[发明专利]无弹性、非线性增阻尼压液缓冲技术及应用实例双向缓冲器

说明书

本专利涉及一种新型缓冲技术。是通过压液流速变化来实现缓冲的技术。压液流速变化是经过变量节流装置自动调节完成；并得到无弹性非线性增阻尼性能。

无弹性非线性增阻尼压液缓冲技术具有一般固体缓冲物质的增阻尼性能(如：橡胶、海绵、金属弹簧等)。重要的是解决了广泛的承接性和无弹性。以以上三种固体缓冲物质为例：增阻尼承接、缓冲冲击并由此而产生弹性势能是它们的共性。就承接性而言；海绵优于橡胶，但对于大动量冲击又显得太软了，只有增加厚度才能满足要求。金属弹簧虽能满足大动量冲击要求，但承接性将变差。宗上所述：一般固体缓冲物质的承接性与抗冲击性不能兼顾。兼顾不容易实现，实施性差。并且有些缓冲场合不需要弹性势能产生的反弹力。无弹性非线性增阻尼压液缓冲技术解决了上述矛盾，将承接性、抗冲击性、无弹性集为一体，具有理想的延时缓冲性能。大大缩短了缓冲行程。

无弹性非线性增阻尼压液缓冲技术不同于固定节流孔液压缓冲。固定节流孔液压缓冲的特性是：阻尼随速度变化。当受冲击时，先产生一个阻尼峰值，随后阻尼随速度下降而减小。使缓冲减速行程加大，减速时间漫长。当条件限制时会产生二次冲击。并且对于首次冲击还有承接性问题。非线性增阻尼压液缓冲技术在性能上优于固定节流孔液压缓冲。

非线性增阻尼压液缓冲，使冲力转化为一个较小的、作用持续时间较长的、近似恒力。无弹性非线性增阻尼压液缓冲技术也可实施有弹性缓冲。具有广泛的使用价值。现以《双向无弹性非线性增阻尼压液缓冲器》展示本技术的应用和原理。

双向无弹性非线性增阻尼压液缓冲器以其简单特有的结构，兼顾了冲击的承接性、抗冲击性，并且无弹性势能产生。由于双向缓冲，适用于铁路机车、车辆之间的联接缓冲。与当前所使用的金属弹簧缓冲器比较；在相同强度缓冲行程要求下，体积与重量都减少50％以上。对于冲力的承接与传递平顺性好，无明显的撞击。并且无弹性势能产生的反弹力。不会有象金属弹簧缓冲器所产生的连续晃动。它的应用对于实现铁路列车提速，提高安全运行有着积极意义。

双向无弹性非线性增阻尼压液缓冲器结构：由缸体总成、双向杆双向活塞总成组成。

缸体总成：由缸筒(1号件)和缸筒固定端头(2号件)缸筒活端头(3号件)组成。

缸筒：缸筒内壁由两端轴向向中间对称设有一周由深渐浅，长短变化的V型凹槽。它们长短变化趋势是非线性的。从端口最短凹槽起其它凹槽依次加长，每相邻长度差不等。开始缓慢而后急剧加长。但从整体来看由慢到快增长又是圆滑的。每一条由深渐浅的V型凹槽在工作时，都将产生一个负加速度，即增阻尼。这是产生广泛的承接性与增阻尼缓冲的重要条件之一。缸筒内壁中心处留有一周宽度为a的极限带，为防止和减少金属直接撞击，最长V型凹槽不得进入a区。缸筒内壁工作长度L等于2倍双向活塞长度H加极限带宽度a，a值大小依液体介质和加工精度而定。缸筒固定端头和缸筒活端头平面中心设有供活塞杆自由出进的滑道孔，孔内设有两道O型密封槽，内置O型橡胶油封(4号件)。缸筒与缸筒固定端头为焊接，与缸筒活端头采用螺纹联接，用于装配注油和维修保养。附图1：缸体结构图。附图2：缸筒内径展开图。

双向杆双向活塞总成：本总成(5号件)为全对称形，由一根材料加工而成。双向活塞位于本总成中心部位，其长度H与缸筒内壁工作长度L关系是：L＝2H+a。双向活塞是两个工作方向相反的单向阀门。双向活塞有两个外端主活塞g和两个内端副活塞k，两个副活塞之间为过油腔M。相邻主、副活塞之间设有活塞环凹槽(内置活塞环6号件)，其宽度为活塞环宽度2倍，深度为活塞环厚度2倍。主活塞g外径周边轴向设有一周宽度约为活塞环宽度，深度为活塞环厚度五分之三，相间相等的齿形凹槽。副活塞k与主活塞g设有同样的齿形凹槽，但深度为活塞环厚度2倍。双向杆位于双向活塞两端要求必需同心，等径，工作长度相等。双向活塞其长度H决定缓冲行程。附图3：双向杆双向活塞结构图

双向杆双向活塞总成装于缸体中，活塞环向外扩张紧贴缸体内壁。并且可由双向活塞带动。

双向无弹性非线性增阻尼压液缓冲器工作原理：附图4：装配与工作原理图

当缓冲器杆伸出端受压冲击时，双向活塞向另一端运动，受压端活塞环靠向主活塞g，封闭主活塞g齿形凹槽。另一端活塞环靠向副活塞k，处在导通状态。液压油经过缸筒内壁变量凹槽从另一端腔体导入受压端形成新的腔体。随着活塞移动缸筒内壁变量凹槽截面和凹槽数减少，阻尼递增。受压端活塞越接进极限带a阻尼递增越急剧，当进入极限带a区后凹槽消失，阻尼无限大，完成缓冲。当另一端受压冲击时(此时杆已伸出)，重复上述情形，只是方向换了。