Активная подвеска транспортного средства

 

Изобретение относится к подвескам транспортных средств, в частности к активным подвескам. Сущность: подвеска содержит упругий элемент 1, амортизатор 2, силовой цилиндр 3, установленные параллельно и соединяющие колесо 4 с подрессоренной массой 5, электромагнитный клапан управления 6, генератор возмущающих колебаний 7, блокирующее устройство 8, датчик давления 9, нагнетающий насос 10, бак 11, предохранительный клапан 12 и соединительные трубопроводы. Генератор колебаний 7, воздействуя на электромагнитный клапан управления 6 с частотой, равной собственной частоте, но в противофазе колебаниям кузова транспортного средства, соединяет нагнетательную магистраль гидронасоса с соответствующей полостью силового цилиндра, в то время как противоположная полость соединяется со сливной магистралью, и наоборот. Включение в противофазе обеспечивается датчиком и блокирующим устройством 8. В соответствии с заданной частотой силовой цилиндр воздействует на упругий элемент 1, ослабляя результирующее воздействие на кузов транспортного средства. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к подвескам транспортных средств, в частности к активным подвескам.

Известна подвеска автомобиля [1], рассматриваемая как фильтр. Следовательно, основную долю в спектр колебаний подрессоренной массы на дороге случайного микропрофиля вносят колебания с частотой воздействия, равной или кратной собственной частоте подвески. Поэтому, воздействуя на упругий элемент с частотой, равной собственной частоте кузова (корпуса) транспортного средства, но в противофазе, можно добиться существенного снижения колебаний кузова (корпуса) транспортного средства.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому техническому решению является принятая за прототип активная подвеска транспортного средства [2], содержащая упругий элемент, управляющий гидроцилиндр, в разрыве штока которого установлен золотник, удерживаемый в нейтральном положении пружинами, дроссели, установленные на магистралях исполнительного гидроцилиндра, обратные клапаны, установленные на магистралях управляющего гидроцилиндра.

Указанная подвеска предполагает значительное снижение колебаний автомобиля, вызванных неровностями дороги, за счет работы исполнительного гидроцилиндра, управляемого золотником, отслеживающим перемещение колеса по микронеровностям дороги. При больших скоростях движения или при больших частотах чередования микронеровностей дороги вследствие вязкости жидкости и сопротивления трубопроводов исполнительный гидроцилиндр не будет успевать создавать усилие, пропорциональное изменению величины внешних сил. При этом активная подвеска может превратиться в жесткую связь колеса с кузовом (корпусом) автомобиля или вместо гашения колебаний будет осуществлять их усиление.

Приведенные выше обстоятельства ограничивают область применения подвески данного типа. Ее применение оказывается целесообразным для движения транспортного средства с относительно невысокими скоростями по дорогам с наличием неровностей в виде длинных волн.

Целью изобретения является повышение плавности хода транспортного средства путем снижения уровня колебаний его кузова.

На чертеже приведена схема активной подвески транспортного средства.

Подвеска содержит упругий элемент 1, амортизатор 2, силовой цилиндр 3, установленные параллельно и соединяющие колесо 4 с подрессоренной массой 5, электромагнитный клапан управления 6, генератор возмущающих колебаний 7, блокирующее устройство 8, датчик давления 9, нагнетающий насос 10, бак 11, предохранительные клапаны 12 и соединительные трубопроводы.

Активная подвеска транспортного средства работает следующим образом.

При движении по дороге со случайным микропрофилем на колесо воздействует возмущающая сила в широком частотном диапазоне. Для грунтовых дорог частота воздействия лежит в пределах 0,5-8 с^-1.

В связи с тем, что подвеска представляет собой колебательную систему, то максимальную долю в колебания подрессоренной массы будут вносить колебания с собственной частотой. Генератор колебаний 7, воздействуя на электромагнитный клапан управления 6 с частотой, равной собственной частоте, но в противофазе колебаниям подрессоренной массы транспортного средства соединяет нагнетательную магистраль гидронасоса с соответствующей полостью силового цилиндра, в то время как противоположная полость соединяется со сливной магистралью, и наоборот. Включение в противофазе обеспечивается датчиком 9 и блокирующим устройством 8.

В соответствии с заданной частотой силовой цилиндр воздействует на упругий элемент 1, ослабляя результирующее воздействие на кузов (корпус) транспортного средства. Таким образом при наступлении в рассматриваемой системе антирезонанса амплитуда колебаний подрессоренной массы резко уменьшается.

При теоретических подсчетах эффективность снижения колебаний рассматривалась решением дифференциального уравнения +2h+w²z = ( sinνt+μ_a·ν·cosνt) - , где z, , - перемещение, скорость и ускорение подрессоренной массы; A - амплитуда ординат микропрофиля дороги; M_n - подрессоренная масса; P - знакопеременная, равная силе, создаваемой силовым цилиндром; ν- частота внешнего воздействия; С_р - жесткость упругого элемента; μ_а - коэффициент сопротивления амортизатора; w - собственная частота колебаний подрессоренной массы; h - коэффициент затухания, 2h = μ_a/Mn;
t - время.

При решении данного уравнения получены следующие результаты, представленные в таблице.

Формула изобретения

АКТИВНАЯ ПОДВЕСКА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая установленные между его подрессоренной и неподрессоренной частями упругий элемент, амортизатор и управляющий гидроцилиндр, трехпозиционный золотниковый распределитель, связывающий напорную и сливную магистрали насоса с полостями гидроцилиндра и удерживаемый в нейтральном положении пружинами, обратные клапаны, установленные на магистралях управляющего гидроцилиндра, отличающаяся тем, что, с целью повышения плавности хода транспортного средства путем снижения уровня колебаний, она снабжена датчиком давления, установленным в полости управляющего гидроцилиндра, генератором возмущающих колебаний, связанным с корпусом трехпозиционного золотникового распределителя, блокирующим устройством, встроенным между датчиком давления и генератором возмущающих колебаний.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2