Гидропневмоаккумулятор транспортного средства

 

Использование: изобретение относится к амортизирующим устройствам транспортных средста Сущность: устройство состоит из пневмоаккумулятора, ресивера и силового устройства, размещенных в одном корпусе, состоящем из двух цилиндров . В штоке силового устройства имеется сквозное отверстие, перекрываемое подпружиненными клапанами. Клапаны представляют собой стержни с радиальным отверстием и пазами для фиксатора Кроме того, клапаны могут быть выполнены из стержней с центральным отеерстисм и несколькими радиальными. Силовое устройство соединено с гидросистемой посредством распределителя , на сливном канале которого установлен переливной клапан. Гидропневмоаккумулятор переменной жесткости обеспечивает гашение динамических нагрузок в широком диапазоне и легко монтируется на машину, тх отсутствуют устанавливаемые соосно элементы. 2 зп.ф-лы. 5 ил.

4Р

МЩр

Hg

° ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4920707/11 (22) 19.03.91 (46) 30.10.93 Бюл. Йя 39 — 40 (71) Могилевский машиностроительный институт;

Научно-технический кооператив "Наука" (72) Берестов ЕИ. (73) Могилевский машиностроительный институт (54) ГИДРОПНЕВМОАККУМУЛЯТОР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Использование: изобретение относится к амортизирующим устройствам транспортных средста Сущность: устройство состоит из пневмоаккумулятора, ресивера и силового устройства, размещенных в одном корпусе, состоящем из двух ци(19) RU (И) 2001786 С1 (51) 5 B60G17 04 пиндров В штоке силового устройства имеется сквозное отверстие, перекрываемое подпружиненными клапанами. Клапаны представляют собой стержни с радиальным отверстием и пазами для фиксатора Кроме того, клапаны могут быть выполнены из стержней с центральным отверстием и несколькими радиальными. Силовое устройство соединено с гидросистемой посредством распределителя, на спивном канале которого установлен переливной клапан. Гидропневмоаккумулятор переменной жесткости обеспечивает гашение динамических нагрузок в широком диапазоне и легко монтируется на машину, тк отсутствуют устанавливаемые соосно элементы. 2 з.п.ф-пы. 5 ил.

2001786

Изобретение относится к устройствам для снижения динамических нагрузок, в частности к амортизирующим устройствам, Известно амортизирующее устройство, содержащее гидроп невмоаккумуляторы, заряженные на разное давление, соединяемые через вентили с силовым гидроцилиндром.

Жесткость такого амортизирующего устройства изменяется ступенчато, что не обеспечивает эффективного гашения колебаний во всем диапазоне изменения частот и амплитуд нагрузок, воспринимающих амортизирующим устройством.

В качестве прототипа выбрано амортизирующее устройство, включающее гидроцилиндр с двумя штоками, один из которых связан с дополнительным поршнем гидроаккумулятора, а другой — поршнем ресивера, Недостатком такой конструкции является ее сложность, заключающаяся в необходимости обеспечения соосности гидроаккумулятора, цилиндра и ресивера при монтаже, повышенная металлоемкость, а также наличие электроуправления, необходимого для синхронного включения золотников.

Цель изобретения — упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей путем обеспечения бесступенчатого изменения жесткости.

Для достижения этой цели в гидропневмоаккумуляторе транспортного средства, содержащем цилиндр аккумулятора с двумя поршнями цилиндр ресивера с поршнем, установленными соосно и выполненными с одним диаметром, шток жестко соединяющий один из поршней аккумулятора с поршнем регистра и силовое устройство для перемещения штока, и клапаны давления и распределитель для сообщения с гидросистемой транспортного средства, цилиндр аккумулятора жестко соединен с цилиндром ресивера посредством основания и с образованием общего корпуса, шток выполнен со сквозным центральным отверстием, перекрываемым клапанами давления, каждый из которых выполнен в виде подпружиненного стержня. В основании выполнены отверстия для сообщения гидрополости между торцами поршня и основания с гидросистемой транспортного средства посредством перелив ного клапана, встроенного в сливной канал распределителя и настроенного на давление, превышающее давление зарядки пневмополости аккумулятора. Такое устройство обеспечивает бесступенчатое изменение жесткости аккумулятора при подаче рабочей жидкости в одну из полостей силового цилиндра, так как из-за наличия переливного клапана в сливном канале распределителя открываются оба клапана давления в штоке.

Клапаны давления могут выполняться в двух вариантах.

По первому варианту стержень клапана давления выполнен с радиальным отверстием с двумя пазами по краям, один иэ которых предназначен для сообщения сквозного канала штока с полостью под стержнем, на штоке установлен упор с воэможностью размещения во втором пазу стержня, установленном с перекрытием сквозного канала штока в исходном положении. Такая конструкция клапана обеспечивает открытие канала штока при воздействии на клапан внешнего давления.

По второму варианту стержень клапана

20 давления выполнен с несколькими радиальными отверстиями, расположенными в одной плоскости, и с центральным отверстием для сообщения радиальных отверстий с полостью под стержнем. При такой конструкции отпадает невозможность фиксации стержня клапана от проворачивания.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый гидропневмоаккумулятор соответствует критерию изобретения "новизна", т.к. отличается тем, что устройство расположено в одном корпусе, на штоке установлены клапаны давления и другими признаками, введенными в отличительную часть формулы изобретения.

35 Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки. отличающие заявляемое решение от прототипа. что позволяет сделать вы40 вод о соответствии критерию "существенное отличие", На фиг. 1 изображен гидропневмоаккумулятор, продольное сечение; на фиг, 2 и 3 — сечения А-А на фиг. 1 (варианты выполне45 ния клапанов давления); на фиг. 4 — сечение

Б — Б на фиг. 3; на фиг. 5 — пример включения гидропневмоаккумулятора в гидросистему машины. Гидропневмоаккумулятор состоит из

50 цилиндров 1 и 2, которые навинчены на основание 3 и фиксируются винтами 4 от проворачивания. В цилиндре 1 расположен непосредственно аккумулятор, который состоит из плавающего поршня 5, крышки 6 и

55 поршня 7. В крышке 6 установлен штуцер 8, предназначенный для подключения силовых цилиндров 9, воспринимающих динамическую нагрузку, к гидрополости аккумулятора, заключенной между крышкой

6 и плавающим поршнем 5, В цилиндре 2

2001786 расположен ресивер, состоящий из крышки

10 и поршня 11. В крышке 10 установлены ниппель 12, предназначенный для зарядки пневмополостей устройства газом, Поршни

7 и 11 жестко связаны посредством штока

13, проходящего через основание 3, В основании 3 установлены штуцеры 14 и 15, служащие для подачи рабочей жидкости через отверстия в основании 3 в гидрополости силового устройства, расположенные между поршнями 7 и 11 и основанй ем 3. В ш токе

13 имеется сквозной центральный канал 16, перекрываемый клапанами давления 17, которые могут быть выполнены в разных вариантах.

По первому варианту клапан давления состоит из стержня 18, установленного в штоке 13 и подпружиненного пружиной 19, расположенной в крышке 20. На стержне 18 имеется паз 21, соединяющий канал 16 штока с подпружиненной полостью, отверстие

22, предназначенное для открытия канала

16 и паз 23. В паэ 23 входит упор 24, закрепленный на штоке 13.

По второму варианту стержень 25 клапана имеет радиальные отверстия 26, расположенные в одной плоскости, и центральное отверстие 27, Стержень 25 установлен отверстием 27 в сторону подпружиненной полости таким образом, что в исходном положении перекрывает своим телом канал 16 штока, но отверстия 26 расположены непосредственно у кромки канала 16.

Для уплотнения подвижных и неподвижных соединений в устройстве используются уплотнительные кольца 28.

Полости силовых гидроцилиндров 9, воспринимающие динамическую нагрузку, соединены с гидрополостью аккумулятора гидролиниями через двухпоэиционный ðàñпределитель 29, На фиг. 5 в качестве силовых гидроцилиндров приняты гидроцилиндры подъема ковша скрепера, у которых рабочая жидкость в штоковых полостях воспринимает весовую нагрузку ковша и динамические нагрузки в транспортном режиме, Распределитель 29 в исходном положении отключает гидропневмоаккумулятор от силовых цилиндров

9, Если переместить распределитель вверх, то штоковые полости гидроцилиндров 9 соединяются с гидропневмоаккумулятором, а поршневые, не испытывающие нагрузки, могут соединяться либо с баком 30, либо с дополнительным аккумулятором 31. Гидрополости силового устройства гидропневмоаккумулятора соединены с гидросистемой через трехпозиционный распределитель 32.

На сливной гидролинии распределителя 32

55 установлен предохранительный клапан 33, Распределитель 32 запитывается либо от насоса 34, либо от гидросистемы машины, Крайние позиции распределителя 32 предназначены для подачи рабочей жидкости в соответствующие гидрополости гидропневмоаккумулятора, В средней позиции распределителя 32 предусмотрен канал для разгрузки насоса 34 от давлений, Предохранительный клапан 33 настроен на давление, превышающее давление зарядки гидропневмоаккумулятора газом.

Распределитель 32 переключается водителем машины, а распределитель 29 может включаться автоматически при подъеме ковша скрепера в верхнее положение при помощи нажимного устройства, воздействующего на упор 35 золотника распределителя 29. Для гашения динамических нагрузок между гидропневмоаккумулятором и распределителем 29 установлен дроссель 36.

Аналогичным образом устройство может подключаться к любым другим силовым гидроцилиндрам, воспринимающим динамические нагрузки, установленным. например, в подвеске колес и т.д, Устройство работает следующим образом.

B исходном положении распределитель

29 перекрывает гидролинии, и гидропневмоаккумулятор не работает. При подъеме ковша скрепера в транспортное положение планка, установленная на ковше (не показана), нажимает на упор 35, перемещая золотник распределителя 29 в верхнее положение. При этом штоковые полости гидроцилиндров 9, воспринимающие нагрузку, соединяются с гидропневмоаккумулятором. Для исключения разрежения или сжатия жидкости в поршневых полостях, последние соединяются с баком 30 или с дополнительным аккумулятором 31 традиционного типа. При движении скрепера возникают колебания машины в вертикальной плоскости.

Динамические нагрузки, действующие на ковш, воспринимаются пневмополостью гидроп невмоаккумулятора и демпфируются. Дроссель 36 обеспечивает их гашение.

При этом жесткость гидропневмоаккумулятора определяется только объемом его пневмополости, т.к. наличие двух клапанов давления 17 исключает соединение пневмополости, т,к. наличие двух клапанов давления 17 исключает соединение пневмополости аккумулятора с пневмополостью ресивера.

Так, увеличение нагрузки приведет к сжатию газа в пневмополости аккумулятора и к повышению давления газа. Это давление

2001786

55.:..-.,lp.;(I(II..ае1с» (Iop(.(I (eI;! 7 и приводит к

c:;11 !ю ж((дvоcти в гидрополости силового уclpo((cl»o, примыкающей к поршн(о 7.

Вследствие этого клапан давления 17, рас((о»ожени(»й в этой гидрополости, откроетс», Нс клапан давления 17, расположенный

9 гидрополости силового устройства, примыкаю(цей к пор(н((ю 11 ресивера, останетс» зэкрытыл(, т.к. и этой полости отсутствует даг(ле. п1е.

)наоборот, если ((агрузка резко снизитс», То давая((ие газа в пневмополости аккумулятора упадет. В этом случае под воздействием давления газа в пневмополости pic(I(.еоа, воспринимаемого поршнем

11. о";f ic;I:(lo (.:кэт(1е жидкост(. (1 открытие кл;)o÷ I I;lэол IIII» 17, расположенных в гидропо1ос ((I г((.(ового устройства, прил(ыкаю, (е,, (; и. Г н l(lo 11. Но в другой гидрополости с(.левого ч тпойствэ при этом давление сни: (:гс» (! клапан давлени» 17 останется заI PI IT!. М

Следовательно, под воздействием п((сшной на(рузки возможно сжатие жидко(:ти только лишь в одной из гидрополостей с(1лового устройства и соответственно, открытие лишь одного клапана давления 17, Другой клапан будет закрыт и п((евмополости экк, мулятора и ресивера оста((утся изолированными друг от друга.

В зависимосги от загрузки скрепера грунтом, скорости движения машины и неровностей дороги необходимо изменять >кеcTKocTh гидропневмоаккумулятора. Для этого золотник распределителя 32 переводится в одно из крайних положений, например, вверх. При этом рэбоча» жидкость от насосэ 34 будет подаватьс» в нижнюю гидрополость силового устройства. Увеличение давления жидкости в этой полости будет происходить до тех пор, пока не откроется предохранительный клапан 33, сообщающий в данной ситуации верхнюю полость силового устройства со сливом. Таким образом, давление в обоих полостях силового устройства поднимется, оба клапана давления 17 открою1ся, э шток 13 начнет перемещаться вниз, вытесняя гэз из полости эккумул»тора в полость ресивера. Для остановки штока золотник распределителя 32 устанавливается в нейтральное положение.

Формула изобретения

1. ГИДРОПНЕВМОАККУМУЛЯТОР

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий цилиндр аккумулятора с двумя поршнями и цилиндр ресивера с поршнем, установленными соосно и выполненными с одним диаметром, шток, жестко соединяю5

Уменьшение рабочей полости аккумулятора приводит к увеличению его жесткости. Для уменьшения жесткости аккумулятора золотник распределителя 32 переводится вверх, что в конечном итоге приведет к уменьшению пневмополости ресивера и увеличению пневмополости аккумулятора, перекачиванию газа из ресивера в аккумулятор и уменьшению жесткости последнего.

Клапан давления 17 по первому варианту откроет проходной канал 16 штока при воздействии давления жидкости на стержень. Для исключения запирания газа в подпружиненной полости, последняя сообщается пазом 21 с каналом 16. Вследствие этого давления жидкости должно превышать давление зарядки аккумулятора газом.

Упор 24 необходим для исключения проворачивания стержня 18, т,к, ось отверстия 22 должна быть ориентирована вдоль оси канала 16.

Клапан давления 17 по второму варианту проще по конструкции, однако должен иметь более сильную пружину и будет открываться при более высоком давлении жидкости, Это происходит вследствие того, что сообщение подпружиненной полости с каналом 16 осуществляется лишь после того, как радиальные отверстия 26 начнут сообщаться с каналом 16. Поэтому при закрытом канале отверстия 26 должны быть расположены непосредственно у канала 16, Наличие нескольких отверстий 26 исключает необходимость ориентации стержня 25.

Предлагаемый гидроп невмоаккумулятор легко монтируется на машину, т.к. к нему не предъявляются требования соосности его элементов. Он имеет более простую конструкцию и меньшую металлоемкость, т.к. размещены в одном корпусе. Обеспечивает бесступенчатое изменение жесткости в широком диапазоне при прочном управлении.

Может использоваться в амортизирующих устройствах, работающих при различных режимах нагружения и в различных условиях. (56) 1. Авторское свидетельство СССР

M 1081294, кл. Е 02 F 3/64, 1984.

2. Авторское свидетельство СССР (ч1 1437253, кл, В 60 G17/04,,1988. щий один из поршней аккумулятора с 00ршнем регистра, силовое устройство для перемещения штока, клапаны давления и распределитель для сообщения с гидросистемой транспортного средства, отличающийся тем, что. с целью упрощения конструкции и расширения функциональных возможностей путем обеспечения бес2001786

r5 ступенчатого изменения жесткости, цилиндр аккумулятора жестко соединен с цилиндром ресивера посредством основания и с образованием общего корпуса, шток выполнен со сквозным центральным отверстием, перекрываемым клапанами давления, каждый иэ которых выполнен в виде подпружиненного стержня, при этом в основании выполнены отверстия для сообщения гидрополости между торцами поршня и основания с гидросисте мой транспортного средства посредством переливного клапана, встроенного в сливной канал распределителя и настроенного на давление, превышающее давление зарядки пневмополости аккумулятора.

2, Гидропневмоаккумулятор по п.1, отличающийся тем, что стержень клапана давления выполнен с радиальным отверстием с двумя пазами по краям, один иэ которых предназначен для сообщения сквозного канала штока с полостью под стержнем, на штоке установлен упор с возможностью размещения во втором пазу стержня, установленном с перекрытием сквозного канала штока в исходном поло0

3. Гидропневмоаккумулятор по п.1, отличающийся тем, что стержень клапана давления выполнен с несколькими радиальными отверстиями, расположенными в

1Б одной плоскости, и с центральным отверстием для сообщения радиальных отверстий с полостью под стержнем.

2001786

A-A

Г-b

Составитель Е.Берестов

Редактор M.Ñòðåëüíèêoâà Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Милюкова

Заказ 3148

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

75 М О Я,У

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

z9

ZT