Активная пневмогидравлическая подвеска транспортного средства

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1243964

А1 (5D 4 В 60 G 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ВСЕЮ?""- ", 4

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3841813/27-11 (22) 14.01.85 (46) 15.07.86. Бюл. У 26 (72) Д.В.Шарапов и В.Д.Шарапов (53) 629.113.012.852(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 901087, кл. В 60 G 25/00, 1980. (54) (57) 1 . АКТИВНАЯ ПНЕВИОГИДРАВ—

ЛИЧЕСКАЯ ПОДВЕСКА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая гидроцилиндр связи колеса с корпусом транспортного средства, пневмогидравлические камеры прямого и обратного давления, сообщенные магистралями соответственно с поршневой и штоковой полостями гидроцилиндра связи; систему управления, включающую в себя распределитель, измеритепь силы и задающий блок, соединенные с входом сравнивающего блока, выход которого связан с распределителем, и гидронасос, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью обеспечения стабильности работы в активном режиме путем предотвращения блокировки при недостаточной подаче гидронасоса, она снабжена клапанными узлами, один из которых встроен в магистраль, сообщующую поршневую полость гидроцилиндра связи с пневмогидравлической камерой прямого давления, а другой — в магистраль, сообщающую штоковую полость гидроцилиндра связи с пневмогидравлической камерой противодавления, и вытеснительными камерами, выполненными каждая с двумя полостями, первые из которых гицравлически сообщены посредством первого и второго клапанных узлов соответственно с поршневой и со штоковой полостями гидроцилиндра связи, а вторые связаны с распределителем.

2. Подвеска по и. 1, о т л ич ающая с я тем, чтокаждый кла панный узел содержит корпус со штуце рами для соединения с одной из полос тей гидроцилиндра связи соответстве но с одними из вытеснительных камер и с пневмогидравлическими, камерами давления, размещенный внутри него с кольцевым зазором цилиндр с радиальными каналами на боковой поверхми.

1243964 ности, обратный клапан, установленный на торцовой поверхности цилиндра со стороны первого штуцера, управляемый чашеобразный и вспомогательный н-. клапаны, подпружиненные один относительно другого размещенные внутри цилиндра с возможностью попеременного перекрытия его радиальных каналов и выполненные с осевыми отверстияИзобретение относится к подвескам транспортных средств, в частности к активным пневмогидравлическим подвескам.

Цель изобретения — обеспечение 5 стабильности работы подвески в актив— ном режиме путем предотвращения блокировки подвески при недостаточной подаче гидронасоса.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема активной пневмогидравлической подвески транспортного средства; на фиг. 2 — клапанный узел, продольный разрез.

Активная пневмогидравлическая под- 15 веска транспортного средства содержит гидроцилиндр связи, корпус l которого шарниром 2 связан с подрессоренной массой транспортного средства, а шток 3 шарниром 4 — с неподрессоренной массой транспортного средства.

К штоку 3 прикреплен поршень 5, отделяющий в корпусе 1 поршневую полость A от штоковой полости Б .

Поршневая полость А магистралью через клапанный узел 6 сообщена с гидравлической полостью 5 камеры 7 прямого давления. Эта полость эластичной диафрагмой 8 отделена от пневматической полости Г . Клапанный 30 узел 6 посредством магистрали Б сообщен с полостью Э гидравлической вьггеснительной камеры 9 прямого давления. Эта полость эластичной диафрагмой 10 отделена от полости F .

Штоковая полость Ь магистралью Ь сообщена через клапанный узел 11

1 с гидравлической полостью ж камеры 12 противодавления. Полость отделена от пневматической полости Lt gg эластичной диафрагмо" 13.

Клапанный узел 11 посредством магистрали z сообщен с полостью гидравлической вьггеснительной камеры 14 противодавления. Последняя эластичной диафрагмой 15 отделена от полости Л . Полости 5 и Л вытеснительных камер 9 и 14 посредством магистралей с и е. связаны с электро— гидравлическим распределителем 16, который имеет полости М и Н управления. В эти полости жидкость подводится из напорной магистрали гидронасоса 17 через дроссели постоянного сопротивления l8 и 19. )Кидкость из полостей М и Н сливается через сопла 20 и 2l, между которыми расположена заслонка 22, в бак 23.

Поршневая полость4 и штоковая полость b соединены с первичными измерительными преобразователями 24 и 25, формируюшими сигналы, пропорциональные давлению в соответствующей полости, умноженному на соответствующую рабочую площадь поршня. Выходы преобразователей 24 и 25 соединены со входом сумматора 26. Последний формируег сигнал, пропорциональный величине вертикальной поверхностной силы, действующей через гидроцилиндр связи ча подрессоренный корпус транспортного средства.

Преобразователи 24 и 25 с суммато— ром 26 образуют измеритель силы. 3адающий блок 27 формирует сигнал, пропорциональный нагрузке на колесо, определяемой статическим весом подрессоренных частей, продольными и поперечными перегрузками, а также продольным и поперечным уклоном дороги.

Выходы сумматора 26 и задающего блока 27 соединены со входом сравниваю1243 щего устройства 28, откуда сигнал рассогласования поступает в усилитель 29 и далее в электромеханический преобразователь 30.

Каждый клапанный узел 6 и 11 содержит корпус 31, закрытый крышкой 32 со штуцером 33, в котором выполнены каналы ь, ь соответственно.

Корпус 31 выполнен со штуцером 34, соединяющим клапанную коробку с пнев- 10 могидравлическими камерами 7 и 12.

Штуцер 35 образует каналы h и 7, соединяющие клапанные узлы с вытеснительными камерами 9 и 14.

В корпусе 31 установлен цилиндр 36,1S смонтированный в корпусе посредством опорного диска 37 и распорных .колец 38 и 39.

В торцовой стенке цилиндра 36 выполнены осевые каналы g, 0, а в боко- 20 вых стенках выполнены радиальные каналы k, л . Цилиндр 36 установлен в корпусе с кольцевым зазором IN.

В цилиндре 36 установлен чашеобразный управляемый клапан 40, взаимодейст- 25 вующий своей конической рабочей поверхностью 4 1 с седлом 42. Управляемый клапан 40 имеет хвостовик, смонтированный с возможностью осевого перемещения в цилиндре 36. В хвосто- З0 вике выполнена полость Д, сообщенная осевым каналом H и радиальными каналами П со штуцером 33.

На торцовую поверхность цилиндра 36 опирается пластинчатый обратный клапан 43, нагруженный пружиной 44, упирающейся в гайку 45, навернутую на удлиненную часть цилиндра 36. В полости последнего смонтирован вспомогательный клапан 46, кони- 40 ческая рабочая поверхность 47 которого взаимодействует с коническим седлом 48, выполненным на торцовой стороне клапана 40, противолежащей

его рабочей стороне. Между клапанами 40 и 46 расположена пружина 49, а в боковой стенке цилиндра 36 выполнен

1 адиальный канал 1, сообщающий кольцевой зазор М с внутренней полостью цилиндра 36. В опорном диске 37 выпол-. нены осевые каналы С, соединяющие кольцевой зазор М со штуцером 34 и пневмогидравлическими камерами прямого и противодавления.

Активная пневмогидравлическая под † веска работает следующим образом.

При наезде на выступающую неровность шток 3 с порпшем 5 движутся

964 4 вверх, при этом объем полости Л уменьшается и жидкость из нее вытесняется через клапанный узел 6 в пневмогидравлическую камеру 7 прямого давления.

При увеличении давления в полости " в клапанном узле 6 открывается управляемый клапан 40 (смещается вправо, сжимая пружину 49) и жидкость из полости Я по каналам !К и 4, через кольцевой зазор Я, осевые каналы С и штуцер 34 вытесняется в гидравлическую полость Ь камеры 7 прямого давления.

При этом сжимается газ в полости Г, отделеиной от полости B эластичной диафрагмой 8.

Давление в поршневой полости Я увеличивается, а в штоковой полости 5, объем которой растет, давление падает. Следовательно, суммарная вертикальная поверхностная сила, с которой корпус 1 гидроцилиндра действует на подрессоренную массу через шарнир 2, увеличивается по сравнению со статическим или заданным значением.

Поэтому на выходе сравнивающего устройства 28 появляется положительный сигнал рассогласования, который усиливается в усилителе 29 и поступает в электромеханический преобразова- тель 30, представляющий собой поляризованный электромагнит, якорь которого управляет положением заслонки 22.

Заслонка 22 при этом смещается вправо, прикрывая сопло 20 и открывая сопло 21, что приводит к повышению давления в полости Н и смещению золотника распределителя 16 — в позицию 1.

Жидкость от насоса 17 через распределитель 16, установленный в позицию 1, поступает в полость Я вытеснительной камеры 14 противодавления.

Объем полости A увеличивается за счет того, что происходит вытеснение жидкости из полости k, отделенной от полости Я эластичной диафрагмой 15. Жидкость из полости К поступает в клапанный узел 11 по магистрали .. При этом на вспомогательном клапане 46 образуется перепад давления, благодаря которому он смещается влево, сжимая пружину 49, и своей конической рабочей поверхностью 47 садится на коническое седло 48, выполненное на торцовой стороне управляемого клапана 40. При этом вспомогательный клапан 46 перекрывает радиальный канал р.

Управляемый клапан 40 своей коничес кой рабочей поверхностью 4 1 плотно

1 ? 1 3964 прижат к седлу 42. )Кидкость па каналу 1 через центральное осевое отверстие во вспомогательном клапане 46 поступает в полость П и из нее по осевому каналу Н и радиальным кана5 лам II и М подводится в магистраль Ь и штоконую полость b . При достаточной производительности насоса обрат— ный клапан 43 закрыт. Давление в што10 ковой полости, при подаче в нее жидкости от насоса, увеличивается, что приводит к частичной или полной компенсации увеличения суммарной поверхностной силы, действующей через гидроцилиндр на подрессоренный корпус транспортного средства. Последнее способствует уменьшению ускорений, испытываемых падрессоренным корпусом, и повышению плавности хода транспортного средства.

При недостаточной производительности гидронасоса 17 в штоковой полости F, а также и в магистрали Я создается разрежение. Пад действием образующегося при этом перепада давлений открывается обратный клапан 43 и жидкость из гидравлической полосе ти М: пневмогидравлической камеры 12 противодавления па осевым каналам, 30 выполненным в диске 37, зазору М и осевым каналам LI поступает к итуцеру 33, в магистраль & и штаковую полость 5 .

В случаях, когда наезд на выступающую неровность сопровождается рез35 ким уменьшением высоты неровности, с помощью клапаннога узла 11 предотвращается блокир овка пневматического упругого элемента и отрыв колес от грунта. Действительно, уменьшение

40 высоты неровности сопровождается уменьшением силы, действующей на шток 3 со стороны колеса, чта автоматически приводит к увеличению давпения в полости I.. Давление в полос45 тях 6, П и К выравнивается, вспомогательный клапан 46 под дейс.твием пружины 49 занимает крайнее правое положение, когда открывается канал.р .

Жидкость из полости П по каналу поступает в кольцевой зазор,М и далее через осевые каналы L в полость, .

При этом давление в полости П уменьшается и на клапане 40 образуется перепад давлений, пад действием которого он, сжимая пружину 49, смещается вправо и открывает проход жидкости из штокавой полости b через осеBhIe каналы 1 > радиальные канале! / кольцевой зазор М, осевые каналы Г и штуцер 34 н гидравлическую полость камеры 12 пративодавления.

Обеспечени.е вазможности истечения кидкости из полости h предотгращает блокировку упругого элемента и отрыв колес от грунта при резкам уменьшении высоты неровности, следующим сразу за выступом.

При наезде на яму подвеска работает аналогично. Шток 3 с поршнем 5 двигается вниз. При этом объем полости а уменьшается, а давление в ней увеличивается, пад действием этого давления управляемый клапан 40 клапаннага узла 11, сжимая пружину 49, смещается вправо и жидкость по осевым каналам М; и радиальным каналам 4, выполненным н цилиндре 36, поступает в ксльцевой зазор М, откуда через осевые каналы С, выполненные в диске 37, подводится к штуцеру 34, а от него в полость Ж пневмогидравлической камеры 12 противадавления.

Объем полости Л увеличивается, давление в ней уменьшается. Последнее приводит к тому„ что суммарная вертикальная поверхностная сила, действующая на подрессоренный корпус через .гидроцилиндр, уменьшается. Следовательно., на выходе из сравнивающего устройс тва ?8 появляется отрицательный сигнал рассогласования, который усиливается в усилителе 29 и подается на электромеханический преобразователь 30. Последний смещает заслонку 22 влево. При этом заслонка 22 прикрывает сопла 21 и открывает сопла 20. Давление в полос-.è М возрастает и золотник распределителя 16 устанавливается в позицию II в которой ан осуществляет подвод жидкости ат гидронасаса 17 в полость Е вытеснлтепьной гидравлической камеры 9 прямого давления. Объем полости E. увеличивается, а объем отделенной от нее эластичной диафрагмой 10 полости D уменьшается. Жидкость из полости 3 подается по каналу Ъ в клапанную коробку 6, где она подходит к вспомогательному клапану 46. Последний за счет образующегося на нем перепада давлений смещается влево, сжимая пружину 49. его коническая рабочая поверхность 47 прижимается к коническому седлу 48, перекрывая радиальный канал в стенке цилинд7 1243 ра 36. Управляемый клапан 40 своей конической рабочей поверхностью 41 плотно прижат к седлу 42. Жидкость по каналу h поступает в полость П и из нее по осевому каналу Н и радиальным каналам П и К поступает по магистрали ь в поршневую полость А .

Давление в полости 4 увеличивается, что приводит к частичной или полной компенсации уменьшения величины вер- 1О тикальной поверхности силы, действующей на подрессоренный корпус со стороны гидроцилиндра.

В случае недостаточной подачи насоса, когда он .не успевает заполнять поршневую полость А при наезде на яму, для предотвращения разрыва гидравлического потока дополнительное количество жидкости в эту полость поступает из гидравлической полости В камеры 7 прямого давления по пути: штуцер 34, осевые каналы C в опорном диске 37, кольцевой за.зор М, осевые каналы И в цилиндре 36.

При этом обратный клапан 43 открывается.

В случае, если при наезде на яму последует резкое увеличение высоты неровности, с помощью клапанного

964 8 узла 6 предотвращается блокировка пневматического упругого элемента и жесткие удары в подрессоренный корпус, передаваемые от колеса через гидроцилиндр. Действительно, увеличение высоты неровности приводит к росту давления в поршневой полости 4 .

Давление в полостях Л, П и 0 выравнивается, перепад давлений на вспомогательном клапане 46 равен нулю, и под действием пружины 49 он смещается в крайнее правое положение, открывая

Радиальный канал р, соединяющий полость11 с кольцевым зазором M и гидравлической полостью В камеры 7 прямого давления. При этом давление в полости П падает, поэтому под действием нарастающего давления в полости управляемый клапан 40 смещается вправо и открывает осевые каналы и радиальные каналы А в цилиндре клапанного узла 6. Жидкость из полости, по названным каналам, а также через кольцевой зазор М, осевые каналы С поступает в гидравлическую полость камеры 7 прямого давления, сжимая газ в полости Г . Таким образом предотвращается блокировка упругого элемента.

1 24 396 А

1243964

Составитель Е.Гучкова

Редактор И.Сегляник Техред О.Сопка Корректор С.Шекмар

Заказ 3754/17 Тираж 647 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно — полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4