Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2469225

(19)

RU

(11)

2469225

(13)

C1

(51) МПК F16F9/16 (2006.01)

F16F9/34 (2006.01)

F16F9/50 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 07.12.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011129185/11, 13.07.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

13.07.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 13.07.2011

(45) Опубликовано: 10.12.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: Программа самообучения 406. Система адаптивного управления ходовой части DCC. Конструкция и принцип действия, 31 с. http://volkswagen.msk.ru. US 5301776 А, 12.04.1994. US 6092011 А, 18.07.2000. RU 2386063 C1, 10.04.2010.

Адрес для переписки:

454080, г.Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, ЮУрГУ, технический отдел

(72) Автор(ы):

Дубровский Анатолий Федорович (RU),

Дубровский Сергей Анатольевич (RU),

Дубровская Олеся Анатольевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (RU)

(54) АДАПТИВНЫЙ АМОРТИЗАТОР ПОДВЕСКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в подвесках транспортных средств. Амортизатор содержит рабочий цилиндр, блок управления и накопительный бак. Внутри рабочего цилиндра подвижно размещен поршень с полым штоком. Шток закрыт крышкой, снабженной элементами крепления к транспортному средству. Регулируемый электромагнитный клапан непрямого действия включает распределительную полость и последовательно размещенные входную полость, выходную кольцевую полость, полость заслонки и полость управляющего клапана. В верхней цилиндрической части рабочего цилиндра установлена ограничительная втулка, охватывающая шток. В нижней части штока выполнены сквозные верхние рабочие окна. Внутри штока, на поршне, жестко и концентрически закреплена трубка, на нижнем конце которой подвижно в осевом направлении установлен подпружиненный клапан со сквозными нижними рабочими окнами. Замкнутая полость между штоком и трубкой в верхней части штока соединена с входной полостью регулируемого электромагнитного клапана, трубка в ее верхней части - с распределительной полостью регулируемого электромагнитного клапана. Достигается повышение надежности и упрощение конструкции амортизатора. 8 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидравлическим амортизаторам транспортных средств, и может быть использовано в подвесках транспортных средств.

Известен гидравлический амортизатор подвески транспортного средства (А.И.Кузьменко, Г.М.Ярославцев. Гидравлический амортизатор подвески транспортного средства. SU 1157292, МПК F16F 5/00; В60С 17/04, заявл. 27.04.1983, опубл. 23.05.85), содержащий корпус с рабочими камерами прямого и обратного хода, соединенными через клапанную систему, компенсационную камеру и стержень, закрепленный на элементе амортизатора, связанном с неподрессоренной частью транспортного средства, выполненным с осевым каналом и радиальными окнами, перекрытыми золотником в виде подпружиненной массы, причем входное отверстие в канал, соединяющий камеру прямого хода с золотниковым устройством, размещено на внутренней рабочей поверхности корпуса, а выход из золотникового устройства связан каналом с камерой обратного хода.

Наличие клапана сжатия на поршне предопределяет возможность появления пробоя амортизатора в конце прямого хода. А наличие золотникового устройства с инерционной массой делает возможным пробой амортизатора в конце обратного хода при езде по «высокочастотному профилю», так как в данном режиме инерционная масса постоянно перемещается, периодически открывая канал между камерами прямого и обратного хода. Пробой амортизатора, как правило, приводит к быстрому выходу из строя амортизатора, резко снижая его надежность и долговечность.

Известен регулируемый амортизатор (Регулируемый амортизатор. Программа самообучения 406. Система адаптивного управления ходовой части DCC. Конструкция и принцип действия. http://volkswagen.msk.ru, прототип), содержащий направляющую штока поршня, на которой концентрически, последовательно закреплены (наружная) трубка-резервуар, промежуточный цилиндр и рабочий (внутренний) цилиндр. Внутри рабочего цилиндра перемещается поршень, в котором размещены поршневые клапаны, а в основании рабочего цилиндра размещен клапан сжатия. Поршень закреплен на штоке, перемещаемом вдоль направляющей. Замкнутый кольцевой цилиндрический канал, образованный рабочим и промежуточным цилиндрами, основанием и направляющей штока, с одной стороны соединен с помощью перепускного отверстия с рабочей камерой 1, образованной рабочим цилиндром, а с другой - с входным каналом регулируемого клапана. Выходной канал регулируемого клапана соединен с рабочей камерой 2 амортизатора, образованной трубкой - резервуаром, промежуточным цилиндром и направляющей штока. Регулируемый клапан выполнен по схеме гидравлического клапана непрямого действия с электромагнитным управлением. Управляющим органом клапана, а следовательно и амортизатора в целом, является электромагнит, который фиксирует положение якоря, связанного с головкой толкателя. В зависимости от величины тока, подаваемого на катушку электромагнита, устанавливаются определенное положение головки толкателя, а следовательно, и площадь проходного сечения между головкой толкателя и управляющей пластиной в управляющей цепи клапана, а вместе с тем - и степень демпфирования амортизатора.

К недостаткам прототипа относится то, что в силу особенностей его конструкции и организации рабочего процесса при работе амортизатора возможны пробои как на фазе сжатия, так и на фазе отбоя, что неизбежно приводит к поломке амортизатора с последующим выходом его из строя. Данное обстоятельство резко снижает надежность амортизатора в целом. К недостаткам прототипа следует также отнести некоторое усложнение конструкции, вызванное введением в схему регулируемого клапана специального клапана Fail Safe для реализации режима «Fail Safe», а также невозможность реализации в данной конструкции амортизатора «блокировочного режима», при котором весь амортизатор превращается в единое жесткое звено. Данный режим необходим для стабилизации движения транспортного средства.

В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в повышении надежности и срока службы амортизатора за счет исключения возможности возникновения пробоя амортизатора при его работе, а также в реализации «блокировочного режима», и упрощении конструкции при ее удешевлении.

Указанная задача решается тем, что в амортизаторе, содержащем закрепленный в направляющей штока рабочий цилиндр с элементами крепления к транспортному средству, внутри которого подвижно размещен поршень с полым штоком, перемещаемым в направляющей и закрываемым сверху крышкой, снабженной элементами крепления к транспортному средству, а также содержащем блок управления, накопительный бак и регулируемый электромагнитный клапан непрямого действия, включающий распределительную полость, и последовательно размещенные входную полость, выходную кольцевую полость, полость заслонки и полость управляющего клапана, в полости заслонки размещен основной клапан - заслонка с центральным дроссельным отверстием, поджимаемая к корпусу пружиной, которая может перекрывать входную полость и выходную кольцевую полость, а в полости управляющего клапана размещен управляющий клапан прямого действия, поджимаемый к корпусу пружиной и жестко связанный с якорем управляющего электромагнита, функционально связанного с блоком управления, согласно изобретению, в верхней цилиндрической поверхности рабочего цилиндра установлена ограничительная втулка, охватывающая шток, в нижней части штока выполнены сквозные верхние рабочие окна, внутри штока, на поршне, жестко и концентрически закреплена трубка, на нижнем конце которой подвижно в осевом направлении установлен клапан со сквозными нижними рабочими окнами, отжимаемый от трубки пружиной, замкнутая полость между штоком и трубкой в верхней части штока соединена посредством трубопровода с входной полостью регулируемого электромагнитного клапана, трубка в ее верхней части соединена посредством трубопровода с распределительной полостью регулируемого электромагнитного клапана, входная и распределительная полости регулируемого электромагнитного клапана соединены с помощью перепускного клапана, распределительная и выходная кольцевая полость регулируемого электромагнитного клапана соединены с помощью перепускного клапана, выходная кольцевая полость регулируемого электромагнитного клапана соединена посредством трубопровода с накопительным баком.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображена схема амортизатора на фазе отбоя; на фиг.2 - схема амортизатора на фазе сжатия; на фиг.3 - схема амортизатора в заключительный момент фазы сжатия; на фиг.4 - схема регулируемого электромагнитного клапана; на фиг.5 (а, б, в, г, д, е, ж, з) - вид возможного выполнения формы рабочих окон (вид. А); на фиг.6 - качественная картина зависимости площади F сечения рабочего окна от высоты h просвета рабочего окна в моменты перекрытия поршнем рабочего окна при приближении поршня к границе рабочей зоны; на фиг.7 - график зависимости величины кольцевого зазора Z в проходном сечении управляющего клапана от величины I управляющего тока в регулируемом электромагнитном клапане; на фиг.8 - рабочая характеристика амортизатора на различных регулировочных режимах.

Амортизатор состоит из рабочего цилиндра 1, внутри которого подвижно установлен поршень 2, закрепленный на полом штоке 3, перемещаемом вдоль направляющей 4, и ограничительной втулки 5. Сверху шток закрывается крышкой 6. В штоке, в нижней его части, выполнены верхние рабочие сквозные окна 7. Внутри штока размещена трубка 8, жестко связанная с поршнем 2 и крышкой 6. Внутри трубки 8, в нижней ее части, размещен клапан 9, который может перемещаться вдоль нее в осевом направлении и под действием пружины 10 постоянно стремится занять крайнее нижнее положение, как показано на фиг.1. В клапане, в нижней его части, выполнены нижние рабочие сквозные окна 11.

Шток 3 образует с трубкой 8 замкнутую кольцевую полость 12, которая в нижней части может сообщаться благодаря наличию верхних рабочих окон 7 с надпоршневой полостью 13, а в верхней, посредством трубопровода 14 - с входной полостью 15 регулируемого электромагнитного клапана 16. Внутренняя замкнутая полость 17 трубки 8 в нижней части может сообщаться благодаря наличию нижних рабочих окон 11 с подпоршневой полостью 18, а в верхней, посредством трубопровода 19 - с распределительной полостью 20 регулируемого электромагнитного клапана 16.

Рабочие окна (как верхнее 7, так и нижнее 11) могут быть выполнены как сквозные отверстия определенного профиля - в плане могут иметь, например, треугольный профиль - фиг.5а, фиг.5б, квадратный профиль - фиг.5в, прямоугольный профиль - фиг.5г. и т.п. Профиль рабочих окон 11 и 7 идентичен друг другу и выбирается исходя из необходимости реализации в каждом конкретном случае требуемого закона движения штока при приближении его к крайним, граничным положениям.

Амортизатор с помощью узлов 21 и 22 (например, проушин) крепится к соответствующим элементам подвески транспортных средств.

Ширина Н ограничительной втулки 5 должна быть больше, чем высота H 1 рабочих окон 7

Регулируемый электромагнитный клапан 16 по функциональному исполнению является гидравлическим клапаном непрямого действия с электромагнитным управлением. Он включает основной клапан (запорно-регулирующий элемент) - заслонку 23, которая поджимается под действием пружины 24 кольцевой поверхностью 25 к кольцевой поверхности 26 регулируемого электромагнитного клапана 16. В центре заслонки 23 имеется дроссельное отверстие 27 небольшого диаметра. Перемещением основного клапана - заслонки 23 управляет управляющий клапан 28 - малый клапан прямого действия, который отжимается от управляющей пластины 29 клапана 16 пружиной 30. Головка (правый конец) управляющего клапана 28 выполнена в виде конуса 31, замыкающегося со стороны меньшего диаметра ограничительным диском 32.

Управляющий клапан 28 жестко связан с якорем 33 электромагнита, на контакты 34 которого и, далее, на катушку 35 подается управляющий ток I.

На наружной поверхности якоря 33 выполнен осевой паз 37, посредством которого полость управляющего клапана 38 сообщаются с полостью 39. Полости 13, 18, 12 и 17 заполнены маслом.

Во входной полости 15 и распределительной полости 20 регулируемого электромагнитного клапана 16 предусмотрены перепускные клапана 40 и 41, выполненные, например, в виде упругих пластин малой жесткости.

Амортизатор работает следующим образом.

На фазе отбоя, при перемещении штока 3 и поршня 2 вверх, как показано на фиг.1, масло из полости 13 вытесняется поршнем 2 через верхние рабочие окна 7 в замкнутую полость 12 и, далее, поступает через трубопровод 14 во входную полостью 15 регулируемого электромагнитного клапана 16, затем, минуя кольцевой зазор шириной X между кольцевой поверхностью 25 заслонки 23 и кольцевой поверхностью 26 регулируемого электромагнитного клапана 16 - в выходную кольцевую полость 42 регулируемого электромагнитного клапана 16, которая соединяется посредством окна 43 с распределительной полостью 20 регулируемого электромагнитного клапана 16. Из распределительной полости 20 масло через трубопровод 19 попадает в полость 17 и, далее, через нижние рабочие окна 11 - в подпоршневую полость 18, восполняя ее увеличивающийся объем.

Заметим, что в течение всей фазы отбоя некоторое количество масла, по объему, равное объему вытесняемого из полости 13 штока 3, поступает через трубопровод 44 из полости 45 накопительного бака 46 в выходную кольцевую полость 42 и, далее, по отмеченному выше пути - в подпоршневую полость 18 амортизатора.

Проходные сечения дроссельного отверстия 27 и кольцевого зазора Z между конусом 31 и управляющей пластиной 29 подбираются соизмеримыми между собой. Поэтому расход масла через дроссельное отверстие 27 и кольцевой зазор Z между конусом 31 управляющего клапана 28 и управляющей пластиной 29 также соизмеримы между собой. Вследствие этого давление масла в полости заслонки 47 меньше, чем во входной полости 15 электромагнитного клапана 16, и жесткость пружины 24 подбирается такой, чтобы сила N 15 давления масла на заслонку 23 со стороны входной полости 15 уравновешивалась совокупностью силы N 47 давления масла со стороны полости заслонки 47 и силы N 24 упругости пружины 24

В результате заслонка 23 занимает такое положение, при котором между кольцевыми поверхностями 25 заслонки и 26 клапана 16 образовывается кольцевой зазор X. При этом основной объем масла, преодолевая гидравлическое сопротивление в кольцевом зазоре X, поступает из выходной кольцевой полости 42 через окно 43, открывая при этом перепускной клапан 41, в распределительную полость 20 регулируемого электромагнитного клапана 16 и, далее, через трубопровод 19, замкнутую полость 17 и нижние рабочие окна 11 - в подпоршневую полость 18 амортизатора, компенсируя возникающее в ней разряжение, связанное с увеличением ее объема.

Незначительное же количество масла, соответствующее очень малому (по сравнению с трубопроводом 14) его расходу через дроссельное отверстие 27 поступает в полость 47 и, далее, через кольцевой зазор Z между управляющей пластиной 29 и конусом 31 управляющего клапана 28 - в полость 38 и через управляющий канал 48 в кольцевую полость 42.

Данный процесс продолжается до тех пор, пока верхняя граница верхних рабочих окон 7, соответствующая сечению I-I, не достигнет плоскости кольцевой поверхности 49 ограничительной втулки 5. В этот момент рабочие окна 7 еще полностью открыты на всю высоту H 1 . При дальнейшем движении поршня вверх рабочие окна 7 начинают постепенно перекрываться ограничительной втулкой 5, т.е. высота h просвета рабочих окон начинает уменьшаться от величины H 1 до 0, а площадь F сечения рабочих окон - от величины F max до 0 (фиг.6).

Подчеркнем, что в момент достижения поршнем 2 положения, при котором сечения II-II рабочих окон достигнут плоскости кольцевой поверхности 49 ограничительной втулки 5, рабочие окна 7 будут, в силу (1), полностью перекрыты, т.е. в этот момент

При этом дальнейшее движение поршня вверх, в силу несжимаемости масла, невозможно. Тем самым исключается возможность пробоя амортизатора в конце фазы отбоя, т.е. возможность соударения плоскости 50 поршня 2 с ограничительной втулкой 5 при резком растяжении амортизатора, что может иметь место, например, при движении транспортного средства на большой скорости по неровной дороге, в частности при попадании колеса в дорожную яму.

Таким образом, сечения II-II верхних рабочих окон 7, соответствующие нижней грани рабочих окон 7, и положение плоскости кольцевой поверхности 49 ограничительной втулки 5 определяют верхнее граничное положение поршня 2.

Следует иметь в виду, что, так как давление масла в полости 13 (а следовательно, и во входной полости 15 регулируемого электромагнитного клапана 16) значительно больше, чем в полости 20 (которая соединена с выходной кольцевой полостью 42 регулируемого электромагнитного клапана 16), то перепускной клапан 40 в течение всей фазы отбоя закрыт.

Подчеркнем, что уровень демпфирования амортизатора определяется именно отмеченной выше величиной гидравлического сопротивления в кольцевом зазоре X.

На фазе сжатия, при перемещении штока 3 и поршня 2 вниз, как показано на фиг.2, масло под давлением поршня вытесняется из подпоршневой полости 18 и поступает через нижние рабочие окна 11 в полость 17 и, далее, через трубопровод 19 - в распределительную полость 20 регулируемого электромагнитного клапана 16. Под давлением масла перепускной клапан 40 открывается и масло попадает во входную полость 15 регулируемого электромагнитного клапана 16, восполняя, благодаря наличию трубопровода 14, полости 12 и рабочих окон 7, увеличивающийся объем полости 13.

При этом часть масла, соответствующая объему вдвигающегося в полость 13 штока 3, поступает, минуя кольцевой зазор шириной Х между кольцевой поверхностью 25 заслонки 23 и кольцевой поверхностью 26 регулируемого электромагнитного клапана 16 - в выходную кольцевую полость 42 регулируемого электромагнитного клапана 16 и, далее, через трубопровод 44 - в полость 45 накопительного бака 46.

Последующий путь масла таков же, как и в предыдущей фазе отбоя.

Описанный выше процесс повторяется до тех пор, пока клапан 9 не коснется упора 51. При этом дальнейшее движение поршня 2 вниз вызовет вдвигание клапана 9 внутрь трубки 8 вплоть до того момента, когда верхняя граница нижних рабочих окон 11, соответствующая сечению III-III, не достигнет плоскости кольцевой поверхности 52 нижнего конца трубки 8. В этот момент рабочие окна 11 еще полностью открыты на всю высоту H 1 . При дальнейшем движении поршня 2 вниз рабочие окна 11 начинают (аналогично тому, как это имело место на фазе отбоя) постепенно перекрываться трубкой 8, т.е. высота h просвета рабочих окон начинает уменьшаться от величины H 1 до 0, а площадь F сечения рабочего окна - от величины F max до 0 (фиг.6).

Подчеркнем, что в момент достижения поршнем 2 положения, при котором нижняя граница нижних рабочих окон 11, соответствующая сечению IV-IV, достигнет плоскости кольцевой поверхности 52 нижнего конца трубки 8, рабочие окна 7 будут полностью перекрыты, т.е. в этот момент будет иметь место выполнение соотношения (3). Именно данное положение поршня изображено на фиг.3. При этом дальнейшее движение поршня вниз, в силу несжимаемости масла, невозможно. Тем самым исключается возможность пробоя амортизатора в конце фазы сжатия, т.е. исключается возможность соударения плоскости 53 поршня 2 или других его деталей с основанием рабочего цилиндра 1 при резком сжатии амортизатора, что может иметь место, например, при движении транспортного средства на большой скорости по неровной дороге, в частности при наезде колеса на кочку.

Таким образом, сечения IV-IV нижних рабочих окон 11, соответствующие нижней грани рабочих окон 11, и положение плоскости кольцевой поверхности 52 нижнего конца трубки 8 определяют нижнее граничное положение поршня 2.

Необходимо иметь в виду, что для исключения попадания воздуха в полость 13 уровень масла в амортизаторе, а именно в полости 54, должен быть не ниже положения, обозначенного сечением V-V.

Заметим, что выбирая ту или иную форму рабочих окон 7 и 11 можно формировать тот или иной закон движения поршня при приближении его к крайним положениям II-II и IV-IV. В частности, выбирая в рабочем окне форму, соответствующую фиг.5а, можно реализовать более плавное уменьшение площади F сечения рабочего окна (кривая 6.1 на фиг.6), а следовательно - более плавное увеличение сопротивления амортизатора, т.е. более эффективное гашение динамических нагрузок в подвеске транспортного средства.

Следует также иметь в виду, что при описании конструкции амортизатора молчаливо предполагалось, что рабочие окна 7 и 11 имеют одинаковую высоту, равную H 1 . В реальных конструкциях, исходя из требований реализации необходимых рабочих характеристик, упомянутые окна могут иметь и различную высоту.

Необходимо отметить, что в обеих двух рассмотренных выше фазах, в фазе сжатия и фазе отбоя, амортизатор при неизменном управляющем воздействии со стороны блока управления 55 на регулируемый электромагнитный клапан 16, которое осуществляется в форме управляющего тока I, подаваемого на контакты 34 (при этом управляющий клапан 28 остается неподвижным) катушки 35, т.е. при выполнении условия

I=Const,

работает как обычные известные конструкции нерегулируемых амортизаторов. При этом дроссельный режим реализуется за счет специального подбора и профилирования формы рабочих окон 7 и 11, а клапанный режим - за счет соответствующего подбора жесткости пружины 24 заслонки 23: при увеличении скорости поршня, т.е. при увеличении давления масла во входной полости 15 регулируемого электромагнитного клапана 16 заслонка 23 автоматически перемещается влево, увеличивая при этом кольцевой зазор Х между кольцевыми поверхностями 25 и 26. Последнее обстоятельство приводит к увеличению расхода масла через кольцевой зазор Х основного клапана и, как следствие, к уменьшению силы сопротивления амортизатора, к уменьшению его степени демпфирования.

Таким образом, регулируемый электромагнитный клапан 16 при неизменном управляющем воздействии со стороны блока управления 55 работает как обычный разгрузочный клапан в обычном нерегулируемом амортизаторе. Один из таких режимов работы электромагнитного клапана 16, соответствующий случаю

изображен на фиг.4: если управляющий ток I на контактах 34 равен нулю, то якорь 33 под действием пружины 30 занимает крайнее левое положение, ограниченное, например, упором 56. В данном случае расход масла вытекающего через управляющий канал 48 определяется кольцевым зазором Y между ограничительным диском 32 и управляющей пластиной 29, так как в этом положении (как будет показано ниже)

Здесь Z - кольцевой зазор в проходном сечении управляющего клапана 28 - зазор между коническими поверхностями 57 и 58 конуса 31 и управляющей пластины 29 соответственно.

Заметим, что режим (4), известный как режим Fail Safe (программа аварийного движения) - один из штатных режимов работы амортизатора. Он возникает, например, при выходе из строя блока управления 55.

Следует отметить, что предлагаемый амортизатор, в отличие от рассмотренного выше случая (4), позволяет в широкой зоне, в зависимости от дорожных условий, регулировать его рабочую характеристику - зависимость усилия Р на штоке от величины скорости V штока (фиг.8)

Т.е. по своим функциональным возможностям он является адаптивным амортизатором.

Это обеспечивается за счет внешнего воздействия со стороны блока управления 55, путем изменения величины управляющего тока I на контактах 34 катушки 35. Рассмотрим эти более общие режимы работы амортизатора, когда со стороны блока управления 55 на контакты 34 катушки 35 подается управляющий ток I, т.е. рассмотрим случаи, когда

В этих случаях на якорь 33, а следовательно и на управляющий клапан 28, начинает действовать дополнительная электромагнитная сила N I , которая должна быть равна равнодействующей всех сил, действующих на него

Здесь: N 47 - сила давления масла со стороны полости заслонки 47 на клапан 28; N 38 - сила давления масла со стороны полости управляющего клапана 38 на управляющий клапан 28; N 30 - сила упругости пружины 30.

При увеличении величины управляющего тока I электромагнитная сила N I (левая часть равенства (8)) также увеличивается на соответствующую величину. Это приводит к некоторому смещению управляющего клапана 28 вправо вдоль оси. Последнее, в свою очередь, вызывает сжатие пружины 30 и, следовательно, приводит к увеличению величины силы N 30 до тех пор, пока правая часть равенства (8) не увеличится на аналогичную величину. При этом равенство (8) вновь восстановится.

Таким образом, при увеличении величины управляющего тока I на контактах 34 катушки 35 управляющий клапан 28 перемещается вправо вдоль своей оси, а кольцевой зазор Z в проходном сечении управляющего клапана уменьшается (фиг.7). Уменьшение кольцевого зазора Z автоматически вызывает уменьшение расхода масла через него и, как следствие - повышение давления масла в полости заслонки 47 и соответствующей силы N 47 (правая часть равенства (2) увеличивается). Но данное обстоятельство вызывает смещение заслонки 23 вправо вдоль своей оси (разгружающее пружину 24), одновременно (пропорционально) уменьшающее величину силы N 24 упругости пружины 24 ровно настолько, чтобы равенство (2) вновь восстановилось. Вместе с тем перемещение вправо заслонки 23 вызывает уменьшение кольцевого зазора X, т.е. увеличение в нем гидравлического сопротивления электромагнитного клапана 16, а следовательно, и увеличение степени демпфирования амортизатора.

Таким образом, при увеличении величины управляющего тока I на контактах 34 катушки 35 степень демпфирования амортизатора также увеличивается.

Следует отметить, что выполнение основной рабочей поверхности управляющего клапана 28 в виде конической цилиндрической поверхности 57, замыкающейся со стороны меньшего диаметра ограничительным диском 32, с одной стороны, способствует уменьшению осевых габаритов клапана, а с другой - расширяет возможности варьирования рабочими характеристиками клапана за счет появления возможности варьирования дополнительным параметром - углом наклона конической цилиндрической поверхности 57. Наличие же ограничительного диска 32 позволяет исключить из схемы дополнительный специальный клапан Fail Safe, необходимый в прототипе для реализации режима «Fail Safe», что способствует упрощению конструкции.

Подчеркнем, что «технологический» диапазон

в реальных конструкциях использовать нецелесообразно из-за неминуемых погрешностей.

Значение управляющего тока

I=I 1

соответствует работе амортизатора в режиме «низкой степени демпфирования» (режиме «Comfort») - кривая 1 на фиг.8. Данный режим востребован при езде на плохих дорогах.

Значение управляющего тока

I=I 2

соответствует работе амортизатора в режиме «нормальной степени демпфирования» (режиме «Normal») - кривая 2 на фиг.8. Данный режим востребован при езде в обычных дорожных условиях.

Значение управляющего тока

I=I 3

соответствует работе амортизатора в режиме «высокой степени демпфирования» (режиме «Sport») - кривая 3 на фиг.8. Данный режим востребован при езде на высоких скоростях по хорошим дорогам.

Заметим, что (фиг.7)

0
и при этом

0
Следует подчеркнуть, что предлагаемый амортизатор, в отличие от известных, позволяет также реализовать «блокировочный режим»

I=I max Z=0,

при котором кольцевой зазор Z равен нулю. В этом случае давление масла в полостях 15 и 47 выравнивается и заслонка 23 под действием пружины 24 занимает крайнее правое положение. При этом кольцевая поверхность 25 заслонки 23 прижимается к кольцевой поверхности 26 электромагнитного клапана 16 и в результате кольцевой зазор Х становится равным нулю.

I=I max Z=0 X=0.

Полости 15 и 42 электромагнитного клапана 16 перекрыты и движения поршня и штока - заблокированы. Амортизатор становится единым жестким звеном. Блокировочный режим необходим, например, для стабилизации движения транспортного средства на поворотах, при кренах, а также при резком торможении и разгоне - т.е. при «клевках» транспортного средства.

В заключение заметим, что для режима (4), как уже отмечалось, имеет место соотношение (5). Уточним его. На практике величину Y целесообразно выбирать из условия (фиг.7)

Тогда с учетом (10) в интервале (9) функция (6) графически будет иметь вид 7.1 (фиг.7).

Таким образом, использование предложенного конструктивного решения амортизатора позволит повысить его надежность, долговечность ввиду исключения возможности пробоев амортизатора при его работе, упростить и, следовательно, удешевить конструкцию за счет исключения специального клапана Fail Safe для реализации режима «Fail Safe», расширить функциональные возможности амортизатора за счет появления возможности реализации блокировочного режима.

Формула изобретения

Адаптивный амортизатор подвески транспортного средства, содержащий закрепленный в направляющей штока рабочий цилиндр с элементами крепления к транспортному средству, внутри которого подвижно размещен поршень с полым штоком, перемещаемым в направляющей и закрываемым сверху крышкой, снабженной элементами крепления к транспортному средству, а также содержащий блок управления, накопительный бак и регулируемый электромагнитный клапан непрямого действия, включающий распределительную полость, и последовательно размещенные входную полость, выходную кольцевую полость, полость заслонки и полость управляющего клапана, в полости заслонки размещен основной клапан-заслонка с центральным дроссельным отверстием, поджимаемая к корпусу пружиной, которая может перекрывать входную полость и выходную кольцевую полость, а в полости управляющего клапана размещен управляющий клапан прямого действия, поджимаемый к корпусу пружиной и жестко связанный с якорем управляющего электромагнита, функционально связанного с блоком управления, отличающийся тем, что в верхней цилиндрической поверхности рабочего цилиндра установлена ограничительная втулка, охватывающая шток, в нижней части штока выполнены сквозные верхние рабочие окна, внутри штока, на поршне, жестко и концентрически закреплена трубка, на нижнем конце которой подвижно в осевом направлении установлен клапан со сквозными нижними рабочими окнами, отжимаемый от трубки пружиной, замкнутая полость между штоком и трубкой в верхней части штока соединена посредством трубопровода с входной полостью регулируемого электромагнитного клапана, трубка в ее верхней части соединена посредством трубопровода с распределительной полостью регулируемого электромагнитного клапана, входная и распределительная полости регулируемого электромагнитного клапана соединены с помощью перепускного клапана, распределительная и выходная кольцевая полость регулируемого электромагнитного клапана соединены с помощью перепускного клапана, выходная кольцевая полость регулируемого электромагнитного клапана соединена посредством трубопровода с накопительным баком.

РИСУНКИ