Пневмогидравлическая рессора

 

1. ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РЕССОРА , преимущественно для транспортных средств, содержащая корпус, размещенные в нем гидравлический иИлиндр с поршнем и штоком , пневмогидроаккумулятор с поршнем, клапан, предназначенный для периодического сообщения гидравлического цилиндра с пиевмогидроаккумулятором , и демпфер максимальных колебаний, размещенный в поршне гидравлического цилиндра, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности рессоры и плавности хода транспортного средства, поршень пневмогидроаккумулятора выполнен с полым хвостовиком, периодически сообщаемым с гидравлической полостью пневмогидроаккумулятора , а рессора снабжена охватывакмцим хвостовик металлическим сильфоном, образующим дно хвостовика и отделяющим жидкость от газа , и установленным в днище поршня пневмогидроаккумулятора , подпружиненным по оси последнего и предназначенным для разобщения . пневмогидроаккумулятора с гидравлическим цилиндром затвором с переливным клапаном. 2.Р«ссора по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что хвостовик выполнен с поперечной перегородкой, имеющей сжвозные осевое и перепускные отверстия, и сшбжен упругой прокладкой, закрепленной на торце н периодически взаимодействующей с дном снльфона, а рессора снабжена проходящим через осевое отверстие перегородки и закрепленным щартирно одним концом в дне сш1ьф(жа направляющим штоком с упором в средней части, дру (Л гой конец которого имеет подпружиненный по оси штока к упору ограничитель, периодически взаимодействуюишй с перегородкой. 3.Рессора по п.1, отличающаяся тем, что, порщеш пневмогидроаккумулятора имеет кольцевой внутренний выступ, а затвор выполнен в виде стакана, дно которого распосд ложено со сторойЫ; противоположной хвостовисо ку;И который имеет продольные прорези, обра: зующие упругие лепестки с буртиками на концах , взаимодействующими с выступом поршня. эо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.

„.SU(„) 105

3(59, г 16 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(" „, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3485004/25 — 28 (22) 04.08.82 (46) 07.12.83. Бюл. N4 45 (72) И. М. Рябов и В. Н. Котельников (71) Волгоградский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 621 — 567.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 213601, кл. F 16 9/08, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке

У 3309240/ll, кл. Р 16 1 9/34, 1981 (прототйп). (54) (57) 1. ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РЕС—

СОРА, преимущественно для транспортных средств, содержащая корпус, размещенные в нем гидравлический цилиндр с поршнем и штоком, пневмогидроаккумулятор с поршнем, клапан, предназначенный для периодического сообщения гидравлического цилиндра с циевмогидроаккумулятором, и демлфер максимальных колебаний, размещенный в поршне гидравлического цилиндра,о тл и ча ю ща я с я тем, что, c целью повышения надежности рессори и плавности хода транспортного средства, поршень пневмогидроаккумулятора выполнен с полым хвостовиком, периодически сообщаемым с гидравлической полостью пневмогидроаккумулятора, а рессора снабжена охватывающим хвостовик металлическим сильфоном, образующим дно хвостовика и отделяющим жидкость от газа, и установленным в днище поршня пневмогидроаккумулятора, подпружиненным по оси последнего и предназначенным для разобщения пневмопщроаккумулятора с гидравлическим цилиндром затвором с переливным клапаном.

2. Рессора по п. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что хвостовик выполнен с поперечной перегородкой, именяцей сквозные осевое и перепускные отверстия, и снабжен упругой прокладкой, закрепленной на торце и периодически взаимодействующеи с дном сильфона, а рессора снабжена проходящим через осевое отверстие перегородки и закрепленным шарнирно одним концом в дие сильфона направляющим штоком с уцором в средней части, другой конец которого имеет подпружиненный по оси штока к упору ограничитель, периодически взаимодействующий с перегородкой.

3. Рессора по п.l, о т л и ч а ю ш а я с ж тем, что, поршень пневмогидроаккумулятора имеет кольцевой внутренний выступ, а затвор выполнен в виде стакана, дно которого расположено со стороны противоположной хвостовику и который имеет продольные прорези, образующие упругие лепестки с буртиками на концах, взаимодействующими с выступом поршня.

1059318

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для подрессоривания транспортных средств.

Известна пневмогидравлическая рессора, содержащая гидравлический цилиндр, соединенный 5 через клапаны с диафрагменным гидравлическим аккумулятором, установленный в гидроцилиндре полый шток, снабженный гильзой с конической внутренней поверхностью, крышку цилиндра, входящий в гильзу, прикрепленный к 10, крышке стержень, на конце которого расположена головка с установленным в ней клапаном.

Дпя повышения сопротивления в конце максимального хода сжатия рессоры в часты цилитщра, прилегающей к крышке, выполнена продоль-15 ная сужающаяся канавка. Для повышения сопротивления в конце максимального хода отбоя головка упомянутого стержня имеет конический хвастовик, входящий в осевое отверстие гильзы 11). 20

Недостатками этой рессоры является низкая надежность вследствие нестабильности ее характеристик, обусловленной газопроницаемостью рез .новой диафрагмы газогидравлического аккумулятора и возможность блокировки рессо- 25 ры в конце максимальных ходов сжатия и отдачи, что ухудшает плавность хода транспортного средства.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является пневмогидравлическая рессора, преимущественно для транспортных средств, содержа. шая корпус, размещенные в нем гидравлический цилиндр с поршнем, и штоком, пневмогидрааккумулятор с поршнем, клапан, преднаэначснный для периодического сообщения

35 гидравлического цилиндра с пневмогидроаккумулятором, и демпфер максимальных колебаний, размещеннъ и в поршне гидравлического цилиндра (2) .

Недостатками этой пневмогидравлической рессорьь являются низкая надежность вследствие нестабильности характеристик, которая обусловлена утечками рабочей жидкости и газа через уплотнения поршня гидравлического 45 аккумулятора, неизбежными при работе рессоры и особенно интенсивными на высокочастот. ных режимах колебаний, и большая сила трения контактных уплотнений поршня, которая блокирует рессору при движении транспортно- 0 го средства по мелким и частым неровностям и резко ухудшает его плавность хода.

Целью изобретения является повъ1шение надежности рессоры и плавности хода транспортного средства.

Указанная цель достигается за счет того, что в пневмогидравлической рессоре, преимущественно дня транспортнъ х средств,, содержащей корпус, размещенные в нем гидравлический цилиндр с поршнем и штоком, пневмогидэ роаккумулятор с поршнем, клапан, предназначенный для периодического сообщения гидравлического цилиндра с пневмогидроаккумулятоI ром, и демпфер максимальных колебаний, размещенный в поршне гидравлического цилищ ра, поршень пневмогидроаккумулятора выполнен с полым хвостовиком, периодически сообщаемым с гидравлической полостью пневмогидроаккуму % лятора, а рессора снабжена охватывающим хвостовик металлическим сильфоном, образующим дно хвостовика и отделяющим жидкость от газа, и установленным в днище поршня пневмопщроакк эмулятора, подпружиненным по оси последнего и предназначенным для разобщения пневмогндроаккумулятора с гидравлическим цилиндром затвором с переливным клапаном.

Кроме того, хвостовик выполнен с поперечной перегородкой, имеющей сквозные осевое и перепускные отверстия, н снабжен упругой прокладкой, закрепленной на торце и периодически взаимодействующей с дном сильфона, а рессора снабжена проходящим через осевое отверстие перегородки и закрепленным шарнирно одним концом в дне сильфона направляющим штоком с упорам в средней части, другой конец которого имеет подпружиненный по оси к упору ограничитель, периодически взаимодейст/ вуюший с перегородкой.

Кроме того, поршень пневмогидроаккумулятора имеет кольцевой внутренний выступ, а затвор выполнен в виде стакана, дно которого расположено со стороны, противоположной хвостовику, и который имеет продольные прорези, образующие упругие лепестки с буртиками на концах, взаимодействующими с выступом поршня.

На фиг. 1 изображена предлагаемая пневмогидравлическая рессора, продольный разрез, в положении, соответствующем максимальному входу сжатия; на фиг. 2 — гидравлический аккумулятор при положении поршня, соответ. ствуюшем максимальному ходу отдачи peccoPbl.

Пневмогидравлическая рессора содержит корпус 1, в котором расположены пщравлический цилиндр 2, полость 3 которого сообщается через клапан 4 н канал 5 с гидравлической полостью 6 пневмогидроаккумулятора 7.

В гидравлическом цилиндре 2 находится поршень 8, имеющий выходящий наружу шток

9, перемещающийся относительно гидравличес; кого цилиндра 2 и демпфер 10 максимальных колебаний.

В пневмогидроаккумуляторе 7 находится полый поршень 11, ъъшолненный за одно целое с полым хвостовиком 12, на наружной поверхности которого установлен металлический вая силы трения в контактных уплотнениях

17, перемещает полый поршень 11 вниз, При этом происходит дальнейшее повышение давления газа в полости 16 и соответственно давления жидкости в полости 15. Однако это давление остается меньшим давления жидкости в полостях 6 и 14 вследствие наличия сил трения в контактных уплотнениях 17, поэтому переливные отверстия 26 при движении полого поршня 11 вниз закрыты ограничителем 29.

Пружина 31 смягчает удар ограничителя 29 о перегородку 25. Резиновое кольцо 32 исключает просачивание рабочей жидкости по направляющему штоку 27 ири перекрытых переливнь|х отверстиях 26В конце максимального хода сжатия рессоры вступает в работу демпфер 10 максимальных колебаний (фйг. 1), повышающий неуиругое сопротивление рессоры.

На ходе отдачи рессоры шток 9 выходит из гидравлического цилиндра 2 (фиг. 1). При этом давление рабочей жидкости в полостях

3, 6 и 14 уменьшается, и сила давления сжатого в полости 16 газа на дно 28 (фиг. 2) сильфона 13 становится больше силы давления рабочей жидкости на ограничитель 29, что приводит к сжатию сильфона 13 с перемещением

его диа 28 относительно полого поршня 11;

Вместе с дном 28 перемещается направляющий иток 27, который упором 30 поднимает ограничитель 29 от перегородки 25, и жидкость из полости 15 вытесняется в полость 14. Сжатие сильфона 13 происходит до момента посадки его дна 28 на упругую прокладку 33, после чего дальнейшее падение давления в полостях 3, 6 и 14 вызывает движение. полого порш-. ня 11 вверх. При этом в полости 15 окажется запертой жидкость, которая предохранит сильфон от раздавливания сжатым газол в случае резкого понижения давления жидкости в полости 14.

В конце максимального хода отдачи затвор

19 перекрывает вход в канал 5 и, ес:.и ход отдачи продолжается, рабочая жидкость кэ полости 14 выдавливается полым поршнем 11, сжимающим пружину 18, через перелнвной клапан 24 в канал 5 до упора полого иорня 11 в дно пневмогидроаккумулятора. При этом ие. реливной клапан 24 создает заданный перепад давлении, повышая тем самым неуиругое сопротивление рессоры.

При последующем ходе сжатия, в результате давления рабочей жидкости со стороны канала

5 на затвор 19, последний, преодолевая усилие пружины 18, утаиливается в полый поршень абочая жидкость через прорези 10 посту- пает в полость 14 и перемещает дно 28 сильфона 13, которое отходит от упругой прокладки 33.

3 1059318 сильфон 13, образующий дно полого хвцстовика 12.

Дия раздел<.ния рабочей жидкости, находящейся в полостях 6, 14, 15 и газа, находящегося в полости 16 на наружной поверхности полого поршня 11 установлены контактные уплотнения 17.

В верхней части полого поршня установлен

1 на предварительно сжатой пружине 18 (фиг. 2) затвор 19; имеющий форму стакана, на цилиндрической поверхности которого выполнены для связи гидравлических полостей 6 и .4 продольные прорези 20, образующие упругие лепестки

21, что позволяет установить затвор 19 в поршень 11. Затвор 19 имеет на концах лепестков

21 бурты 22, предназначенные для упора в кольцевой внутренний выступ 23 полого поршня 11.

Переливной клапан 24 затвора 19 предназначен для пропускания рабочей жидкости с заданным перепадом давления, создающим большую силу сопротивления рессоры,.из полости

14 в канал 4 в конце максимального хода отдачи рессоры.

Хвостовик 12 имеет поперечную перегородку

25 с перелнвными отверстиями 25, соединяющи- >5 ми полости 14 и 15, и осевое отверстие, в котором может перемешаться направляющий шток

27, шарнирно соединенный одним концом с дном 28 сильфона 13. На другом конце направляющего штока. 27, установлен ограничитель 30

29, поджатий к упору 30 направляющего што- ка 27 пружиной 31, закрепленной на конце направляющего штока 27.

Для исключения просачивания. рабочей жидкости из полости 14 в полость !5 при перекры 3 тых переливных отверстиях 26, ограничитель

29 уплотнен к штоку 27 резиновым кольцом 32.

Упругая прокладка 33, смонтированная на торце хвостовика 12, предназначена для огра- 40 ничения хода сжатия сильфона 13.

Пневмогидравлическая рессора работает следующим образом.

На ходе сжатия рессоры шток 9 (фиг. 1) входит в гидравлический цилиндр 2. При этом 45 поршень 8 вытесняет рабочую жидкость из полости 3 гидравлического цилиндра 2 через клапан 4 и канал 5 в полость 6 пневмогидроаккумулятора 7. Из полости 6 рабочая жидкость поступает через прорези 20 затвора 19 в полость !4 и далее через переливные отверстия 26 в полость 15, вызывая перемещение вниз дна 28 сильфона 13 и сжатие газа в полости 16. Вместе с дном 28 перемещается направляющий шток 27 (фиг. 2) с ограничи5 телем 29. Когда ограничитель 29 перекрывает переливные отверстия 6 в перегородке 25давление жидкости в полостях 6 и 14 начнет повышаться. Сила давления жидкости, преодоле-.

1059318

Вместе с дном 28 перемещается направляющий шток 27 и ограничителем 29 перекрывает переливные отверстия 26 в перегородке 25.

Если ход сжатия продолжается, то в результате повышения давления s полости 14 полый поршень 11 приходит в движение относительно

«невмогидроаккумулятора 7. При этом затвор, 19 выходит под действием пружины 18 ю полого поршня 11, оставаясь неподвижным. относительно пневмогидроаккумулятора 7, до 10 момейта упора буртов 22 в кольцевой внутI ренний выступ 23 полого поршня 11. С этого момента затвор 19 движется вместе с полым поршнем 11.

При колебаниях штока 9 с малыми амплиту 15 дами, характерными для высокочастотных колебаийи колес транспортного средства полый першень 11 остается неподвижным в гидравли, ческом аккумуляторе, а небольшие объемы жидкости, которыми обмениваются гидравли- 20 ческий 2 и пневмогидроаккумулятор 7 компен сируются только за счет работы сильфона 13, так как при этом дно 28 сильфона 13 не доходит до упругой прокладки 33, а ограничитель 29 не доходит до перегородки 25. 25

При больших амплитудах колебаний, характерных для низкочастотных колебаний кузова транспортного средства объемы жидкости, которыми обмениваются гидравлический 2 и пневмогидроаккумулятор 7 компенсируются как за счет работы сильфона 13, так и м счет колебаний полого поршня 11 с сильфоном 13.

При колебаниях полого поршня 11 в пневмогидроаккумуляторе 7 затвор 19 остается неподвижным относительно полого поршня ll, так как пружина 18 поджимает бурты 22 леле стков 21 к кольцевому выступу 23.

Описываемая конструкция пневмогидравлической.рессоры позволяет уменьшить силы тре. иия при колебаниях с малой амплитудой и

40 высокочастотных колебаниях, что уменьшает вероятность блокировки рессоры силами трения и передачу на кузов транспортного средства вибрации колес.

В результате этого уменьшается износ кон, тактных уплотнении поршня и утечки через

45 них рабочей жидкости и газа, что приводит к увепиченню ресурса работы поршневой пневмогидравлической рессоры к повышению стабиль-. ности ее рабочих характеристик, что, в свою ь очередь, повышает надежность рессоры и улучшает плавность хода и экономичность транспортного средства.

Установка в поршне гидравлического аккумулятора нодлружинениого затвора с переливным клапаном обеспечивает увеличение неупругого сопротивления рессоры в конце максимального хода отдачи, что также увеличива-. ет надежность рессоры, повышает плавность хода транспортного средства и дает возможность упростить конструкцию подвески, исклю чив из нее ограничители хода отдачи.

Наличие на торцовой поверхности дополнительного цилиндра упругой прокладки, взаимодействующей с дном сильфона, обеспечивает высокую цяклопрочность сильфона и его сохранность при внемпном понижении давле-. ния жидкости в гидравлическом цилиндре,что новыщает надежность рессоры и способствует быстрому гашению нюкочастотных колебаний транспортного средства за счет увеличения сил трения в рессоре.

Введеияе направляющего штока, шарнирно закрепленного на дне сильфона и имеющего на другом конце подпружиненный ограничитель позволяет исключить трение и удары силь. фона о стенки гидравлического аккумулятора, ограничить ход растяжения сильфояа и перепад давления на нем.

Повышение плавности хода при эксплуатации на дорогах низкого качества. дает экономию топлива до 5% и. повышение скорости, а следовательно производительности автомобиля до

20% и обеспечивает повышение сохранности транспортируемых грузов и долговечности автомобиля на 20%. При среднегодовом пробеге

30 тыс. км экономия топлива составит 105 руб. на один автомобиль, что при парке автомобилей 100 тыс, дает экономию 10,5 мли. руб. в год..

1059318

1059318

Фиг. Г с;оставитель А. Машкин

Редактор А. Шандор Техред М.Тепер Корректор Ю. Макаренко

Заказ 9800/40 Тираж 925 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4