Гидравлический амортизатор транспортного средства

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Михаил Валерьевич, Кучин Владимир Александрович, Кожарин Сергей Вячеславович, Шелихов Виктор Васильевич (RU) Изобретение относится к амортизаторам ходовых тележек на железнодорожном транспорте. Техническим результатом является повышение технологичности, надежности и увеличение ресурса эксплуатации транспортных средств и сохранности рельсовых путей. Гидравлический амортизатор транспортного средства содержит корпус со штоковой и торцевой крышками, цилиндр с поршневой крышкой, установленные в корпусе с образованием резервуара для рабочей жидкости,поршень с полым штоком, размещенные в цилиндре с образованием штоковой и поршневой полостей, впускные клапаны, размещенные в поршне и поршневой крышке, переливной клапан с дроссельными каналами и регулировочным узлом, расположенные в переливной трубке,соединяющие штоковую полость с резервуаром, причем переливная трубка размещена в полости штока и пропущена с возможностью осевого перемещения через центральное отверстие в поршне и закреплена одним концом неподвижно в поршневой крышке. Гидроамортизатор оснащен двумя узлами крепления к транспортному средству, один из которых закреплен на свободном конце штока,пропущенного сквозь центральное отверстие в штоковой крышке корпуса, а другой совмещен с торцевой крышкой корпуса, при этом каждый из узлов крепления имеет заушину с размещенной в ней опорной шарнирной втулкой, имеющей центральное отверстие, для крепления через него посредством силового пальца к транспортному средству, при этом узел крепления, совмещенный с торцевой крышкой корпуса, имеет сквозное резьбовое отверстие с установленной в нем герметичной резьбовой пробкой для заправки через это отверстие рабочей жидкости и регулировки переливного клапана, при этом переливной клапан и регулировочный узел размещены внутри закрепленного конца переливной трубки. Опорная втулка имеет продольно-профилированную внутреннюю поверхность, обеспечивающую полное е прилегание к силовому пальцу при предельной расчетной нагрузке на амортизатор. В торцевой крышке вблизи заушины выполнено резьбовое отверстие с установленным в нем газовым ниппелем для создания в резервуаре заданного избыточного давления воздуха.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО НАУЧНОТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР Изобретение относится к области транспортного машиностроения, преимущественно к амортизаторам ходовых тележек на железнодорожном транспорте для защиты подвижного состава от интенсивных ударно-вибрационных воздействий, повышения ресурса их работы и сохранности рельсовых путей. Известен гидравлический телескопический двухтрубный демпфер подвески транспортного средства[1]. Гидродемпфер содержит резервуар с проушиной, размещенный в нем цилиндр с поршнем и штоком,проходящим через направляющую, закрывающую цилиндр и закрепленную гайкой в резервуаре, впускной клапан с подводящим каналом в резервуаре, дроссельное отверстие в направляющей и переливную трубку, соединяющие штоковую полость цилиндра с кольцевой полостью резервуара, дроссельное отверстие в поршне в виде упругого деформированного диска, установленного между упором на штоке и уступом поршня для обеспечения перетекания жидкости как при ходе растяжения, так и при ходе сжатия. Недостатки известного решения заключаются в том, что размещение переливной трубки в резервуаре при работе амортизатора в горизонтальном положении возможно только в одном определенном положении переливной трубки. Устройство не обеспечивает заправку и дозаправку рабочей жидкостью без его частичной разборки. Известен гидроамортизатор [2], содержащий цилиндр со штоковой и поршневой крышками, поршень со штоком, установленный внутри цилиндра с образованием штоковой и поршневой рабочих камер, резервуар с рабочей жидкостью, всасывающие клапаны в поршне и поршневой крышке, переливной клапан и дроссельный элемент, соединяющий штоковую камеру с резервуаром через сливную трубку, а также узлы крепления, причем дроссельный элемент выполнен в виде подпружиненного золотникового клапана со шлицами на боковой поверхности, который снабжен управляющим штоком, размещенным в камере управления, которая соединена с резервуаром дренажным каналом, при этом диаметр управляющего штока больше диаметра золотникового клапана. Недостатком известного гидроамортизатора является то, что работа устройства в горизонтальном положении обеспечивается только в одном определенном положении переливной трубки, а заправка устройства рабочей жидкостью и настройка пружины переливного клапана и дроссельного элемента на различные режимы возможна только после его частичной разборки и замены дросселей. Известен гидравлический телескопический двухтрубный демпфер подвески транспортного средства[3], включающий резервуар с проушиной, размещенный в нем цилиндр с впускным клапаном, поршень с обратным и разгрузочным клапаном хода растяжения (отбоя) - сжатия и шток с проушиной, проходящий через направляющую и крышку. В направляющей имеется узел настройки на требуемую силу сопротивления, под крышкой размещен фильтр, уплотнительный узел, а в проушины установлены шарнирные подшипники, которые уплотнены композитными (на основе фторопласта) кольцами, установленными на сферу шарнирного подшипника с натягом. Известный гидродемпфер обеспечивает сохранность смазки и защиту подшипника от внешней среды. Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает заполнение и дозаправку рабочей жидкостью, а также регулировку узла настройки на требуемую силу сопротивления без разборки устройства. Прототипом изобретения по существу решаемой технической задачи и общих существенных признаков является гидроамортизатор транспортного средства [4]. Гидроамортизатор содержит корпус со штоковой и торцевой крышками, цилиндр с поршневой крышкой, установленные в корпусе с образованием резервуара, частично заполненного рабочей жидкостью, поршень с полым штоком, размещенные в цилиндре с образованием штоковой и поршневой полостей, впускные клапаны, размещенные в поршне и поршневой крышке, подпружиненный переливной клапан с дроссельными каналами и регулировочной гайкой, размещенные в переливной трубке и соединяющие штоковую полость с резервуаром, причем переливная трубка размещена внутри штока и пропущена с возможностью осевого перемещения через центральное отверстие с уплотнением в поршне и неподвижно закреплена одним концом в поршневой крышке. Недостатки прототипа заключаются в том, что конструкция прототипа не позволяет производить изменение силовой характеристики гидроамортизатора путем регулировки силы поджатия переливного клапана без разборки изделия, что ограничивает область его применения; отсутствует возможность заполнять и/или пополнять гидроамортизатор рабочей жидкостью без его разборки; конструкция прототипа не обеспечивает реализацию оптимальных параметров гидроамортизатора в связи с отсутствием избыточного газового давления в рабочем объеме изделия. Решаемой технической задачей изобретения является повышение уровня силовых и эксплуатационных характеристик гидроамортизатора, технологичности при его сборке, а также удобство регулировки его рабочих характеристик в оптимальном диапазоне для конкретного транспортного средства в процессе эксплуатации и при регламентном техническом осмотре. Решение поставленной задачи достигается тем, что гидравлический амортизатор транспортного средства, содержащий корпус со штоковой и торцевой крышками, цилиндр с поршневой крышкой, уста-1 019125 новленные в корпусе с образованием резервуара, частично заполненного рабочей жидкостью, поршень с полым штоком, размещенные в цилиндре с образованием штоковой и поршневой полостей, впускные клапаны, размещенные в поршне и поршневой крышке, подпружиненный переливной клапан с дроссельными каналами и регулировочной гайкой, расположенные в переливной трубке, соединяющие штоковую полость с резервуаром, причем переливная трубка размещена внутри штока и пропущена с возможностью осевого перемещения через центральное отверстие с уплотнением в поршне и закреплена одним концом неподвижно в поршневой крышке, согласно изобретению оснащен двумя узлами крепления к транспортному средству, один из которых неподвижно закреплен на свободном конце штока, пропущенного сквозь уплотненное центральное отверстие в штоковой крышке корпуса, а другой узел крепления установлен на торцевой крышке корпуса, при этом каждый из узлов крепления имеет заушину со сквозным цилиндрическим отверстием с размещенными в нем разрезным вкладышем со сферической поверхностью и опорной втулкой с ответной сферической внешней поверхностью, имеющей центральное отверстие для крепления через него, посредством силового пальца, к транспортному средству, при этом узел крепления, совмещенный с торцевой крышкой корпуса, имеет сквозное резьбовое отверстие для установки в нем герметичной пробки, а ось резьбового отверстия совпадает с осью переливной трубки, при этом в полости закрепленного конца трубки образован упор и резьбовой участок со стороны узла крепления, между которыми размещены опорная шайба, переливной клапан и пружина, а в резьбовом участке размещены регулировочная и контровочная гайки, причем резьбовое отверстие в узле крепления закрывается герметичной пробкой после регулировки поджатия переливного клапана пружиной и/или заполнения полостей амортизатора рабочей жидкостью. Опорная втулка имеет продольнопрофилированную внутреннюю поверхность, обеспечивающую полное прилегание этой поверхности к силовому пальцу при предельной расчетной нагрузке на амортизатор. В узле крепления выполнено резьбовое отверстие с установленным в нем газовым ниппелем для создания в резервуаре заданного избыточного давления воздуха, причем при заполнении амортизатора нормированным количеством рабочей жидкости резьбовое отверстие без ниппеля используется для стравливания лишнего воздуха. Избыточное давление газа создается введением в резервуар до установки ниппеля растворимой или испаряемой капсулы с легко испаряемым жидким или твердым веществом, превращающимся в газ и не вступающим в химическую реакцию с рабочей жидкостью. Преимущества предлагаемого изобретения перед известными аналогами и прототипом заключаются в следующем: размещение переливного клапана с дроссельными каналами, опорной шайбы, пружины, регулировочной гайки и контргайки в полости закрепленного конца переливной трубки, а также наличие резьбового отверстия в узле крепления для введения через него спецключа при повороте гаек (при вынутых из узла крепления разрезного вкладыша, опорной втулки и вывернутой герметичной пробки) позволяет без разборки гидроамортизатора провести настройку переливного клапана на требуемую для конкретного типа транспортного средства силовую характеристику и заполнить объем изделия рабочей жидкостью; выполненная внутри опорной втулки узла крепления продольно-профилированная выточка, соответствующая максимальному прогибу этой втулки до прямой линии контакта с силовым пальцем при предельной нагрузке, позволяет образовать упругий элемент между источником вибронагрузок и транспортным средством, фильтрующий высокочастотные нагрузки; выполнение резьбового отверстия в узле крепления для установки в нем газового ниппеля обеспечивает стравливание при заправке гидроамортизатора рабочей жидкостью воздуха, а также введение через него в резервуар растворимых капсул с заданным объемом сжиженного газа (например, жидкого азота) или твердого легко испаряющегося вещества (например, твердая двуокись углеводорода), которые химически не реагируют с рабочей жидкостью; при закрытом газовом ниппеле имеется возможность подкачки через него необходимого количества газа. Таким образом, изложенные в предлагаемом изобретении признаки являются новыми и существенными и обеспечивают устройству его промышленную применимость, так как позволяют упростить технологию сборки, заливки рабочей жидкостью и регулировки рабочих характеристик при его эксплуатации; повысить плавность хода и сохранность подвижного состава и рельсовых путей за счет фильтрации высокочастотных нагрузок упругим узлом крепления; оптимизировать возможности конструкции устройства за счет создания избыточного давления газа в рабочем объеме. На чертежах в схематичной форме представлен предлагаемый гидроамортизатор, где изображено на фиг. 1 - общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - узел II на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1. На фиг. 1 показан гидравлический амортизатор транспортного средства, который содержит корпус 1 со штоковой и торцевой крышками 2 и 3, цилиндр 4 с поршневой крышкой 5, установленные в корпусе 1 с образованием резервуара 6, с рабочей жидкостью, поршень 7 с полым штоком 8, размещенные в цилиндре 4 с образованием штоковой и поршневой полостей 9 и 10, впускные клапаны 11 и 12, размещенные соответственно в поршне 7 и поршневой крышке 5. В полости 13 штока 8, которая соединена каналами 14 со штоковой полостью 9, соосно штоку 8 установлена сливная трубка 15, пропущенная с возможностью осевого перемещения через центральное отверстие в поршне 7 и закрепленная в резьбовом отверстии поршневой крышки 5. В полости закрепленного конца переливной трубки 15 размещен узел II переливного клапана с дроссельными клапанами и регулировочный узел (см. фиг. 3). На свободном конце штока 8, пропущенного с возможностью осевого перемещения через центральное отверстие в поршневой крышке 2 неподвижно установлен узел крепления 16 к транспортному средству, а другой узел крепления 17 установлен неподвижно на торцевой крышке 3 корпуса 1. Каждый из узлов крепления 16 и 17 имеет заушину 18 со сквозным отверстием, с размещенным в нем разрезным вкладышем 19 со сферической поверхностью и опорной втулкой 20 с ответной наружной сферической поверхностью и с центральным отверстием для размещения в нем силового пальца 21. На фиг. 2 изображен узел крепления 17 (без деталей поз. 18, 19 и 20), совмещенный с торцевой крышкой 3 корпуса 1. Узел крепления 17 имеет заушину 18 со сквозными отверстиями 22 и 23, а также резьбовое отверстие 24 с герметично установленной в нем пробкой 25. В торцевой крышке 3 имеется резьбовое отверстие 26 с герметично установленным в нем газовым ниппелем 27, канал 28 для соединения рабочих камер 6 и 10, а также герметично закрепленные на крышке 3 цилиндр 4 с поршневой крышкой 5, в которой смонтирован подпружиненный впускной клапан 12. На фиг. 3 изображен узел крепления переливной трубки 15 в поршневой крышке 5 с помощью резьбового соединения 29, уплотнения (не показано) и контргайки 30. В полости трубки 15 образован упор 31 и участок резьбы 32, между которыми размещены упорная шайба 33, переливной клапан 34 с дроссельными каналами 35 и пружина 36, поджатая регулировочной гайкой 37 и контровочной гайкой 38, с образованными в них шлицами 39 и 40 соответственно для взаимодействия с регулировочным инструментом. На фиг. 4 изображен в сборе узел крепления амортизатора к транспортному средству. Показана заушина 18, опорная втулка 20, выполненная в виде шарнира с размещенным в е центральном отверстии 41 силовым пальцем 21. Втулка 20 охвачена разрезным вкладышем 19, имеющим сопряженную с втулкой 20 сферическую поверхность 42 и поджатым с двух сторон вкладышами 43, зафиксированными разжимными кольцами 44, установленными в проточках заушины 18. Центральное отверстие 41 имеет продольно-профилированную внутреннюю поверхность 45. Особенностью предлагаемой конструкции гидроамортизатора является заливка резервуара заданным количеством рабочей жидкости после полной сборки через отверстие 24 (при снятой пробке 25 и вывернутом ниппеле 27 и до установки деталей 19, 20, 43, 44 узла крепления 17) с герметичной установкой после заливки пробки 25; введение через ниппельное отверстие 26 хладагента, при нагревании до температуры 20-30 С превращающегося в газ, с последующей герметичной установкой ниппеля 27; при необходимости через него осуществляется подкачка газа, обеспечивающая избыточное газовое давление в резервуаре; возможность, при эксплуатации, после извлечения лишь упомянутых деталей узла крепления 17,отвернув пробку 25, произвести регулировку требуемого поджатия пружиной 36 клапана 35 для получения необходимой рабочей характеристики гидроамортизатора, с помощью поворота гайки 39 и контргайки 40 специальным ключом; возможность устранения, за счет упругих, прогибающихся при нагрузке, опорных втулок 20, воздействия на транспортное средство и сам гидроамортизатор ударных нагрузок, повышая плавность хода. В процессе работы гидроамортизатора происходят нижеследующие действия. При ходе сжатия поршень 7 со штоком 8 опускается, в это время закрывается впускной клапан 12 и рабочая жидкость из поршневой полости 10 свободно перетекает через впускной клапан 11 в штоковую полость 9 и далее по каналам 14 во внутреннюю полость 13 штока 8, откуда нагнетается по сливной трубке 15 через дроссельные каналы 35 клапана 34 в резервуар 6. Усилие на штоке 8 определяется при этом перепадом давления, возникающим на дроссельных каналах 35 и, практически, пропорционально расходу рабочей жидкости. При ходе растяжения поршень 7 со штоком 8 с закрытым впускным клапаном 11 поднимается и всасывает рабочую жидкость через впускной клапан 12 в поршневую полость 10 из резервуара 6 и одновременно вытесняет рабочую жидкость из штоковой полости 9 по каналам 14 во внутреннюю полость штока 8. Далее по сливной трубке 15 рабочая жидкость проходит через дроссельные каналы 35 клапана 34 в резервуар 6. Таким образом, заявленная конструкция гидравлического амортизатора работает как поршневой насос, перемещая рабочую жидкость в одном направлении через дроссельные каналы 35, обеспечивая стабильную рабочую характеристику. Приведенные в предлагаемом изобретении признаки в совокупности с признаками прототипа являются существенными и решают поставленную техническую задачу, обеспечивают высокую технологичность при подготовке и обслуживании устройства, повышают надежность и рабочие характеристики при эксплуатации и обеспечивают увеличение ресурса его работы. В целом, предлагаемое изобретение обладает новизной, высоким техническим уровнем и промышленной применимостью и, следовательно, по мнению заявителя, может быть защищено евразийским патентом. Источники информации. 1. Гидравлический телескопический двухтрубный демпфер подвески транспортного средства. Патент РФRU 2128302 С 1, МПК 6 F16F 9/16; 9/34; В 60G 13/08. Опубл. 27.03.99 г. Бюл.9. 2. Гидроамортизатор. Полезная модельRU 32843, МПК 7 F16F 5/00. Опубл. 27.09.2003, Бюл.27. 3. Гидравлический телескопический двухтрубный демпфер подвески транспортного средства. Полезная модельRU 76410, МПК F16F 9/18. Опубл. 20.09.2008, Бюл.26. 4. Гидравлический амортизатор транспортного средства. Патент РФRU 2287100 С 2, МПК F16F 5/00; 9/10. Опубл. 10.11.2006 г. Бюл.31 (прототип изобретения). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Гидравлический амортизатор транспортного средства, содержащий корпус со штоковой и торцевой крышками, цилиндр с поршневой крышкой, установленные в корпусе с образованием резервуара,частично заполненного рабочей жидкостью, поршень с полым штоком, размещенные в цилиндре с образованием штоковой и поршневой полостей, впускные клапаны, размещенные в поршне и поршневой крышке, подпружиненный переливной клапан с дроссельными каналами и регулировочной гайкой, расположенные в переливной трубке, соединяющие штоковую полость с резервуаром, причем переливная трубка размещена внутри штока и пропущена через центральное отверстие с уплотнением в поршне, который выполнен с возможностью осевого перемещения, относительно переливной трубки, при этом переливная трубка закреплена одним концом неподвижно в поршневой крышке, отличающийся тем, что гидроамортизатор оснащен двумя узлами крепления к транспортному средству, один из которых неподвижно закреплен на свободном конце штока, пропущенного сквозь уплотненное центральное отверстие в штоковой крышке корпуса, а другой узел крепления установлен на торцевой крышке корпуса, при этом каждый из узлов крепления имеет заушину со сквозным цилиндрическим отверстием с размещенными в нем разрезным вкладышем со сферической поверхностью и опорной втулкой с ответной сферической внешней поверхностью, имеющей центральное отверстие, для крепления через него посредством силового пальца к транспортному средству, при этом узел крепления, совмещенный с торцевой крышкой корпуса, имеет сквозное резьбовое отверстие с установленной в нем герметичной резьбовой пробкой, причем резьбовое отверстие в узле крепления используется для регулировки переливного клапана и/или заполнения полостей амортизатора рабочей жидкостью, ось резьбового отверстия совпадает с осью переливной трубки, при этом в полости закрепленного конца трубки образован упор и резьбовой участок со стороны узла крепления, между которыми размещены опорная шайба, переливной клапан и пружина, а в резьбовом участке размещены регулировочная и контровочная гайки. 2. Гидравлический амортизатор транспортного средства по п.1, отличающийся тем, что опорная втулка имеет продольно-профилированную внутреннюю поверхность, обеспечивающую полное е прилегание к силовому пальцу при предельной расчетной нагрузке на амортизатор. 3. Гидравлический амортизатор транспортного средства по п.1, отличающийся тем, что в узле крепления заушины, установленном на торцевой крышке, выполнено резьбовое отверстие с установленным в нем газовым ниппелем для создания в резервуаре заданного избыточного давления воздуха, причем при заполнении амортизатора нормированным количеством рабочей жидкости резьбовое отверстие без ниппеля используется для стравливания лишнего воздуха. 4. Гидравлический амортизатор транспортного средства по п.3, отличающийся тем, что обеспечена возможность до установки ниппеля ввода в резервуар капсул с легко испаряемым жидким или твердым веществом, превращающимся в газ, не вступающим в химическую реакцию с рабочей жидкостью, для создания избыточного давления газа.