Пневмогидравлическая рессора транспортного средства

 

1. ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РЕССОРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая цилиндр с поршнем, клапан, перекрывающий отверстие в днище цилиндра и отделяющий гидроаккумулятор, смонтированный в бесштоковой полости, и демпфер максимальных колебаний, отличающаяся тем, что, с целью повыщения плавности хода транспортного средства, клапан выполнен в виде корпуса, внутри которого смонтирован щток, соединенный одним концом с затвором, установленным с кольцевым зазором в упомянутом отверстии, и снабжен фиксатором положения щтока, выполненным в виде радиально подпружиненных роликов, причем в средней части щтока выполнена проточка для взаимодействия с роликами фиксатора. 2.Пневмогидравлическая рессора по п. 1 отличающаяся тем, что, корпус клапана снабжен выполненным с дроссельным отверстием колпачком, установленным у другого конца щтока и ограничивающим с последним полость, сообщенную с бесштоковой полостью цилиндра. 3.Пневмогидравлическая рессора по П-. 1, отличающаяся тем, что профиль отверстия в днище цилиндра имеет форму S сопла Вентури или однополостного гипер (Л болоида. 4.Пневмогидравлическая рессора по п. 1, отличающаяся тем, что профиль проточки выполнен по форме кривой верьзьера А пьез и.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Г0 з(51) В 60 G 11/26; F 16 F 934

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3309240/27-11 (22) 29.06.81 (46) 15.07.83. Бюл. № 26 (72) И. М. Рябов, В. Н. Котельников и В. И. Колмаков (71) Волгоградский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 629.11.012.83 (088.8) (56) 1. Патент США № 4!53237, кл. F 16 F 9/34, 1979.

2. Гидроп невм ати ческая рессора. Атлас конструкций «Шасси автомобиля», М., 1977, с. 68 (прототип). (54) (57) !. ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ

РЕССОРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая цилиндр с поршнем, клапан, перекрывающий отверстие в днище цилиндра и отделяющий гидроаккумулятор, смонтированный в бесштоковой полости, и демпфер макси мал ьн ы х колеба н и й, отличающаяся тем, что, с целью повышения плавности хода транспортного средства, клапан выполнен в виде корпуса, внутри которого смонтирован шток, соединенный одним концом с затвором, установленным с кольцевым зазором в упомянутом отверстии, и снабжен фиксатором положения штока, выполненным в виде радиально подпружиненных роликов, причем в средней части штока выполнена проточка для взаимодействия с роликами фиксатора.

2. Пневмогидравлическая рессора по и. 1 отличающаяся тем, что, корпус кл а па Hа снабжен выполненным с дроссельным отверстием колпачком, установленным у другого конца штока и ограничивающим с последним полость, сообщенную с бесштоковой полостью цилиндра.

3. Пневмогидравлическая рессора (Io п. 1, отличающаяся тем, что профиль отверстия в днище цилиндра имеет форму сопла Вентури или однополостного гиперболоида.

4. Пневмогидравлическая рессора по и. 1, отличающаяся тем, что профиль проточки выполнен по форме кривой верьзьера

Аньези.

i !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, !

1028533

55

Изобретение относится к подрессориванию транспортных средств, в частности к пневмогидравлическим рессорам.

Известна пневмогидравлическая рессора, содержащая два цилиндра, в одном из которых, основном, находится поршень, имеющий выходящий наружу шток, и рабочая жидкость, а в другом, дополнительном, — рабочая жидкость и газ, разделенные подвижной перегородкой в виде поршня. Гидравлические полости цилиндров сообщаются через обратный клапан шарикового типа, дроссельный канал и переливной клапан плунжерного типа. Обратный клапан свободно пропускает жидкость из основного цилиндра в дополнительный и запирает проход жидкости в обратном направлении. Дроссельный канал постоянно сообщает полости цилиндров. Переливной клапан обеспечивает проход жидкости из дополнительного цилиндра в основной с заданным перепадом давления. Плунжер перел и вного кл а па на сообщается одной стороной с полостью основного цилиндра, а с другой стороны на него действует сжатый газ, являющийся упругим элементом, задающим давление срабатывания, независимое от давления в гидравлической полости дополнительного цилиндра. Когда давление в основном цилиндре больше давления срабатывания переливного клапана, от открывается и сообщает полости цилиндров между собой (1).

Недостатком этой пневмогидравлической рессоры являются увеличение ускорений подрессоренных масс и потерь энергии в рессоре за цикл колебаний с ростом частоты ее нагружения и существенная несимметрия гидравлической характеристики при сжатии и отбое. Это приводит к повышению вероятности пробоя подвески и ухудшению плавности хода. Известна пневмогидравлическая рессора, содержащая цилиндр с поршнем, сообщающийся через отверстие в днище упомянутого цилиндра, в котором установлен клапан с гидроаккумулятором {2).

Недостатком данной конструкции является то, что гидравлическая характеристика такой рессоры препятствует повышению скоростей транспортных средств, особенно тя.желовесных и длиннобазных, при движении по неровному пути вследствие резкого увеличения потерь энергии в подвеске, разогрева рессоры, приводящего к нестабильности ее характеристик, и ухудшения плавности хода с ростом частоты нагружения пневмогидравлической рессоры.

Цель изобретения — повышение плавности хода транспортного средства с пневмогидравлическими рессорами.

Поставленная цель достигается тем, что клапан выполнен в виде корпуса, внутри которого смонтирован шток, соединенный од20

50 ним концом с затвором, установленным с кольцевым зазором в отверстии, связывающем бесштоковую полость цилиндра с гидроаккумулятором, и снабжен фиксатором положения штока, выполненным в виде радиально подпружиненных роликов, причем в средней части штока выполнена проточка для взаимодействия с роликами фиксатора.

Кроме того, корпус клапана снабжен выполненным с дроссельным отверстием колпачком, установленным у другого конца штока и ограничивающим с последним полость, сообщенную с бесштоковой полостью цилиндра.

Профиль отверстия в днище цилиндра имеет форму сопла Вентури или однополостного гиперболоида, а профиль проточки выполнен по форме кривой верьзьери Аньези.

На фиг. 1 изображена предлагаемая пневмогидравлическая рессора, продольный разрез; на фиг. 2 — клапан и демпфер максимальных колебаний в конце наибольшего хода сжатия; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 1 (профиль канавки штока затвора); на фиг. 4 вариант выполнения отверстия в корпусе клапана.

Пневмогидравлическая рессора содержит два цилиндра 1 и 2 (фиг. 1), сообщающиеся гидравлическими полостями А и

Б через клапан 3 и канал 4. В основном цилиндре 1 находится поршень 5, имеющий выходящий наружу шток 6, в котором выполнено отверстие 7 с конической поверхностью входа 8. В дополнительном цилиндре

2 расположен .плавающий поршень 9, разделяющий жидкость и сжатый газ. В газовой полости В установлена пружина 10, поджимающая плавающий поршень 9 к жидкости. В корпусе клапана 3 (фиг. 2) выполнено отверстие 11 в виде сопла Вентури или однополостного гиперболоида (фиг. 4), в плоскости наименьшего сечения которого установлен с кольцевым зазором 6 затвор 12 (фиг. 2). Последний имеет направляющий шток 13, на цилиндрической поверхности которого выполнена кольцевая проточка 14. Профиль этой проточки выполнен про форме кривой верьзьера Аньези, точки перегиба а (фиг. 3) которой являются опорными точками роликовых фиксаторов 15, подвижно установленных в направляющих

16. Пружины 17, задающие усилие начала открытия клапана, упираются одним концом в роликовые фиксаторы 15, постоянно прижимая их к штоку 13, а другим — в резьбовые пробки 18, перемещая которые можно менять величину поджатия пружин 17.

На резьбовом конце штока 13, противоположном затвору 12, установлены гайка

19 и шайбы 20, с помощью которых регулируется максимальный ход штока при сжатии рессоры. Максимальный ход штока при отбое регулируется колпачком 21, уста1028533

50

55 новленным на резьбовом выступе корпуса клапана. Максимальная величина хода штока 13 в каждую сторону устанавливается в пределах половины длины профиля проточки 14, поэтому равнодействующая сил давления фиксаторов 15 на шток 13 при отклонении затвора 12 клапана от плоскости наименьшего сечения отверстия 11 всегда больше нуля. В колпачке 21 выполнено отверстие 22, через которое замкнутая полость Г в корпусе клапана сообщается с штоковой полостью А цилиндра l.

На корпусе клапана 3 неподвижно закреплен корпус демпфера 23 максимальных колебаний, на цилиндрическом выступе которого установлены с зазором относи- 15 тельно последнего пластмассовые кольца

24, поджатые к торцу корпуса демпфера пластинчатой пружиной 25, опирающейся на головку болта 26. Внутри этого болта смонтирован клапан демпфера, состоящий из шарика 2? и пружины 28. Для прохода 20 жидкости из корпуса демпфера 23 в гидравлическую полость А основного цилиндра

1 в первом имеются отверстия 29.

Пневмогидравлическая рессора работает следующим образом.

Колебания транспортного средства при движении его по неровному пути вызывают перемещение штока 6 относительно цилиндра 1.

На ходе сжатия рессоры, т. е. когда шток

6 входит в основной цилиндр 1, поршень 5 выжимает рабочую жидкость из гидравлической и бесштоковой полости А цилиндра 1 через клапан 3 и канал 4 в гидравлическую полость Б дополнительного цилиндра 2, который сжимает газ и пружину

10 в полости В.

На ходе отбоя, т. е. когда шток 6 выходит наружу из цилиндра 1, давление рабочей жидкости в полости А цилиндра 1 уменьшается, и сжатые в полости В газ и пружина 10 перемещают плавающий пор- 40 шень 9, который вытесняет рабочую жидкость из полости Б дополнительного цилиндра 2 через канал 4 и клапан 3 в полость

А основного цилиндра 1.

Вследствие разности давлений в полостях А и Б при работе рессоры на затворе клапана 12 создается перепад давления.

Пока колебания транспортного средства происходят с частотами, не превышающими частоты конца резонансной зоны, скорость перемещения штока 6 поршня 5 относительно основного цилиндра 1 такова, что силы, вызванной перепадом давления на затворе

12 клапана, недостаточно для преодоления равнодействующей сил давления фиксаторов 15 на шток 13, которая возникает при открывании клапана 3. Клапан 3 закрыт, т. е. затвор 12 клапана находится в плоскости наименьшего сечения отверстия 11, и рабочая жидкость перетекает из полости

А в полость Б и обратно через кольцевой зазор

При дальнейшем повышении частоты колебаний увеличивается скорость течения жидкости через клапан 3 и перепад давления за затворе 12. Сила, вызванная перепадом давления, становится больше равнодействующей сил давления роликовых фиксаторов 15 на направляющий шток 13, в результате чего затвор 12 клапана перемещается в сторону течения жидкости, увеличивая проходной зазор между поверхностью отверстия 11 и кромкой затвора 12.

Вместе с затвором 12 перемещается и шток 13. При этом роликовые фиксаторы

15 перекатываются вдоль проточки 14, а сами фиксаторы 15 перемещаются в направляющих 16, сжимая пружины 17, что приводит к увеличеню сил давления фиксаторов 5 на шток 13 и угла наклона этих сил к оси . последнего. Выбранная форма профиля проточки 14 обеспечивает такое соотношение между увеличением самих сил и угла наклона их к оси штока 13, что равнодействующая этих сил уменьшается с увеличением смещения затвора 12 от плоскости наименьшего сечения отверстия 1.

В связи с увеличением проходного зазора между поверхностью отверстия 11 и кромкой затвора 12 уменьшаются также перепад давления на затворе 12 клапана и сила, вызванная им. В момент, когда равнодействующая сил давления роликовых фиксаторов 15 на направляющий шток 13 становится равной силе, вызванной перепадом давления на затворе 12, наступает динамическое равновесие последнего. При этом сила гидравлического сопротивления рессоры меньше, чем при расположении затвора 12 в плоскости наименьшего сечения отверстия 11, а скорость относительного движения цилиндра 1 и штока 6 больше.

Одновременно с перемещением штока 13 изменяется объем замкнутой полости Г, вызывающая дросселирование рабочей жидкости через отверстие 22 в колпачке 21, .что предупреждает колебания затвора 12 около положения динамического равновесия.

При дальнейшем увеличении относительной скорости движения цилиндра 1 и штока 6 описанный процесс повторяется до момента занятия затвором положения нового динамического равновесия с новой еще меньшей силой гидравлического сопротив; ления рессоры. Этот процесс продолжается до момента, пока гайка 19 не начинает упираться в торцовую поверхность корпуса клапана на ходу сжатия или колпачка 21 на ходу отбоя.

Уменьшение скорости относительного движения цилиндра 1 и штока 6 при уменьшении частоты колебаний сопровождается уменьшением перепада давления на зат1028533,,1,» 12 клапана, в результате чего равно«йствуюшая сила давления фиксаторов

15 llH шток 13 становится больше силы, вызванной перепадом давления на затворе 12, что вызывает перемещение затвора

12 в сторону, противоположную течению жидкости через клапан 3, и соответственно увеличение силы гидравлического сопротивления рессоры.

При появлении в подвеске больших колебаний в работу вступает демпфер максимальных колебаний. При сжатии рессоры корпус демпфера 23 максимальных колебаний входит в отверстие 7 штока 6. При этом пластмассовые кольца 24, устанавливаясь конической поверхностью входа 8, перекрывают отверстие 7, и вследствие повышения давления под пластмассовыми кольцами 24, шарик 27 клапана демпфера перемегцается, сжимая пружину 28. Рабочая жидкость, перетекая в корпус демпфера

23 и далее через отверстие 29 в гидравлическую полость А цилиндра 1, создает большую силу сопротивления, необходимую для эффективного гашения колебаний.

При ходе отбоя давление под пластмассовыми кольцами 24 уменьшается и клапан демпфера закрывается. Однако разрежение под пластмассовыми кольцами 24 не создается, так как они перемещаются, сжимая пластинчатую пружину, и образуя тем самым зазор между торцом корпуса демпфера 23 и кольцами 24, через который перетекает жидкость, причем сила сопротивления демпфера максимальных колебаний при отбое рессоры устанавливается болтом 26 путем изменения натяжения пластинчатой пружины 25.

Применение предлагаемой пневмогидравлической рессоры позволит улучшить плавность хода транспортного средства.

1028533 фиГ 5

BHHHHH Заказ 487 I/15 Тираж б75 Подписное

Филиал ППП «Патен1», г. Ужгород, ул. Проектная, 4