Использование: изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, в частности для поглощения энергии ударов на транспорте, в устройствах, имитирующих ударные нагрузки. Сущность изобретения: амортизатор содержит корпус, установленные в нем шток, фрикционные клинья, самозаклинивающийся затвор и спусковое устройство. Затвор состоит из подпружиненного в осевом направлении относительно корпуса посредством упругого элемента запорного кольца, пропущенного через него профилированного по длине штока и вложенного в кольцевой зазор между ними набора подпружиненных фрикционных клиньев. Спусковое устройство состоит из установленного на запорном кольце рычажного экстрактора фрикционных клиньев, охватывающих с натягом поверхность штока и установленных на дне корпуса с возможностью радиального перемещения клиньев-копиров и привода, кинематически связывающего клинья-копиры с рычажным экстрактором. Упругий элемент может быть выполнен в виде опертой на дно корпуса кольцевой пружины, рычажный экстрактор может состоять из заведенных концами коротких плеч под выступы в верхней части фрикционных клиньев и шарнирно закрепленных на запорном кольце разноплечих рычагов, а привод может представлять собой установленное с возможностью перемещения в осевом направлении в зазоре между корпусом и кольцевой пружиной упорное кольцо, верхний торец которого выполнен с конусной в виде воронки и контактирующей с концами длинных плеч рычагов внутренней поверхностью, а на нижнем торце имеются выступы, сопряженные с клиньями-копираим, их поверхности сопряжения представляют собой конус. Такой амортизатор делает возможным движение штока лишь при достижении заданного усилия на нем, т.к. клиновой затвор расклинивается при рабочем ходе лишь при сжатии пружины до расчетной величины, когда выбирают зазоры в кинематической силовой цепи и дальнейшее движение штока вызывает поворот рычагов и экстрагирование фрикционных клиньев. Профиль штока, жесткость кольцевой пружины, начальный люфт в силовой цепи и другие параметры выбираются из условия получения требуемой силовой характеристики устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, в частности для амортизации ударных воздействий на транспорте, имитации ударных нагрузок, в разного рода механизмах и т.д.
Известны амортизаторы удара, предназначенные для установки в железнодорожных транспортных средствах, содержащие упругие и фрикционные элементы [1] Наиболее близким к предлагаемому устройству амортизатор с корпусом в виде цилиндра и подпружиненными относительно него штоком и фрикционными клиньями [2] Общим недостатком амортизаторов рассматриваемого типа является, во-первых, относительно низкая поглощающая способность при высоких пиковых значениях реализуемого усилия, что связано с близкой к треугольной формой силовой характеристики (зависимости усилия сопротивления от величины хода), практически не подлежащей управлению. Во-вторых, характеристика таких амортизаторов сильно зависит от нестабильного коэффициента сухого трения, изменяющегося как в процессе наработки, так и при изменении температуры, влажности, при попадании масла и т.п.
Для получения близкого к максимальному амортизирующего эффекта при ограничении уровня силового воздействия необходимо, чтобы кривая силовой характеристики в начале рабочего хода прогрессивно возрастала до максимально допустимой величины, а затем, на оставшихся 60-80 процентах хода (в зависимости от конкретных условий), оставалась на неизменном уровне. При имитации ударных нагрузок силовые характеристики могут быть еще более сложными.
Техническим результатам является повышение эффективности работы амортизатора за счет получения заданной силовой характеристики пари одновременном исключении ее зависимости от нестабильного коэффициента сухого трения.
Для достижения этого результата амортизатор снабжен затвором и спусковым устройством. Затвор состоит из подпружиненного в осевом направлении относительно корпуса запорного кольца, пропущенного через него профилированного по длине штока и вложенного в кольцевой зазор между ними набора подпружиненных фрикционных клиньев. Спусковое устройство состоит из рычажного экстрактора фрикционных клиньев, охватывающих с натягом профилированного поверхность штока и установленных на дне корпуса с возможностью радиального перемещения при изменении положения штока клиньев-копиров и кинематически связывающего клинья-копиры с рычажным экскаватором привода.
На чертеже изображен общий вид возможной реализации амортизатора в разрезе.
Видео:Мифы о пружинах подвески | Все, что нужно знать про пружиныСкачать
Амортизатор содержит корпус 1, подпружиненный шток 2 с профилированной в соответствии с требуемой формой силовой характеристики частью поверхности (заданным по длине изменением диаметра), охватывающее шток и подпружиненное относительно корпуса с помощью кольцевой пружины 3 запорное кольцо 4. В кольцевой зазор между штоком и запорным кольцом вложены подпружиненные фрикционные клинья 5. На запорном кольце шарнирно установлены разноплечие рычаги 6, короткие плечи которых заведены под выступы в верхней части фрикционных клиньев, а длинные опираются на конусную поверхность играющего роль привода упорного кольца 7, установленного с возможностью осевого перемещения в зазоре между корпусом и кольцевой пружиной. Низ штока с натягом охвачен наборов клиньев-копиров 8, закрепленных на дне корпуса с возможностью радиального перемещения. На упорном кольце имеются сопряженные с клиньями-копирами выступы 9, причем поверхность сопряжения выполнена под углом, обеспечивающими взаимосвязь радиальным смешением кльньев-копиров и осевым перемещением упорного кольца.
Амортизатор работает следующим образом. Усилие в указанном стрелкой направлении приводит к заклиниванию штока относительно запорного кольца, поскольку угол конусности внутренней поверхности кольца и клиньев меньше минимально возможного угла трения.
Читайте также: Подбор амортизаторов monroe по марке авто
Через кольцо сила начинает действовать на кольцевую пружину, сжимая ее. При этом длинные концы рычагов приходят и силовое взаимодействие с конусной поверхностью упорного кольца, в результате чего рычаги поворачиваются, фрикционные клинья извлекаются из кольцевого зазора и нарушается условие заклинивания штока, что приводит к проскальзыванию его относительно фрикционных клиньев. Движение штока, благодаря наличию профилированного участка его поверхности, вызывает радиальное смещение опертных с натягом на эту поверхность кльньев-копиров, что приводит к вертикальному смешению упорного кольца, поскольку через выступы 9 со скошенными поверхностями, радиальное перемещение клиньев-копиров и вертикальное смешение упорного кольца связаны друг с другом.
Таким образом, по мере продвижения штока вниз, в соответствии с заданным профилем его поверхности, изменяется взаимное положение концов длинных плеч рычагов и конусной поверхности сопряжения их с упорным кольцом. Этим определяется сила на штоке, при котором начинается экстракция фрикционных клиньев, а значит силовая характеристика устройства зависимость силы на штоке от его положения относительно корпуса.
Изменяя профиль поверхности штока, жесткость кольцевой пружины, угол конусности поверхности упорного кольца, угол наклона поверхности сопряжения клиньев-копиров с выступами на нижнем торце упорного кольца и начальный люфт в кинематической цепи шток-фрикционные клинья, можно получить требуемую силовую характеристику, в том числе оптимальную с точки зрения эффективности амортизации удара.
При разгрузке амортизатора сжатая во время нагрузки, пружина под штоком выталкивает его в исходное положение т. к. между поверхностью штока и кльньями-копирами практически нет трения, а фрикционные клинья заклинивают шток только при движении его в рабочем направлении, пружина под штоком выталкивает его в исходное положение, а клинья-копиры и фрикционные клинья возвращаются на место за счет пружин, обеспечивающих начальное поджатие их к поверхности штока.
Независимость силовой характеристики от изменении нестабильного коэффициента трения достигается тем, что переход от условия заклинивания к условию проскальзывания штока определяется не столько величиной коэффициента трения, сколько профилем штока и другими факторами, перечисленными выше, выбор которых полностью в руках конструктора-разработчика.
Видео:Думал просели ПРУЖИНЫ НО ОКАЗАЛАСЬ ПРИЧИНА В ДРУГОМ МаздаСкачать
1. Амортизатор удара, содержащий цилиндрический корпус, установленные в нем шток и охватывающие последний фрикционные клинья, отличающийся тем, что он снабжен самозаклинивающим затвором, включающим подпружиненное относительно корпуса в осевом направлении упругим элементом запорное кольцо, через которое пропущен профилированный по длине шток, и набор размещенных между профилированным штоком и запорным кольцом и подпружиненных в осевом направлении фрикционных клиньев с наружными выступами, и спусковым устройством, состоящим из установленного на запорном кольце рычажного экстрактора фрикционных клиньев, клиньев-копиров, размещенных на дне корпуса с возможностью радиального перемещения, и привода, кинематически связывающего клинья-копиры с рычажным экстрактором.
2. Амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде кольцевой пружины, рычажный экстрактор представляет шарнирно закрепленные на запорном кольце разноплечие рычаги, короткие плечи которых размещены под выступами фрикционных клиньев, привод представляет собой установленное с возможностью осевого перемещения между корпусом и кольцевой пружиной упорное кольцо, часть внутренней поверхности которого со стороны запорного кольца выполнена конусной, контактирующей с концами длинных плеч рычагов, нижний торец упорного кольца имеет выступы, сопряженные с клиньями-копирами, а их поверхности сопряжения представляют собой конус.
Амортизаторы в автомобильной подвеске: как они устроены и как их менять?
Все знают, что амортизатор смягчает удары при проезде неровностей. На самом деле, роль его в автомобильной подвеске несколько более специфическая – это демпфер, он предотвращает раскачивание автомобиля при наезде на препятствия. Сегодня изучим его типичную конструкцию, а заодно поменяем переднюю пару «амортов» на Chevrolet Lanos. Теперь вы будете знать, почему берут относительно немалые деньги за такую, казалось бы, несложную манипуляцию.
Для чего нужен амортизатор?
Д ля начала «отделим мух от котлет», то есть разберемся в ролях разных элементов подвески. На большинстве современных легковых автомобилей главные упругие элементы – это пружины. 30–40 лет назад эту роль, главным образом, выполняли рессоры, работая «по совместительству» и демпферами. Колебания успешно гасились за счет трения между листами рессор. Подробно касаться недостатков рессор и их типичных проблем не будем, посвятим им отдельный материал, а сейчас просто запомним об их существовании и вернемся к пружинам.
Они установлены между подвеской и кузовом автомобиля и предназначены для гашения ударов на кузов, приходящихся от дороги. Когда колесо накатывается на какое-нибудь препятствие, пружина сжимается, а кузов лишь немного и плавно перемещается вверх, колесо скатывается с препятствия – пружина выпрямляется.
Есть, однако, один неприятный момент. Возьмем для примера игрушку попрыгунчик – каучуковый шарик, который тоже можно отнести к упругим элементам. Ударьте его о землю и засеките время, пока он полностью не прекратит прыгать. Приблизительно также будет прыгать и Ваш автомобиль, если в конструкции его подвески будут только рычаги да пружины. И, в зависимости от жесткости пружин, подвеска будет либо каменная, либо мягкая, как вата, но в том и другом случае об управляемости автомобиля можно даже не вспоминать. Самым страшным для такой подвески является резонанс, при вхождении в который колебания могут разрушить отдельные элементы подвески и ее крепежа.
Читайте также: Стойка амортизатора передняя мерседес w203
Видео:устранение ударов стоек на отбой на Chevrolet aveoСкачать
Проблему решили внедрением в конструкцию подвески амортизатора – элемента, который позволял перемещаться колесу относительно кузова, но исключал раскачку автомобиля. Изначально это были амортизаторы рычажного типа, которые, подобно рессорам, выполняли свою функцию за счет трения. Но не станем останавливаться на анахронизмах, рассмотрим только современные конструкции. На данный момент «мейнстрим» для легковых автомобилей – это телескопические гидравлические амортизаторы. Пневматические и гидропневматические системы, а также амортизаторы переменной жесткости в этот раз брать не будем – это темы для отдельных статей.
Работа телескопического амортизатора
Если максимально упростить, то описать работу амортизатора можно так: есть цилиндр, заполненный маслом, внутри цилиндра перемещается шток с поршнем. В этом поршне имеются клапаны, которые открываются только в одном направлении.
Когда поршень перемещается вниз, открываются одни клапаны и пропускают жидкость в полость над поршнем, если же поршень перемещается вверх, открываются другие клапаны, и жидкость перетекает в полость под поршнем. Гашение колебаний происходит за счет того, что масло не сжимается и имеет определенную вязкость.
Кстати, а зачем нужны вообще клапаны? Может, достаточно было бы отверстий? На самом деле, недостаточно. Одной из важных характеристик амортизатора – его величина жесткости на отбой и сжатие. Другими словами, это сопротивление на штоке амортизатора при его вдавливании или вытягивании из корпуса. Клапаны нужны, чтобы регулировать эту жесткость.
За счет разных пропускных характеристик клапанов вдавить шток амортизатора немного легче, чем вытянуть его из амортизатора. Сделано это с расчетом на то, что при наезде на препятствие необходимо не мешать колесу перемещаться вверх, чтобы исключить передачу удара от колеса на кузов. Клапаны в данном случае пропускают больше масла. Но если на пути большая яма, то колесо надо бы попридержать в «поджатом» состоянии, зачем спешить падать в нее? Потому клапаны на «роспуск» амортизатора пропускают меньше масла.
Еще раз: клапаны нужны, чтобы задать определенную жесткость амортизатора в разных направлениях его работы.
Типы конструкций
Конструктивно амортизаторы можно разделить на три основных вида: двухтрубные, двухтрубные с газовым подпором и однотрубные с газовым подпором. Первыми на автомобилях появились двухтрубные гидравлические амортизаторы. В них, как следует из названия, есть две трубы – полости, в одной из них (внутренней) находится поршень с вышеупомянутыми клапанами, другая (наружная) необходима для компенсации объема масла – она заполнена маслом лишь частично, остальное – воздух.
Видео:Амортизатор. Как проверить кривизну.Скачать
Во время работы амортизатора масло внутри нагревается до высоких температур, от этого расширяется, и, чтобы не выдавило уплотнители штока, жидкость перетекает в наружную полость.
Достоинств у такого типа амортизаторов немного: дешевизна и малое влияние на их работу от вмятин на корпусе. Еще стоит упомянуть хорошую плавность хода автомобиля и относительно малую жесткость таких амортизаторов.
К недостаткам относится перегрев рабочей жидкости, так как корпус – двойной, и охлаждение атмосферным воздухом затруднено. Из-за перегрева велика вероятность вспенивания масла и, как следствие, мгновенная потеря эффективности работы – амортизатор перестает выполнять свою функцию, и автомобиль становится плохо управляемым из-за раскачки.
Следующий минус – это большой вес двухтрубного амортизатора, а также строго определенное расположение при установке – если его перевернуть, вытечет рабочая жидкость. Вес амортизатора влияет на величину неподрессоренной массы (о том, что это такое, расскажем отдельно). Чем больше неподрессоренная масса, тем хуже плавность хода и управляемость автомобиля.
Небольшим усовершенствованием двухтрубных амортизаторов стало наполнение наружной полости газом с небольшим избыточным давлением. Таким образом снизили вероятность вспенивания, так как масло в этом случае «опирается» на газовую подушку.
Совсем другое дело – гидравлические однотрубные газонаполненные амортизаторы. Один цилиндр, заполненный маслом, поршень с односторонними клапанами и небольшая полость, заполненная газом и прикрытая поршнем.
Однотрубный амортизатор лишен всех недостатков двухтрубных. При интенсивной работе жидкость не перегревается, так как отделена от окружающей среды только одной стенкой цилиндра и отлично охлаждается. Также он легче и может устанавливаться хоть вверх, хоть вниз корпусом.
Но законы природы никуда не денешь: где-то выигрываешь, где-то проигрываешь. Поэтому достоинства двухтрубных амортизаторов стали недостатками однотрубных. Последние значительно дороже и весьма чувствительнее к механическим повреждениям корпуса, стало быть, эксплуатация с ними автомобиля пусть не так уж значительно, но дороже.
Установка амортизаторов
Способы установки амортизаторов не изменились с момента их внедрения в автомобили. Так, всегда их верхняя часть крепится к кузову автомобиля или раме, а нижняя – к элементу подвески, будь то рычаг или балка неразрезного моста. От этого и замена данного элемента в подавляющем большинстве случаев не доставляла трудностей: выкрутил нижний болт крепления, выкрутил верхний болт крепления, и все, амортизатор в руках.
Читайте также: Стойки амортизаторов тойота ярис
С амортизаторами задних подвесок так все и осталось, а вот с передними все чуть сложнее. С появлением переднеприводных автомобилей возник вопрос, куда девать амортизатор, который в основном крепился к нижнему рычагу передней подвески и мешал установке приводного вала.
Видео:Как понять, что пора менять пружины | Что влияет на износ пружин подвески? (18+)Скачать
Основных решений этой задачи получилось два. Первый вариант – установка нижней части амортизатора на рычаг через П-образный кронштейн, внутри которого проходил приводной вал. Второй вариант – перенос амортизатора вместе с пружиной в пространство над верхним рычагом подвески. В таком случае нижняя часть амортизатора крепится к верхнему рычагу подвески, и называется вся эта конструкция именем американского инженера Эрла Стили МакФерсона.
МакФерсон разрабатывал этот принципиально новый на тот момент вид подвески для ультрабюджетного концепт-кара Chevrolet Cadet в 1930-е годы. На практике его удалось применить только после войны, уже на Ford Vedette 1948 года для французского рынка. Теперь, когда вы знаете эту короткую захватывающую историю и можете при случае блеснуть эрудицией, переходим к особенностям этой популярной до сих пор конструкции.
МакФерсон объединил амортизатор вместе с пружиной в одну амортизаторную стойку. В этой стойке верхняя часть имеет шарнир с подшипником и опирается на элемент кузова – стакан. Благодаря опорному подшипнику стойка может вращаться вокруг собственной оси. А если установить амортизаторную стойку под определенным углом, то можно задать траекторию перемещения колеса и углы его установки, как, например, развал, угол продольного и поперечного наклона оси поворота (что это, обязательно рассмотрим в будущих публикациях).
Получилось, что при такой установке стойки можно избавиться от направляющего верхнего рычага подвески, тем самым удешевив ее. Поворотный кулак в подвеске крепится к шаровой опоре нижнего рычага и к амортизаторной стойке, вращается вместе с ней же. Стойка стабилизатора поперечной устойчивости в данном случае может крепиться или к нижнему рычагу, или непосредственно к амортизаторной стойке.
Если рассмотреть способы крепления стойки к поворотному кулаку, то их несколько. Поворотный кулак может крепиться к кронштейну на корпусе стойки. Зачастую – двумя эксцентриковыми болтами с гайками, и они же являются элементами регулировки развала колес. Если развал колес заложен конструктивно, то регулировка не нужна, значит и закрепить стойку можно в кронштейне поворотного кулака. Кронштейн крепления в таком варианте представляет из себя проушину с разрезом, которая стягивается одним болтом. Самым простым вариантом является запрессовка корпуса стойки в поворотный кулак (как у нашего подопытного Chevrolet Lanos). Поставляется все это часто как одна деталь – в сборе c кулаком.
В список недостатков амортизаторной стойки типа МакФерсон можно отнести относительно небольшие ходы подвески и, как следствие, такая конструкция – большая редкость, если не исключение, на настоящих внедорожниках (впрочем, таких машин уже почти не осталось). А причина в том, что при максимальном сжатии пружины стойки очень сильно начинают изменяться углы установки колес, что влечет за собой серьезное ухудшение в управляемости автомобиля и приводит к чрезмерному износу шин.
Видео:Для чего некоторые водители одевают на амортизаторы садовые шланги?Скачать
Амортизаторные стойки могут быть с возможностью замены амортизатора и без нее. В первом варианте корпус стойки с опорой под пружину выполнен отдельно от амортизатора. Во втором – корпус амортизатора есть одновременно корпус стойки, и непосредственно на нем смонтирована нижняя опора пружины. Верхняя же опора пружины крепится к штоку амортизатора. Пружина сверху и снизу воздействует на опоры через резиновые подушки. На штоке амортизатора устанавливают упругий отбойник – резиновую или полиуретановую втулку, которая предотвращает удары деталей подвески при полном сжатии пружины.
Пружина в амортизаторной стойке всегда находится под натягом. Изначально сжатие необходимо для исключения люфтов и зазоров в сборке. Замена стойки на автомобиле – всегда маленькая радость для механика, так как по стоимости работ она довольно недешева.
Пример замены амортизаторов
Итак, перейдем в ремзону, где нас ждет Chevrolet Lanos с его передними разборными амортизационными стойками. Пружины мы оставляем старые, а вот амортизаторы – меняем. Хозяин автомобиля решил, что стандартные двухтрубные амортизаторы передней подвески слишком мягкие, и ему не хватает управляемости. Решением стала установка передних однотрубных газонаполненных амортизаторов.
Приступаем. Отворачиванием гайку крепления приводного вала к ступице колеса, после чего выкручиваем болты крепления и снимаем переднее колесо. Далее, для облегчения откручивания элементов крепления распыляем на соединения шаровой опоры рычага и шарнира наконечника рулевой тяги спасительную WD40.
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
📽️ Видео
Признаки неисправности амортизаторовСкачать
Как работают амортизаторыСкачать
Может ли стойка амортизатора стучать....?Скачать
Как проверить амортизаторы на автомобиле за 5 секунд?Скачать
Отличие амортизаторов и пружин ВАЗ 1117 1118 1119 (Калина)Скачать
Амортизатор для шнека бензобураСкачать
Стойки и амортизаторы пр-ва Ю. Корея JETT👍Скачать
Для чего предназначены пружины авто?Скачать
разбит отбойник на стойке, признаки и звуки такой поломки и ее решение часть 3Скачать
Всё о подвеске TOUGH DOG. Почему важно подбирать пружины и амортизаторы по характеристикам совместноСкачать
Как выбрать пружины для своего автомобиля? Каким производителям можно доверять?Какие пружины выбратьСкачать
Проект жесткие пружины и амортизаторы w463 G55 AMG @Gelendwagen_amgСкачать
#Ланос #1.6 #бюджетные #амортизаторы и #пружиныСкачать
Китайские пружины и опоры амортизаторов на БМВ х5 е70, обзор дешёвых запчастейСкачать
