Конструкция жидкостного амортизатора

Цилиндр и шток изготовляются из высокопрочной легированной стали. На цилиндре устанавливается штуцер для зарядки амортизатора жидкостью. Буксами амортизатора являются поршень и затяжная гайка, с помощью которой сжимается уплотнительный пакет. Для уменьшения трения при перемещении штока в буксе на поршне и в гайке-буксе устанавливаются сальниковые кольца.

Наиболее ответственной частью амортизатора является уплотнение, так как даже самая незначительная потеря жидкости резко снижает работоспособность амортизатора. Необходимая герметичность уплотнения достигается использованием в его конструкции принципа нескомпенсированных площадей. Уплотнительный пакет (рис. 14.43) состоит из внутренней плавающей шайбы со штифтами, уплотнительного кольца и внешней шайбы. Штифты, закрепленные во внутренней плавающей шайбе, проходят через отверстия в уплотнительном кольце и входят в отверстия внешней шайбы приблизительно на половину ее толщины. Собранный таким образом уплотнительный пакет крепится в цилиндре затяжной гайкой. Давление жидкости в амортизаторе, действуя на внутреннюю плавающую шайбу, создает усилие

где р – давление в амортизаторе; F – площадь поверхности внутренней шайбы, на которую действует это давление.

Площадь поверхности уплотнительного кольца, на которую действует эта сила, будет меньше площади поверхности плавающей шайбы на величину площади сечения штифтов f: F_к= F – f.

Следовательно, давление, развиваемое на поверхности уплотнительного кольца,

будет всегда больше давления жидкости р. Так как уплотнительное кольцо находится в жесткой камере, то давление в нем распространяется равномерно во все стороны. Поэтому в местах прижатия кольца к уплотняемым поверхностям штока и цилиндра всегда будет действовать большее давление, чем давление, оказываемое жидкостью. Соотношение площади сечения штифтов и площади уплотнительного кольца подбирается таким образом, чтобы, с одной стороны, разность давлений не была слишком низкой во избежание утечки жидкости и, с другой стороны, – чрезмерно высокой, создающей излишнее трение.

Рис. 14.43. Уплотнение жидкостного амортизатора: 1 – внутренняя плавающая шайба с штифтами; 2 – уплотнительное кольцо; 3 – внешняя шайба; 4 – цилиндр; 5 – шток; 6 – затяжная гайка

Рис. 14.44. Дроссельный клапан

Уплотнения, в конструкции которых использован принцип нескомпенсированных площадей, выдерживают длительную эксплуатацию при давлениях до 400 МПа. В существующих конструкциях жидкостных амортизаторов максимальное рабочее давле ние достигает 350 МПа и более. Коэффициент полноты диаграммы жидкостного амортизатора с постоянным сечением проходных отверстий для жидкости доходит до h = 0, 75. Этот коэффициент при применении специального дроссельного клапана может быть доведен до h = 0, 95.

Дроссельный клапан позволяет автоматически регулировать проходное сечение для жидкости в соответствии с изменением давления в амортизаторе. Конструктивная схема дроссельного клапана показана на рис. 14.44. В поршне 1 имеется камера, в которой помещается клапан 2, прижимаемый к центральному дроссельному отверстию 4 пружиной 3. Расширенная часть клапана выполняет роль поршня, который под комбинированным действием удара струи жидкости, усилия пружины и давления в камере клапана регулирует степень открытия центрального дроссельного отверстия. Отверстия 5 и 6 служат для перетекания жидкости из одной полости амортизатора в другую. Отверстие 7 обеспечивает равенство давлений жидкости в полости амортизатора под поршнем и в камере. При повышении давления в полости над поршнем выше расчетного клапан 2, преодолевая сопротивление пружины, открывает отверстие 4, увеличивая площадь проходного сечении для жидкости. При снижении давления клапан прикрывает дроссельное отверстие. Такая регулировка площади проходного сечения для жидкости, обеспечивающая требуемый закон изменения давления жидкости при прямом ходе амортизатора, позволяет получить очень высокое значение коэффициента полноты диаграммы.

Преимуществами жидкостного амортизатора являются простота конструкции, малые габаритные размеры и масса. При одинаковой работоспособности жидкостный амортизатор в сравнении с жидкостно-газовым имеет в 3...4 раза меньшие поперечные размеры и примерно в 4 раза меньшую массу.

Однако жидкостные амортизаторы обладают и рядом недостатков. Наиболее существенным из них является сильное влияние изменения объема жидкости на характеристики амортизатора. Несмотря на высококачественное уплотнение, часть жидкости выносится наружу при возвратно-поступательных движениях штока, что уменьшает ее объем. Но гораздо более сильное влияние на изменение объема жидкости оказывает температура. При понижении температуры окружающего воздуха вследствие охлаждения амортизатора происходит уменьшение объема жидкости.

Существует несколько способов поддержания постоянства объема жидкости в амортизаторе. Простейшим из них является наполнение амортизатора жидкостью при более низкой температуре, чем температура, имеющая место в эксплуатации. Более удобным способом является периодическая подзарядка амортизатора с помощью насоса. В этом случае жидкость через специальный клапан нагнетается в амортизатор
до требуемого давления, контролируемого манометром. Особенность клапана состоит в том, что он не допускает возрастания начального давления в амортизаторе сверх расчетного при повышении температуры, стравливая излишек расширяющейся жидкости из цилиндра. Чтобы исключить возможность утечки жидкости через клапан в результате повышения давления при работе амортизатора, при выпуске шасси включается специальное отсечное устройство. Если жидкость в амортизаторе и в гидросистеме самолета одна и та же, то наиболее удобным способом компенсации изменения ее объема является соединение амортизатора с гидросистемой через специальный клапан с отсечным устройством.

Наиболее широкое применение жидкостные амортизаторы получили в конструкциях опор с рычажной навеской колес, особенно на тяжелых самолетах.