидкость, вытесняемая из нижней полости рабочего цилиндра, не может перетечь полностью в верхнюю полость и часть ее пройдет через клапан сжатия в резервуар. Наоборот, при перемещении поршня вверх (ход отдачи) объём жидкости, вытесняемой из верхней полости, меньше, чем освобождающийся объем нижней полости и часть жидкости из резервуара перетечет через впускной клапан в нижнюю полость цилиндра.

Таким образом, уровень жидкости в резервуаре непрерывно изменяется: при сжатии амортизатора уровень наивысший, при растяжении — самый низкий.

Работает амортизатор следующим образом. При растяжении амортизатора (рис. а) жидкость, находящаяся над поршнем, испытывает сжатие. Перепускной клапан 5, расположенный со стороны надпоршневого пространства, закрывается и жидкость через отверстия 15 поршня поступает к клапану 7 отдачи. Жесткость дисков клапана и усилие пружины 8 создают необходимое сопротивление амортизатора. В то же время впускной клапан 9, расположенный на корпусе клапана сжатия, открыт и свободно пропускает через отверстия 13 из полости резервуара в рабочий цилиндр 17 часть жидкости, равную объему той части штока 18, которая в данный момент выводится из рабочего цилиндра.

При сжатии амортизатора (рис. б) его поршень движется вниз, перепускной клапан 5 открывается и жидкость свободно перетекает через отверстия 6 поршня в надпоршневое пространство. При этом жидкость в объеме, равном вводимой части штока, вытесняется в резервуар через отверстия 12, предварительно преодолев сопротивление клапана 10 сжатия (впускной клапан 9 закрыт давлением жидкости). Усилие пружины И клапана сжатия создает необходимое сопротивление амортизатора в период хода сжатия.

амортизатор двухстороннего действия — патент РФ 2301362

Изобретение относится к области машиностроения. Амортизатор двухстороннего действия содержит энергопоглощающие упругие элементы и снабжен реверсором. Энергопоглощающие упругие элементы выполнены в виде наружных и внутренних кольцевых клинчатых пружин. Наружные поверхности внутренних кольцевых клинчатых пружин и внутренние поверхности наружных кольцевых клинчатых пружин выполнены коническими. Кольцевые клинчатые пружины собраны соосно в пакет с возможностью взаимодействия попарно друг с другом по упомянутым коническим поверхностям, выполненным с углом конусности, большим угла трения материала кольцевых клинчатых пружин. Реверсор состоит из корпуса, установленного внутри упомянутого пакета кольцевых клинчатых пружин с гарантированным зазором, большим радиальной деформации внутренних кольцевых клинчатых пружин, и цилиндра, размещенного внутри корпуса. Корпус и цилиндр снабжены радиальными упорами, размещенными в разных продольных плоскостях с возможностью взаимного перемещения и взаимодействия с одним из торцов пакета, другой торец которого взаимодействует с подвижным упорным кольцом, установленным на противоположном конце корпуса и упирающимся в сферическую поверхность радиальных упоров штока, размещенного в полости упомянутого цилиндра с возможностью перемещения в его продольных пазах посредством дополнительных выдвижных упоров, размещенных на конце штока, удерживаемых винтовой пробкой, и в продольных пазах корпуса. Шток упирается в буртик подпятника сферического тягового элемента. Другой сферический тяговый элемент установлен на цилиндре с противоположной стороны амортизатора. Достигается возможность двухстороннего действия амортизатора. 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2301362

Изобретение относится к амортизаторам или демпферам трения, в частности к кольцевым пружинам, деформируемым в радиальном направлении аксиальной нагрузкой.

Известны кольцевые пружины, состоящие из набора чередующихся колец с наружными и внутренними коническими поверхностями [1, 2]. Осевая сила, приложенная к пружинам, вызывает на конических поверхностях большие давления, которые заставляют наружные кольца расширяться, а внутренние — сжиматься. Сравнительно малые радиальные деформации колец благодаря малому углу конусности преобразуются в значительные осевые перемещения колец. Сумма осевых перемещений всех колец составляет осадку пружины.

Недостаток этой конструкции в одностороннем ее действии.

Известен амортизатор, содержащий упругий элемент, выполненный в виде встречно направленных полых усеченных конусов, соединенных большими основаниями и имеющих убывающую толщину от меньшего основания к большему. При этом упругий элемент разрезан плоскостями, проходящими через ось амортизатора, на отдельные части [3].

Недостаток изобретения в одностороннем направлении гашения колебаний.

Известны амортизаторы, выполненные на основе клинчатых пружин, снабженные реверсорами, т.е. устройствами, позволяющими нагружать амортизатор в прямом и в обратном направлении [4].

По своей технической сущности последние конструкции в наибольшей мере соответствуют предлагаемой и могут быть приняты в качестве прототипа.

Задачей, решаемой предлагаемой конструкцией, является возможность двухстороннего действия амортизатора.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемая конструкция амортизатора двухстороннего действия, содержащего энергопоглощающие упругие элементы, снабжена реверсором.

Отличительной особенностью конструкции является то, что энергопоглощающие упругие элементы выполнены в виде кольцевых клинчатых пружин, наружные поверхности внутренних пружин и внутренние поверхности наружных пружин выполнены коническими, при этом пружины собранны соосно в пакет с возможностью взаимодействия попарно друг с другом по упомянутым коническим поверхностям, выполненным с углом конусности большим угла трения материала, при этом реверсор состоит из корпуса, установленного внутри пакета энергопоглощающих упругих элементов и цилиндра, размещенного внутри корпуса, причем корпус и цилиндр снабжены радиальными упорами, размещенными в разных продольных плоскостях с возможностью взаимного перемещения и взаимодействия с одним из торцов пакета, другой торец которого взаимодействует с подвижным упорным кольцом, установленным на противоположном конце корпуса и упирающимся в сферическую поверхность радиальных упоров штока, размещенного в полости упомянутого цилиндра с возможностью перемещения в его продольных пазах посредством дополнительных выдвижных упоров, размещенных на конце штока и удерживаемых винтовой пробкой, и в продольных пазах корпуса, при этом шток упирается в буртик подпятника одного сферического тягового элемента, а другой тяговый элемент установлен на цилиндре с противоположной стороны амортизатора.

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого амортизатора, а на фиг.2 — ее поперечный разрез.

Амортизатор двухстороннего действия состоит из энергопоглощающих упругих элементов, выполненных в виде внутренних 1 и наружных 2 кольцевых пружин. Наружные поверхности внутренних пружин 1 и внутренние поверхности наружных пружин 2 выполнены коническими. Реверсор состоит из корпуса 3, установленного внутри пакета упомянутых энергопоглощающих упругих элементов 1, 2 и цилиндра 4, размещенного внутри корпуса 3, причем корпус 3 и цилиндр 4 снабжены радиальными упорами 5 и 6, соответственно размещенными в пазах, расположенных в разных продольных плоскостях с возможностью взаимного перемещения и взаимодействия с одним из торцов пакета, другой торец которого взаимодействует с подвижным упорным кольцом 7, установленным на противоположном конце амортизатора и упирающимся в сферическую поверхность радиального упора 8 штока 9, размещенного в полости упомянутого цилиндра 4 с возможностью перемещения в его продольных пазах посредством дополнительных выдвижных упоров 10, размещенных на конце штока 9 и удерживаемых винтовой пробкой 11, и в продольных пазах корпуса 3, при этом шток 9 упирается в буртик подпятника 12 сферического тягового элемента 13, а другой сферический тяговый элемент 14 установлен на цилиндре 4 с противоположной стороны амортизатора. Сферические головки тяговых элементов 13 и 14 закреплены на креплениях амортизируемых конструкций 15 и 16.

Устройство работает следующим образом. При приложении к тяговым элементам 13, 14 растягивающих усилий, тяговый элемент 13, соединенный с корпусом 3 через радиальный упор 5, взаимодействует с правым торцом пакета пружин 1, 2, а тяговый элемент 14, соединенный с цилиндром 4, а также через выдвижные упоры 10 с радиальными упорами 8 штока 9 и упорное кольцо 7 взаимодействует с левым торцом пакета. Происходит сжатие пакета. Внутренние и наружные пружины 1, 2, взаимодействующие своими коническими поверхностями, внедряются друг в друга и под действием приложенного осевого усилия, преобразованного коническими поверхностями в радиальные, начинают деформироваться. Причем наружные пружины 2 растягиваются, а внутренние 1 — сжимаются, поглощая энергию. Дополнительное поглощение энергии происходит за счет преобразования ее в тепло в результате трения конических поверхностей.

При приложении к амортизатору сжимающих усилий тяговый элемент 14 через радиальные упоры 6 цилиндра 4 взаимодействует с правой стороной пакета пружин, а тяговый элемент 13 через буртик подпятника 12 и радиальные упоры 8 штока 9 взаимодействует с левым торцом пакета, также сжимая его. Поглощение энергии происходит аналогично вышеупомянутому.

Заявитель изготовил опытные образцы амортизатора, которые полностью подтвердили правильность заявленной конструкции.

Использованная литература

1. П.И.Орлов, Основы конструирования, т.3. М., Машиностроение, 1977, стр.200.

2. Справочник машиностроения, т.4, М., 1968, стр.738,

3. АС №1011930, Амортизатор, 1980.

4. И.А.Биргер и др., Расчет на прочность деталей машин. М., Машиностроение, 1979, стр.173 (прототип).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Амортизатор двухстороннего действия, содержащий энергопоглощающие упругие элементы, снабженный реверсором, отличающийся тем, что энергопоглощающие упругие элементы выполнены в виде наружных и внутренних кольцевых клинчатых пружин, при этом наружные поверхности внутренних кольцевых клинчатых пружин и внутренние поверхности наружных кольцевых клинчатых пружин выполнены коническими, кольцевые клинчатые пружины собраны соосно в пакет с возможностью взаимодействия попарно друг с другом по упомянутым коническим поверхностям, выполненным с углом конусности, большим угла трения материала кольцевых клинчатых пружин, а реверсор состоит из корпуса, установленного внутри упомянутого пакета кольцевых клинчатых пружин с гарантированным зазором, большим радиальной деформации внутренних кольцевых клинчатых пружин, и цилиндра, размещенного внутри корпуса, причем корпус и цилиндр снабжены радиальными упорами, размещенными в разных продольных плоскостях с возможностью взаимного перемещения и взаимодействия с одним из торцов пакета, другой торец которого взаимодействует с подвижным упорным кольцом, установленным на противоположном конце корпуса и упирающимся в сферическую поверхность радиальных упоров штока, размещенного в полости упомянутого цилиндра с возможностью перемещения в его продольных пазах посредством дополнительных выдвижных упоров, размещенных на конце штока, удерживаемых винтовой пробкой, и в продольных пазах корпуса, при этом шток упирается в буртик подпятника сферического тягового элемента, другой сферический тяговый элемент установлен на цилиндре с противоположной стороны амортизатора.

Предназначение, устройство и работа телескопического амортизатора

Что же такое амортизатор, зачем он нужен и как устроен?

      Слово амотризатор происходит от французкого amortisseur и используется для гашения, поглащения ударов, колебаний подвижных элементов (подвески, колёс). Амотризатор преобразует механическую энергию движения в тепловую.

      Амортизаторы могут быть одностороннего и двухстороннего действия. Первые обеспечивают затухание колебаний только движения колеса вниз относительно несущей системы, а вторые — как вниз, так и вверх.

      Наиболее распространены гидравлические амортизаторы двухстороннего действия. По конструктивному признаку амортизаторы делятся на рычажные и телескопические.

      В резервуаре 9 (рис. ) телескопического амортизатора двойного действия помещен рабочий цилиндр 8, внутри которого движется поршень 2 со штоком 1. Полость цилиндра заполнена рабочей жидкостью.

      В днище поршня сделаны калиброванные отверстия — вырезы в дроссельном диске. В днище цилиндра помещаются впускной клапан 7 и клапан сжатия 6. Шток, проходящий через направляющую в верхней части цилиндра (на рисунке не показано), крепится к раме машины.

      Внизу корпус амортизатора закрыт вставным дном, выполненным как одно целое с монтажным кольцом 3 для крепления амортизатора к балке передней оси (рамы) машины.

      Амортизатор работает следующим образом. При наезде колеса на препятствие происходит сжатие рессоры, поршень 2 со штоком 1 движется вниз (рис. ). Давление в полости А цилиндра возрастает, перепускной клапан 13 открывается, и через его проходное сечение и калиброванные отверстия 14 наружного ряда жидкость поступает в полость Б над поршнем; частично жидкость вытесняется и из рабочего цилиндра 8 в резервуар 9 через зазор между штоком и его направляющей, установленной в верхней части цилиндра. Резкое сжатие рессоры вызывает быстрое нарастание давления в полости А, клапан сжатия 6 открывается, и жидкость поступает из цилиндра в резервуар, причем воздух, находящийся в верхней части резервуара, сжимается.

      Когда рессора под действием упругих сил выпрямляется (рис. ), шток с поршнем совершает ход отдачи и движется вверх, в результате чего давление в полости Б над поршнем повышается, и жидкость поступает в нижнюю полость цилиндра через калиброванные отверстия 12 внутреннего ряда.

      При ходе отдачи шток выходит из цилиндра, освобождая часть объема, куда поступает жидкость, перетекающая через открывающийся впускной клапан 7 из резервуара 9. В случае резкого хода отдачи открывается также клапан 11, через который перетекает большая часть жидкости из верхней полости цилиндра в нижнюю.

      Принцип действия амортизатора основан на том, что сопротивление жидкости при перетекании ее через калиброванные отверстия тормозят перемещение движущихся частей амортизатора. Клапаны, проходные сечения которых сравнительно велики, предназначены лишь для снижения давления и предохранения деталей от перегрузок.

      Различные амортизаторы применяются на автомобилях, однако повышение рабочих скоростей тракторных агрегатов расширило область их использования — они установлены в подвесках гусеничных тракторов Т-150 и др.

      Подвески автомобилей делятся на зависимые и независимые. У зависимой подвески перемещение одного колеса вызывает перемещение другого колеса того же моста, а у независимой подвески перемещения колес одного моста не зависят друг от друга.

      Зависимую подвеску имеют двухосные грузовые автомобили — у них оба моста подвешиваются к раме на продольных пластинчатых полуэллиптических рессорах. У передних мостов легковых автомобилей независимая подвеска, а у задних — зависимая.

      Преимущества независимой подвески заключаются в способности кузова сохранять свое горизонтальное положение при наезде одного из колес на препятствия и неровности пути.

      Для достижения лучшей плавности хода на колесных тракторах подрессоривается передний мост, для чего используется как независимая подвеска (МТЗ-80/82, Т-40М/40АМ), так и зависимая (Т-150К).

Телескопический амортизатор

Рис.  Телескопический амортизатор:

А — ход сжатия; б — ход отдачи: 1 — шток; 2 — поршень; 3 — нижнее монтажное кольцо; 4 — отверстие клапана сжатия; 5 — пружина клапана — сжатия; 6 — Клапан сжатия; 7 — впускной клапан; 8 — рабочий цилиндр; 9 — резервуар; 10 — пружина клапана отдачи; 11 — клапан отдачи; 12 — калиброванные отверстия наружного ряда; 13 — перепускной клапан; 14 — калиброванные отверстия наружного ряда.

Амортизаторы — Энциклопедия журнала «За рулем»

Для быстрого гашения колебаний кузова, возникающих в результате деформации рессор или пружин подвески, применяются амортизаторы. Кроме того, амортизатор снижает скорость вертикального перемещения колеса относительно кузова.

Конструкция телескопического однотрубного амортизатора (а):
1 — нижняя проушина;
2 — газ;
3 — плавающий поршень;
4 — рабочий цилиндр;
5 — поршень;
6 — корпус;
7 — шток поршня;
8 — сальник штока;
9 — направляющая штока;
10 — верхняя проушина; и телескопического двухтрубного амортизатора (б):
1 — нижняя проушина;
2 — донный клапан;
3, 5 — рабочая полость;
4 — поршень;
6 — рабочий цилиндр;
7 — корпус резервуара; 8 — корпус;
9 — шток поршня;
10 — воздух;
11 — направляющая штока;
12 — сальник штока;
13 — верхняя проушина

В подвесках первых автомобилей применялись амортизаторы с механическим трением. Обычно такой амортизатор состоял из набора фрикционных дисков, сжатых пружиной, которые терлись друг о друга при перемещениях подвески. Такие амортизаторы быстро изнашивались и ухудшали плавность хода автомобиля. Им на смену пришли гидравлические рычажные амортизаторы, в которых механическое трение было заменено на трение жидкости, проходящей через калиброванные отверстия. Рычажные амортизаторы были довольно компактны, но работали при высоких давлениях жидкости, сильно нагревались и были недолговечны. В подвесках современных автомобилей применяются телескопические гидравлические амортизаторы.
Действие такого амортизатора основано на использовании гидравлического сопротивления, возникающего при перетекании жидкости из одной полости цилиндра в другую через отверстия, перекрытые клапанами сжатия и отдачи.
Телескопический амортизатор состоит из герметичного цилиндра, внутри которого перемещается поршень, соединенный со штоком. Цилиндр заполнен жидкостью. В поршне имеются отверстия определенного диаметра, которые закрываются подпружиненными клапанами. Один клапан установлен сверху поршня, другой — снизу. Поскольку жидкость является несжимаемой, то при перемещении поршня в одной из полостей цилиндра повышается давление, которое открывает соответствующий клапан, и жидкость перетекает через отверстия из одной полости цилиндра в другую.
Эффективность действия амортизатора пропорциональна скорости движения поршня в цилиндре. Скорость перетекания жидкости из одной полости цилиндра в другую зависит от диаметров отверстий и разности давлений в полостях. Современные телескопические амортизаторы обычно двухсторонние, т. е. Они оказывают сопротивление как при сжатии, так и при растяжении (отдаче). Обычно сопротивление при растяжении больше, чем при сжатии.

Схема работы двухтрубного амортизатора:
1 — донный клапан;
2 — поршень;
3 — клапан сжатия;
4 — шток;
5 — клапан отбоя

Любой телескопический амортизатор должен иметь устройство для компенсации изменения объема жидкости. Дело в том, что при сжатии амортизатора вытесняемый объем больше, чем освобождающийся с другой стороны поршня, потому что здесь часть объема цилиндра занимает шток. В амортизаторе применяется специальная пневмокамера, заполненная сжатым газом, которая изолирована от основной части цилиндра плавающим поршнем. При ходе сжатия амортизатора объем пневмокамеры уменьшается, а при ходе отдачи — увеличивается. Наличие пневмокамеры обеспечивает также компенсацию изменения объема рабочей жидкости при изменении температуры. Амортизаторы такого типа называют однотрубными, газонаполненными. Двухтрубные амортизаторы отличаются наличием еще одного цилиндра, внутри которого находится рабочий цилиндр.
Дополнительная полость, находящаяся между внутренним и наружным цилиндрами, называется компенсационной. Компенсационная полость изолирована от атмосферы, но сообщается с внутренней полостью рабочего цилиндра. При ходе сжатия амортизатора излишки жидкости из рабочего цилиндра перетекают в компенсационную полость и находящийся там воздух сжимается. При ходе отдачи амортизатора сжатый воздух вытесняет жидкость обратно в рабочий цилиндр. При одинаковых рабочих ходах однотрубный амортизатор рассмотренного типа будет иметь большую длину, чем двухтрубный, из-за наличия в цилиндре пневмокамеры. Несмотря на этот недостаток, в настоящее время большее распространение имеют однотрубные амортизаторы, которые лучше охлаждаются, поскольку не имеют двойных стенок. Двухтрубные амортизаторы также бывают газонаполненными. У таких амортизаторов в компенсационной полости газ находится под давлением. Особенностью газонаполненных амортизаторов является то, что в свободном состоянии шток амортизатора выходит из цилиндра под действием давления газа. Конструкция любого амортизатора должна обеспечивать герметичность. При нарушении герметичности появляются стуки во время работы подвески и теряется эффективность амортизатора, что требует его замены. Шток амортизатора обработан до высокой степени чистоты поверхности, а между штоком и внутренней частью цилиндра устанавливается специальное надежное уплотнение. Таким же надежным должно быть уплотнение плавающего поршня в однотрубном амортизаторе. При нарушении герметичности газ смешивается с жидкостью, образуется сжимаемая смесь, эффективность работы амортизатора снижается, появляются посторонние стуки. Рабочая поверхность штока предохраняется от повреждений защитным кожухом. На конце штока и на цилиндре имеются крепления для соединения амортизатора с рычагами подвески и кузовом автомобиля. Крепление амортизаторов осуществляется с помощью упругих элементов.
Некоторые производители, например фирма KONI, изготавливает амортизаторы, в которых можно регулировать вручную перепускной клапан. Такую регулировку необходимо производить перед установкой амортизатора на автомобиль для получения необходимой эффективности. Существуют амортизаторы, в которые встроены электромагнитные клапаны, изменяющие проходные сечения отверстий, через которые проходит жидкость. При наличии амортизаторов такого типа, водитель может изменять характеристики подвески при движении автомобиля, переключая режимы («спорт», «комфорт» и т. д.).
Совершенно другой принцип был предложен поставщиком автомобильных систем Delphi в его конструкции Magneride. В ней используется свойство некоторых вязких жидкостей быть чувствительными к воздействию электромагнитных полей; вязкость жидкости увеличивается с усилением поля, молекулы выстраиваются в цепочки и создают большее сопротивление. Компания Delphi продемонстрировала автомобили, оборудованные амортизаторами, где обычные отверстия заменены узкими проходами, в которых жидкость протекает между электромагнитными катушками. Система Magneride имеет огромное преимущество, заключающееся в том, что вязкость жидкости, а следовательно, и степень демпфирования могут изменяться в зависимости от изменения напряженности электромагнитного поля, которая управляется микропроцессором.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о