Подвеска с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства

 

Изобретение относится к подвескам транспортных средств, в частности к подвескам с рекуперацией энергии колебаний. Сущность изобретения: гидромотором преобразуется сила давления гидрожидкости в энергию крутящего момента, который в дальнейшем может быть отведен к потребителю . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ы 1792847 А1 (я)5 В 60 G 13/18

ННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ССР

СР) 079474, кл. В 60 G 13/18,1978. энергию крутящего момента, которыи в

ПОДВЕСКА С РЕКУПЕРАЦИЕЙ 3НЕР- дальнейшем можетбытьотведен к потребиИ КОЛЕБАНИЙ ТРАНСПОРТНОГО телю. 2 ил.

ДСТВА (54

IN

Изобретение относится к подвескам нспортных средств, в частности к подвем с рекуперацией энергии колебаний. тр

Наиболее близким техническим решени м к изобретению является подвеска с ре перацией энергии колебаний транспортн го средства (авт.ав. hL 1079474), содержа ая заполненный жидкостью цилиндр, в кот ром установлен поршень, отделяющий в н м поршневую и штоковую полости, гидро невматический аккумулятор. гидравличес ая полость которого через магистраль ни кого давления и впускные клапанные устро ства связана с указанными штоковой и по шневой полостями цилиндра, которые чер з выпускные клапанные устрОйства, магистраль высокого давления и регулятор свя аны с гидродвигателем привода генератор, цилиндра, в штоке установлена напр вляющая труба. один конец которой отк ыт и заполнен жидкостью. В другом ко це смонтирована упругая диафрагма, при этом полость трубы между диафрагмой и ж дкостью заполнена сжатым воздухом, а ре лятор снабжен смонтированной в корпус мембраной, нагруженной нажимным уст ойством, взаимодействующим с кулач! ком, кинематически связанным с указате- лем нагрузки транспортного средства.

Недостатком этой подвески является ф недостаточность эффективности работы для широкого использования, а именно:

1, Невозможность заправки газом и жидкостью полости штока без полной разборки устройства.

2. Невозможность обеспечения существенной жесткости при резком увеличении амплитуды колебаний, увеличение в этих моментах давления в гидропневматической полости до высоких значений, что снижает надежность уплотйения.

3. Оказание противодавления гидромо- 0 тору гидропневматическим аккумулятором. который снижает эффективность работы +" гидромотора, вследствие чего снижает эффективность рекуперации.

Цепью изобретения является повышение эффективности работы и функциональных а возможностей подвесок с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства.

Для достижения этой цели в подвеске с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства в цилиндре, заполненной жидкостью, установлен поршейь с штоком, разделяющий его на поршневую пневмати1792847 ческую и штоковую гидравлическую полости, в поршне выполнена кольцевая канавка-цилиндр на глубину хода поршня, куда помещается кольцевой поршень с крышкой пневматической полости, разделяющий на кольцевую с большей площадью и цилиндрическую с меньшей площадью части, коль. цевой поршень совместно с кольцевой канавкой-цилиндром образует пневмополость среднего давления со средней площадью поршня, гидравлическая полость цилиндра имеет связь с внешней гидросистемой, состоящей из регулятора дренажного клапана, сообщенного с кольцевой пневмополостью ниэкогодавления и соединенного с гидроемкостью, сообщенной гидромотором, вход которого связан с выходом гидрополости цилиндра через дренажный клапан, в поршне также имеются канавкиканалы для гидроуплотнения, сообщенные через обратный клапан с гидрополостью цилиндра, причем для автоматического регулирования мягкости, жесткости в зависимости от нагрузки и осуществления рекуперации пневмоэнергии между рабочими объемами в направлении от объема вы- . сокого давления с меньшей площадью поршня к рабочему объему низкого давления с большей площадью поршня с помощью внешней соединительной трубки установлен обратный перепускной регулируемый клапан, и в обратном направлении установлен компрессионный насос двустороннего действия, штоковая полость которого сообщена через обратные клапаны с объемами высокого и низкого давлений, а поршневая полость также через обратные клапаны сообщена входом с атмосферы и выходом с резервуаром пневмоэнергии, кроме того, соединительные трубки соединены с электропневматическими переключателями для дистанционного управления при заправке сжатым воздухом.

Конструктивное выполнение кольцевого поршня с крышкой в цилиндре и кольцевая канавка-цилиндр в поршне, образовав в устройстве самостоятельные пневмополости с различными давлениями с различными площадями поршней, позволяет регулировать упругие элементы в широких пределах в зависимости от нагрузки. Поршневая гидравлическая полость совместно с гидросистемой, образовав гидравлический насос, на входе которого установлен регулируемый дренажный клапан, управляемый от давления пневмополости, позволяет создать гидравлический амортизатор с затуханием, зависящим от нагрузки на упругий элемент в ходе сжатия. Наличие канавок-каналов в поршне с обратным клапаном, сообщенных с гидрополостью, дает возможность упростить конструкцию гидроуплотнения и повысить надежность уплотнения. Установленный между рабочими объемами высокого давления с меньшей площадью поршня и низкого давления с большей площадью поршней обратный перепускной регулируемый клапан и компрессионный насос двустороннего действия, штоковая полость которого

"0 сообщена с обратными клапанами на входе и выходе, поршневая полость также с обратными клапанами на выходе — с резервуаром пневмоэнергии, а на входе — с атмосферой, а также соединительные трубки, соединен"5 ные с электропневматическими переключателями, дают возможность автоматически регулировать мягкость и жесткость в зависимости от эксплуатации и рекуперировать пневмоэнергию s резервуар и дистэнцион20 но управлять заправкой сжатым воздухом устройства.

На фиг,1 схематично изображена подвеска с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства; нэ фиг.2 — сечение

Д -Д нэ фиг.1.

Подвеска с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства содержит цилиндр 1, в котором помещен поршень 2 со штоком 3; разделяющий цилиндр 1 на

30 поршневую пневматическую (А) и штоковую гидравлическую (Б) полости; В поршне 2 выполнена кольцевая канавка-цилиндр 4 на глубину хода поршня, куда и помещается кольцевой поршень 5 со средней площадью поршня. Внутри кольцевой перегородкипоршня 5 имеется канал 6, на входе которого установлен штуцер 7для подвода воздуха среднего давления, установленный на крышке 8 цилиндра 1. Кольцевой поршень 5

40 совместно с канавкой-цилиндром 4 разделяют поршень 2 на кольцевую с большей площадью 9 и цилиндрическую с меньшей площадью 10 части. Поршень 2, кроме сальников 11, имеет канавки-каналы 12 для гидроуплотнения, сообщенные через обратный клапан 12.1 с гидравлической полостью (Б).

Гидравлическая полость (Б) цилиндра имеет связь с внешней гидросистемой. Внешняя гидросистема состоит из штуцера входа 13, 50 размещенного на нижней боковой стороне цилиндра 1, на котором установлен регулятор дренажного клапана 14, сообщенный для автоматического регулирования с кольцевой пневмополостью 28 низкого давле55 ния через соединительную трубку 16 со штуцером 17, установленным на торцевой стороне крышки 8 цилиндра, изготовленное в целое с кольцевым поршнем 5, а также гидроемкостью 18 через соединительную трубку 19, Вход гидроемкости 18 соединен

1792847! O через соединительную трубку 19 с гидромотором 20, вход которого через соединительную трубку 21 связан с выходом штуцера 22 гидравлической полости (Б), имеющей дренажный клапан 23. Цилиндр 1 гидравлической части также снабжен крышкой 24 с у лотнительными сальниками 25. На крышке 8 пневматической части цилиндра 1, кром штуцеров 7 и 17, имеется штуцер 26 для и дачи воздуха высокого давления. Для автоматического обеспечения мягкости, жест к сти и осуществления рекуперации и евмоэнергии между рабочими обьемами в вправлении с объема 27 высокого давлен я с меньшей площадью поршня в рабочий о ьем 28 низкого давления с большей площ дью поршня с помощью внешней соедин тельной трубки установлены обратный п репускной регулируемый клапан 29 и в д угом направлении компрессионный нас с 30 двустороннего действия, штоковая и лость (В) которого с обратными клапанам на входе 31 и выходе 32, а поршневая и лость(Г) также с обратными клапанами на в оде 33 сообщены с атмосферой и выходе

3 соединены с резервуаром 35 пневмоэн ргий, Кроме того, соединительные трубки

3 соединены с электропневматическим пер ключателями 37, 38, 39 для дистанционн го управления заправкой сжатым в здухом пневмополостей, Рабочий процесс подвески с рекуперац ей энергии колебаний транспортного с едства представляется следующим образ м.

Исходное состояние поршня 2 со штоком 3 в цилиндре 1 в статической нагрузке в переднем положении определяется силой вь сокого давления цилиндров пневмополост 27, а среднее давление в кольцевой и евмополости 4, а также низкое давление в невмополости 28 подбираются такими, чт бы их сила действия была незначительн, это осуществляется подачей сжатого воздуха при помощи электропереключателя

3i, 38, 39, При работе подвески в ходе сжатия поршень 2 в цилиндре 1, перемещаясь в полости А, воспринимает усилия упругим эламентом в полости 27 с наименьшей площадью поршня. Это начальный момент обеспечения мягкости подвески. При дальнейших перемещениях начинает значитель! н повышаться давление. Воздух с давлением выше номинального значения перепускается через регулируемый обрат1 . н и клапан 29 в полость 28 низкого давлен я с большей площадью поршня 9, со тветственно в штоковой полости В компрессионного насоса 30 через обратный ! клапан 31, Тем самым нагрузка воспринимается более жестко, так как давление в полостях растет непропорционально одинаково, т,е. давление s полости 27 высокого давле5 ния стабилизируется, а давление в полости

28 низкого давления с большей площадью повышается, следовательно, подъемная сила полости низкого давления с большей площадью поршня 9 увеличивается, а подъемная сила поршня 10 с меньшей площадью полости 27 высокого давления более стабилизируется. Заодно происходит перекачка воздуха из полостй Г, всасанного из атмосферы насосом 30 в резервуар 35 через

15 обратный клапан 34, Ьэтот момент в гидрополости Ь пройсходит всасйвание гидрожидкости из гидроемкости 18 через соединительную трубку 19 и автоматический регулируемый дренажный клапан 14, 20 который частично управляется от давления упругого элемента полости 28. При перемещении поршней в обратном направлении; т.е. при ходе подвески на отбой, порция рессорного насоса 30 обратно перекачивается в полость высокого давления 27 через обратный клапан 32, тем самым обеспечивается мягкое исходное состояние подвески. Заодно автоматический регулируемый дренажный клапан 14 закроется,: открываются

30 дренажный клапан 23 и обратный клапан

12.1. B этот, момент давление гидрожидкости дополняет канавки-каналы 12 для гидроуплотнения, После чего гидрожидкость перекачивается на вход гидромотора 20, Гидромотор 20, в свою очередь, преобразует силу давления гидрожидкости в энергию крутящего момента, который в дальнейшем

40 может быть отведен к потребителю. Дальнейшие рабочие процессы повторяются аналогично.

Применение предлагаемой подвески с рекуперацией энергии колебаний транспор45 тного средства дает следующие преимущества

1. Установление между рабочими объемами высокого давления меньшей площадью поршня и низкого давления с

50 большей площадью поршней перепускного регулируемого клапана и перекачивающего компрессионного насоса обеспечивает автоматически регулирование мягкости и жесткости подвески в зависимости от условий

55 эксплуатации, кроме того, дает возможность рекуперовать (накопить) пневмоэнергию (сжатый воздух) в резервуар.

2. Применение гидрообьема вместо гидропневматического аккумулятора улучшает эффективность работы гидромотора. воздуха, перекаченного из полостй27 в по25 лость 28 низкого давления, в полость В комп1792847

3, Наличие канавок-каналов в поршне для гидроуплотнения с обратным клапаном, сообщейных с гидрополостью, no3eoimeò упростить конструкции гидроуплотнения йорщня и повйсйть надежность уплотнения.

4. Связь регулятора дренажного клапана на входе гидрополости с пневмополо-. стью дает возможность создать

, гидравлический амортизатор с затуханием, 5 зависящим от нагрузки на упругий элемент при ходе сжатия,10 в

Ф о р и ул а и.зо 6 ре ге н и я средйейплощадьюооршня,гидравлическая

Подвеска с рекуперацией энергий коле- полость цилиндра сообщена с внешней гидбанйй транспортного средства, содержа- росистемой, состоящей из регулятора дрещая найолнвнный жидкостью цилйндр; в: нажногоклапайа,сообщенногоскольцевой котором установлен поршень, гидравличе- пневмополостью низкогодавленияисгидский аккумулятор; гидравлическая полость роемкостью, снабженной с гидромотором, которого через магистраль нйзкого давле- вход которого связан с выходом гидрополонияивпускныеклапаннйеустройства.сооб- . сти цилиндра через дренажный клапан, в щена со штоковой и поршневой полостями;:-": поршне выполнены канавки-каналы для цилиндра, которые через выпускные кла-. гидроуплотнения,сообщенныечерезобрат . панные устройства. магистраль высокого,. ный клапан с гидрополостью цилиндра, давления и регулятор сообщейы с гидро- . причем между рабочими объемами высокодвигателеМ привода генератора,:о т л и-: годавления в магистрали, связывающей поч а ю щ а я с я тем, что, с целью йовыве-: лость с мейьшей площадью поршня и . ния надежности и эффективности гаше- полость с большей. площадью поршня, устания колебаний; в указанном цилиндре . новлен обратный перепускной регулируе-: .установлен дополнительный поршень со : мый клапан, и в обратном направлении .:штокоМ, разделяющий его на йоршневую. установлен компрессионный насос двустопневматическую и атоковую гидравличе- - роннего действия, штоковая полость кото-" скую полости . s дополнительном поршне рого соообщена через обратные клапаны с выполйена кольцевая канавка нв глубину -- указанными полостями, а поршневая похода поршня,.вкоторойустановлен кольце-. лость через обратные клапаны сообщена вой поршень с крышкой. разделяющей: входом с агмосферой и выходом с резервупневматическую полость на кольцевую с. аром сжатого газа пневмоэнергии, кроме большей площадью и цилийдрическую с .: того, соединительные трубки соединены с . меньшей площадью части, кольцевой пор- .. злектропневматическмми переключателями . вень совместно С кольцевой канавкой обра- для дистанционного управления при зазует пнввмопойость среднего давления со . правке сжатым газом, 1792847

Риг2

Составитель Ю.Князев

Техред M.Моргентал Корректор А.Шмакова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 476 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

И3035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5