Двухтрубные телескопические амортизаторы

Свое название эти амортизаторы получили благодаря конструк­тивной особенности, состоящей в том, что рабочий цилиндр 4 (рис. 10.76) устанавливается внутри трубчатого кожуха 3 так, что между их стенками образуется кольцевой резервуар, называемый также вспомогательной или компенсационной камерой. Кожух и рабочий цилиндр чаще всего изготавливаются из цилиндрических труб, хотя для увеличения площади поверхности охлаждения кожух может быть выполнен гофрированным.

Помимо названных, основными частями амортизатора также являются поршень 6 со штоком / и клапаны: перепускной сжатия 5 и отбоя 7, выполненные в поршне, перепускной отбоя 8 и сжатия 10 в днище 9 рабочего цилиндра.

Наличие во всех телескопических амортизаторах штока, пере­мещающего поршень, существенно влияет как на конструкцию, так и, организацию рабочего процесса в амортизаторе. Двигаясь внутри рабочего цилиндра, шток занимает ту или иную часть его объема, предназначенного для жидкости. Поскольку жидкость не­сжимаема, то необходимо конструктивно обеспечить компенсацию изменения объема рабочего цилиндра. В двухтрубных амортизаторах для этого предназначена вспомогательная камера между кожухом и рабочим цилиндром.

Цилиндр 4 и часть вспомогательной камеры заполнены рабочей жидкостью — минеральным маслом (или смесью масел) с низкой вязкостью, мало изменяющейся в зависимости от температуры. Ко­личество жидкости во вспомогательной камере выбирается с таким расчетом, чтобы при эксплуатации воздух не попадал в рабочую камеру, например из-за утечек жидкости, и не происходило эмуль­сирование. По этой же причине двухтрубные амортизаторы не могут работать в перевернутом положении, и обычно не допускается их установка в подвеске с наклоном к вертикали более чем на 45°. Долговечность амортизатора в значительной мере зависит от уплотнения штока. Оно осуществляется резиновыми уплотнителями 2, рабочая поверхность которых имеет ряд кольцевых гребней.

Рис. 10.76. Двухтрубный амортизатор (а) и схемы его работы б — при сжатии; в — при отбое

В пазах этих гребней при ходе отбоя собирается жидкость, а при обратном ходе она через дренажные каналы 11 возвращается во вспомогательную камеру. Благодаря дренажным каналам, уплотнения не подвержены воздействию давления жидкости в рабочем цилиндре.

Кожух амортизатора посредством проушины либо иным спо­собом крепится к неподрессоренной части автомобиля (например, к стойке, рычагу подвески или к балке моста), а его шток при­соединяется к кузову или раме.

Клапаны амортизатора могут иметь различную конструкцию. На рис. 10.76 показана одна из наиболее распространенных. В поршне выполнены два ряда сквозных отверстий, расположенных по кон­центрическим окружностям. Отверстия наружного ряда с одной стороны выходят в кольцевую канавку на верхнем торце поршня, перекрываемую сплошной частью диска перепускного клапана сжа­тия 5, а с другой стороны, на нижнем торце, они открыты. Отверстия внутреннего ряда на верхнем торце поршня открыты, благодаря просечкам на внутреннем крае диска перепускного клапана 5, а снизу перекрыты тарелкой клапана отбоя 7. Однако между тарелкой клапана отбоя и штоком имеется ничем не перекрываемый не­большой кольцевой зазор для протока жидкости. Тарелка клапана отбоя 7 прижата пружиной к седлу. Опора пружины, так же как и поршень, закреплена на штоке. Перепускной клапан сжатия 5 представляет собой гибкий диск с несколькими просечками, при­жатый слабой пружиной к верхнему торцу поршня.

Перепускной клапан отбоя аналогичен по конструкции пере­пускному клапану сжатия. Его диск 8 перекрывает отверстие в днище рабочего цилиндра. Клапан сжатия 10 прижат пружиной к седлу в специальной вставке, завернутой в днище рабочего цилиндра. В клапане имеется осевое калиброванное отверстие для протока жидкости при закрытом клапане и достаточно широкая боковая просечка, увеличивающая проходное сечение по мере открытия клапана.

Работа амортизатора проходит следующим образом: а) при ходе сжатия подвески (рис. 10.76б) поршень амортизатора 4 опускается и вытесняет жидкость из нижней полости рабочего цилиндра. Жидкость отжимает диск 3 перепускного клапана сжатия и протекает через наружный ряд отверстий в поршне в верхнюю полость цилиндра. Сопротивление перетеканию жидкости в данном случае невелико, так как диск отжимается легко, а отверстия в поршне имеют большое суммарное проходное сечение. Небольшое количество жидкости также перетекает через кольцевую щель в клапане отбоя. Вследствие того что часть штока 1 входит в верхнюю полость цилиндра, в нижней его полости образуется избыток жид­кости. Давление в обеих рабочих полостях повышается, и излишки жидкости прокачиваются через клапан сжатия во вспомогательную камеру 5.

При малых скоростях перемещения штока жидкость перетекает через осевое калиброванное отверстие в клапане, что создает со­противление, прогрессивно возрастающее с увеличением скорости перемещения поршня. При определенном давлении в нижней по­лости цилиндра сила, действующая на клапан сжатия 6, уравно­вешивает усилие сжатой пружины 7 и открывает этот клапан. Про­ходное сечение клапана постепенно увеличивается в зависимости от давления жидкости, и, следовательно, снижается темп нарастания сопротивления. Характеристика амортизатора приобретает более по­логий характер (график на рис. 10.75в);

б) при ходе отбоя подвески (рис. 10. 76 в) поршень амортизатора перемещается вверх и шток выходит из цилиндра. Давление в верхней полости повышается, и жидкость из нее перетекает в нижнюю полость, проходя через внутренний ряд отверстий в поршне. При этом наружный ряд отверстий в поршне прикрыт диском пере­пускного клапана. Недостающая часть жидкости, объем которой равен объему выводимой из цилиндра части штока, поступает из вспомогательной камеры, перетекая через перепускной клапан отбоя 11 и в небольших количествах — через отверстие в клапане сжатия. Сопротивление перепускного клапана перетеканию жидкости дол­жно быть очень мало, так как в данном случае жидкость прока­чивается через клапан всасыванием и дросселирование потока при­вело бы к кавитации.

При малых скоростях перемещение поршня жидкость, пройдя через внутренние отверстия в поршне, перетекает через кольцевую щель между тарелкой 9 клапана отбоя и втулкой 8. В этом случае поток жидкости интенсивно дросселируется и испытывает прогрес­сивное сопротивление перетеканию в зависимости от скорости пор­шня. При быстром перемещении поршня давление жидкости по­вышается до величины, при которой, благодаря сжатию пружины 10, открывается клапан отбоя, то есть жидкость дополнительно перетекает между тарелкой клапана 9 и кольцевым выступом на нижнем торце поршня. В результате, как и в предыдущем случае, характеристика амортизатора становится более пологой.

Как отмечалось выше, режим работы амортизатора, при котором поток жидкости, перетекая через малые калиброванные отверстия, интенсивно дросселируется, называют дроссельным. Режим, при котором работа происходит при открытом клапане, - клапанным. Несимметричность характеристики амортизатора при сжатии и отбое достигается подбором параметров дроссельных отверстий и клапанов. Вместе с тем принимается во внимание тот факт, что объемы жидкости, потоки которой подвергаются дросселированию, при сжатии и отбое неодинаковы. Следовательно, при прочих равных условиях сопротивление прокачиванию будет больше там, где про­качиванию подвергается больший объем жидкости.

Благодаря относительной простоте изготовления и эксплуатации двухтрубные амортизаторы нашли широкое применение. Однако взаимодействие разогретой жидкости с воздухом во вспомогательной камере может приводить к образованию эмульсии, что ухудшает характеристики и снижает долговечность амортизатора. Кроме того, недостаточно эффективно охлаждение жидкости вследствие доволь­но длинного пути теплопередачи от рабочего цилиндра до наружного кожуха амортизатора, обдуваемого потоком воздуха. Поэтому в ус­ловиях напряженной работы эти амортизаторы сильно нагреваются и работоспособность их значительно падает. Перечисленных не­достатков в определенной степени лишены однотрубные аморти­заторы.

Дата добавления: 2015-07-26