3. Амортизаторы

 

В качестве гасящих устройств в подвесках тракторов и автомобилей используют гидравлические амортизаторы, в которых механическая энергия колебаний подрессоренной части остова машины преобразуется в тепловую путем жидкостного трения при прохождении вязкой жидкости через калиброванные отверстия малого сечения. В результате жидкость нагревается и теплота рассеивается в окружающей среде.

В качестве рабочей жидкости для амортизаторов применяют веретенное масло АУ или жидкость АЖ-12Т.

При  работе амортизатора  различают ходы сжатия и отбоя. При ходе сжатия колесо машины перемещается в сторону остова, а при ходе отбоя - в противоположную.

В настоящее время в подвесках тракторов и автомобилей применяют гидравлические амортизаторы двухстороннего действия, в которых рассеяние механической энергии колебаний подрессоренной части остова машины осуществляется при ходе как сжатия, так и отбоя.

Свойства амортизатора определяются его характеристикой - зависимостью между силой сопротивления на поршне амортизатора Ра и скоростью его перемещения Vп . На рис. 9.7 приведена упрощенная характеристика гидравлического амортизатора двухстороннего действия.

Рис. 9.7. Характеристика гидравлического амортизатора с разгрузочными клапанами:

 Рао и Рас сила сопротивления на поршне амортизатора при ходе соответственно отбоя и сжатия; Vпо и Vпс скорости поршня амортизатора при ходе соответственно отбоя и сжатия;  Vпо' и Vп'c; - скорости перемещения поршня, при которых открываются разгрузочные клапаны

Для удовлетворения требованиям плавности хода трактора характеристика амортизатора должна быть несимметричной. При этом сила сопротивления на поршне амортизатора Рао при ходе отбоя должна быть больше, чем сила Рас  при ходе сжатия (см. рис. 9.7). Это обеспечивает меньшее воздействие со стороны амортизатора на остов при наезде машины на препятствие. Кроме того, при проектировании амортизатора ограничивают силу Ра на поршне при обоих ходах амортизатора. 

Достигается это открытием разгрузочных клапанов при определенных скоростях движения поршня (Vпо' или Vп'c; ). 

Рассмотрим гидравлический телескопический двухтрубный (рис. 9.8,а) и однотрубный (рис. 9.8,б) амортизаторы. Полости А и В амортизаторов заполнены рабочей жидкостью. Компенсационная камера С в двухтрубном амортизаторе (рис. 9.8,а) частично заполнена жидкостью и воздухом, а в однотрубном амортизаторе (рис. 9.8,б) – воздухом. При этом в однотрубном амортизаторе компенсационная камера С изолирована от рабочей жидкости плавающим поршнем 6 или резиновой мембраной. В результате при движении машины по неровностям пути предотвращается эмульсирование жидкости, что обеспечивает более стабильную характеристику амортизатора и возможность его установки в любом положении. Однако осевое расположение компенсационной камеры несколько увеличивает длину амортизатора.

Рис. 9.8. Схема гидравлического телескопического амортизатора: а двухтрубного; б однотрубного; 1; 3 – разгрузочные клапаны; 2 – калиброванное отверстие; 4; 5 – перепускные клапаны; 6 – плавающий поршень

При ходе штока вниз (сжатие упругого элемента подвески) жидкость из полости В через калиброванное отверстие 2 поступает в полость А. Если давление жидкости в полости В преодолеет усилие

пружины разгрузочного клапана 3, то он откроется и расход жидкости из полости В увеличивается, а сопротивление движению поршня соответственно уменьшится. 

При обратном ходе (разгрузка упругого элемента) жидкость из полости А протекает через калиброванное отверстие 2. Если давление жидкости в полости А преодолеет усилие пружины разгрузочного клапана 1, то он откроется и расход жидкости из полости А увеличится, а сопротивление движению поршня уменьшится. 

Вследствие значительного диаметра штока объем жидкости, вытесняемый из полостей А и В, оказывается различным. Для компенсации этого служит камера С, соединяемая с полостью В в двухтрубном амортизаторе (рис. 9.8,а) перепускными клапанами 4 и 5. Клапан 5 перепускает часть жидкости из полости В в компенсационную камеру С при ходе поршня вниз, а при ходе поршня вверх она из камеры С через клапан 4 обратно возвращается в полость В.

В однотрубном амортизаторе (рис. 9.8,б) нет необходимости в установке перепускных клапанов между камерами В и С, так как при изменении давления жидкости в камере В происходит изменение объема компенсационной камеры С за счет сжатия воздуха.  

В подвесках современных тракторов и автомобилей широкое применение получили гидравлические телескопические двухтрубные амортизаторы двухстороннего действия (рис. 9.9). Его основными частями являются: рабочий цилиндр 17; поршень 14 со штоком 18; клапаны - перепускной сжатия 5, разгрузочный отбоя 7, перепускной отбоя 9 и разгрузочный сжатия 10; компенсационная камера 16 - пространство между цилиндром 17 и кожухом 19.

Разгрузочный клапан отбоя 7 представляет собой стальной диск с несколькими просечками, прижатый к нижнему торцу поршня пружиной 8, а перепускной клапан сжатия 5 - такой же диск, прижатый слабой пружиной к верхнему торцу поршня. На торцах поршня имеются по одной кольцевой канавке и два ряда сквозных калиброванных отверстий. Отверстия внешнего ряда 6 выходят в канавку на верхнем торце, перекрываемую диском перепускного клапана сжатия 5, отверстия внутреннего ряда 15 - в канавку на нижнем торце, перекрываемую диском разгрузочного клапана отбоя. Аналогично устроен перепускной клапан отбоя 9. Его диск перекрывает отверстия 13, расположенные по периферии корпуса клапана сжатия, образующего также днище рабочего цилиндра.

Цилиндр 17 полностью и часть компенсационной камеры 16 заполнены рабочей жидкостью - минеральным маслом (или смесью масел) с низкой вязкостью, мало изменяющейся в зависимости от температуры.

Посредством проушин 1 кожух 19 вместе с цилиндром 17 соединены с направляющим устройством подвески, а шток 18 - с остовом трактора. Поэтому во время хода сжатия поршень 14 перемещается вниз, а во время хода отбоя вверх.

Рис.9.9 Гидравлический телескопический двухтрубный амортизатор двухстороннего действия:

а продольный разрез амортизатора; б и в положение амортизатора при ходе соответственно отбоя и сжатия; 1 – проушина; 2 гайка резервуара; 3, 4 – уплотнения; 5 – перепускной клапан сжатия; 6 – отверстие внешнего ряда; 7 – разгрузочный клапан отбоя; 8 пружина клапана отбоя; 9 – перепускной клапан отбоя; 10 – разгрузочный клапан сжатия; 11 – пружина; 12 – выходные отверстия; 13 – впускное отверстие; 14 – поршень; 15 – отверстие внутреннего ряда; 16 – компенсационная камера; 17 – рабочий цилиндр; 18 – шток; 19 – кожух

При движении поршня вниз (рис. 9.9,в) жидкость вытесняется из подпоршневого пространства в надпоршневое через перепускной клапан сжатия 5. Часть жидкости, объем которой равен

объему вводимой в цилиндр части штока, выталкивается в резервуар через просечки перепускного клапана отбоя  9 и отверстия 13.

Если ход сжатия совершается резко, например при движении по плохой дороге, то вследствие возрастания давления жидкости открывается разгрузочный клапан сжатия 10, в результате чего предотвращается чрезмерное увеличение усилия на штоке 18 амортизатора. 

При движении поршня вверх (рис. 9.9,б) жидкость из верхней части цилиндра перетекает в нижнюю через отверстия 15 в поршне и просечки разгрузочного клапана отбоя 7. Дополнительная часть жидкости, объем которой равен объему выводимой части штока, поступает в цилиндр из компенсационной камеры 16 через перепускной клапан 9. Если ход отбоя совершается резко, давление жидкости возрастает, оно преодолевает усилие пружины 8, и разгрузочный клапан отбоя 7 открывается. В результате ограничивается сила сопротивления на штоке 18 амортизатора.