МАГНИТОРЕОЛОГИЧЕСКИЙ ДЕМПФЕР

Название	МАГНИТОРЕОЛОГИЧЕСКИЙ ДЕМПФЕР
Разработчик (Авторы)	Хамитов Рустам Нуриманович, Аверьянов Геннадий Сергеевич, Зелов Дмитрий Федорович, Рощупкин Дмитрий Сергеевич, Макаренко Николай Григорьевич
Вид объекта патентного права	Полезная модель
Регистрационный номер	96197
Дата регистрации	30.03.2010
Правообладатель	ОАО "Научно-исследовательский институт технологии, контроля и диагностики железнодорожного транспорта" (ОАО "НИИТКД"), Рубежанский Петр Николаевич
Область применения (класс МПК)	F16F 9/53 (2006.01)

Описание изобретения

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к подвеске транспортных средств.

Известен магнитореологический амортизатор (US 5170866, МПК F16F 15/03), содержащий корпус, подвижно установленный поршень, шток с размещенными в нем проводами, гидравлическую полость, заполненную магнитореологической жидкостью и разделенную поршнем на две части, канал в поршне, соединяющий обе части этой полости, а также магнит, состоящий из обмотки и сердечника и создающий в проходящем через сердечник канале магнитное поле с силовыми линиями, направленными по оси канала. Путем установки определенного значения тока, проходящего через обмотку магнита, точно регламентируется необходимое сопротивление амортизатора. Величина этого сопротивления не изменяется во времени.

Недостатком аналога является то, что он позволяет оптимизировать только одно значение силы сопротивления при любом ходе поршня, и вверх и вниз, на одной конкретной скорости, что недостаточно для эффективной работы амортизатора. Это обусловлено двумя обстоятельствами. Во-первых, рабочая диаграмма (зависимость сил сопротивления от хода поршня) аналога симметрична, то есть при движении поршня и вверх, и вниз с одинаковой скоростью сопротивления амортизатора равны, хотя в общем случае, например, в автомобильных амортизаторах, силы сопротивления сжатия и отбоя могут отличаться друг от друга в несколько раз. Во-вторых, характеристика сопротивления (зависимость сил сопротивления от скорости поршня) при постоянном токе в обмотке магнита имеет прогрессивный вид, в то время как оптимальный вид характеристики может быть и другим. У автомобильного амортизатора, например, он дигрессивный.

Известен также магнитореологический амортизатор (РФ 2232316, МПК F16F 9/53 - прототип), содержащий корпус; с гидравлической полостью, заполненной магнитореологической жидкостью и разделенной поршнем на две части, канал, соединяющий обе части этой полости, шток с размещенными в нем проводами, магнит, состоящий из обмотки и сердечника и создающий в проходящем через сердечник указанном канале магнитное поле с силовыми линиями, направленными по оси канала, отличающийся тем, что он снабжен управляющим устройством, изменяющим ток в обмотке электромагнита в зависимости от скорости перемещения поршня и подающим в управляющее устройство электрический сигнал, пропорциональный скорости перемещения поршня, датчиком давления двустороннего действия, размещенным в поршне и состоящим из двух пьезоэлектрических пластин и металлического диска, расположенного между ними.

Недостатком прототипа является то, что значение силы сопротивления амортизатора определяется параметрами единственного канала в поршне, соединяющего обе части гидравлической полости амортизатора, что недостаточно для эффективной работы амортизатора, особенно при необходимости снижения его жесткостных характеристик, повышения эффективности демпфирующих свойств.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности демпфирующих свойств путем оптимизации характеристик сопротивления магнитореологического демпфера.

Поставленная задача достигается тем, что в известном магнитореологическом демпфере, содержащем цилиндрический корпус с гидравлической полостью, заполненной магнитореологической жидкостью и разделенной поршнем на два объема, гидравлическая связь, соединяющая объемы этой полости, шток, электромагнит, управляющее устройство, изменяющее ток в обмотке электромагнита в зависимости от скорости перемещения поршня, датчик, подающий в управляющее устройство электрический сигнал, пропорциональный скорости перемещения поршня, согласно полезной модели, цилиндрический корпус выполнен из немагнитного материала, обмотка электромагнита размещена по всей длине цилиндрического корпуса, а гидравлическая связь объемов гидравлической полости выполнена в виде проточек цилиндрической части поршня. Количество проточек, размещенных на цилиндрической части поршня, не менее одной.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где

- на фиг.1 показан общий вид магнитореологического демпфера,

- на фиг.2 представлен элемент А,

- на фиг.3 приведен разрез Б-Б поперечного сечения поршня,

- на фиг.4 представлена характеристика магнитореологического демпфера при постоянной скорости.

Магнитореологический демпфер содержит цилиндрический корпус 1, шток 2, направляющую втулку 3, подвижно установленный поршень 4, гидравлическую полость 5, заполненную магнитореологической жидкостью и разделенную поршнем 4 на две части, гидравлическая связь 6, соединяющая обе части гидравлической полости 5 и проходящая по цилиндрической части поршня 4, электромагнит 7, обмотка 8 которого размещена по всей длине трубчатой части 9 корпуса 1, управляющее устройство 10 и датчик 11. Гидравлическая связь 6 выполнена в виде проточек 12, размещенных на цилиндрической части поршня 4. Трубчатая часть 9 цилиндрического корпуса 1 выполнена из немагнитного материала для проникновения магнитного поля электромагнита 7 в гидравлическую полость 5.

Магнитореологический демпфер работает следующим образом.

При воздействии сжимающего усилия на шток 2 поршень 4 начинает перемещаться вниз, и давление рабочей жидкости в нижней части гидравлической полости 5 корпуса 1 становится больше, чем в ее верхней части. Датчик 11 вырабатывает электрический сигнал, величина которого пропорциональна скорости рабочей жидкости в нижней части гидравлической полости 5 и, следовательно, скорости перемещения поршня 4. Электрический сигнал подается в управляющее устройство 10 и служит командой управляющему устройству 10 по изменению тока в обмотке 8 электромагнита 7 в соответствии с программой ветви сжатия на оптимальной характеристике сопротивления. Управляющее устройство 10 устанавливает заложенную в программе величину тока, посредством чего изменяется вязкость магнитореологической жидкости, изменяется сопротивление течению магнитореологической жидкости через проточки 12, вследствие этого создается строго определенная сила сопротивления сжатию. Благодаря размещению обмотки 8 по всей длине трубчатой части 9 корпуса 1, управляющее воздействие электромагнита 7 сохраняется от начала и до конца любого перемещения штока 2.

При отбое поршень 4 начинает перемещаться вверх, и давление рабочей жидкости в верхней части гидравлической полости 5 становится больше, чем в ее нижней части. Датчик 11 вырабатывает электрический сигнал, величина которого пропорциональна скорости перемещения поршня 4. Электрический сигнал поступает в управляющее устройство 10, где служит командой управляющему устройству 10 по изменению тока в обмотке 9 электромагнита 7 в соответствии с программой ветви отбоя на оптимальной характеристике сопротивления. Управляющее устройство 10 устанавливает заложенную в программе величину тока, посредством чего вследствие изменения сопротивления течению магнитореологической жидкости через проточки 12, размещенных на цилиндрической части поршня 4. создается строго определенная сила сопротивления отбоя.

Сравнение с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что в основу его конструкции и работы положена конструкция электромагнита, в которой обмотка размещена по всей длине трубчатой части корпуса, а гидравлическая связь, соединяющая обе части полости, заполненной магнитореологической жидкостью, выполнена в виде проточек, размещенных на цилиндрической части поршня.

Перечисленные признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «новизна».

Существующий технический уровень машиностроения и имеющиеся материалы позволяют организовать промышленное изготовление предлагаемого магнитореологического демпфера и оснащение им транспортных средств.

Формула полезной модели

1. Магнитореологический демпфер, содержащий цилиндрический корпус с гидравлической полостью, заполненной магнитореологической жидкостью и разделенной поршнем на два объема, гидравлическая связь, соединяющая объемы этой полости, шток, электромагнит, управляющее устройство, изменяющее ток в обмотке электромагнита в зависимости от скорости перемещения поршня, датчик, подающий в управляющее устройство электрический сигнал, пропорциональный скорости перемещения поршня, отличающийся тем, что цилиндрический корпус выполнен из немагнитного материала, обмотка электромагнита размещена по всей длине цилиндрического корпуса, а гидравлическая связь объемов гидравлической полости выполнена в виде продольных проточек цилиндрической части поршня.

2. Магнитореологический демпфер по п.1, отличающийся тем, что на цилиндрической части поршня размещена, по меньшей мере, одна проточка.

Изобретение "МАГНИТОРЕОЛОГИЧЕСКИЙ ДЕМПФЕР" (Хамитов Рустам Нуриманович, Аверьянов Геннадий Сергеевич, Зелов Дмитрий Федорович, Рощупкин Дмитрий Сергеевич, Макаренко Николай Григорьевич) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога