Пневмогидравлическая рессора подвески транспортного средства

 

Использование: транспортные средства. Сущность изобретения: пневмогидравлическая рессора содержит рабочий цилиндр с крышкой, имеющей упор, установленный в рабочем цилиндре с образованием пневматической и гидравлической полостей, поршень с полым штоком, имеющим днище с каналом, маслосборник в виде стакана, закрепленного на днище штока с охватом через уплотнитель рабочего цилиндра, размещенный в полом штоке насос, включающий неподвижно закрепленный на днище штока корпус и установленный в нем ступенчатый плунжер, делящий полость последнего на плунжерную, сообщенную через канал в днище с маслосборником, и кольцевую полость. Одна односторонняя манжета установлена в корпусе насоса, другая - на большей ступени плунжера. Пружина сжатия установлена в плунжерной полости. 1 ил.

Изобретение относится к пневмогидравлическим подвескам транспортных средств, в частности к рессорам таких подвесок.

Известна пневмогидравлическая рессора (авт. св. 159411, B 60 G 17/04, 1963 г.), содержащая основной цилиндр, поршень с полым штоком, в котором размещена камера противодавления, связанная через соединительные трубки с кольцевой полостью между основным цилиндром и полым штоком, маслосборник с двумя уплотнениями полого штока и аксиально расположенный плунжерный насос, состоящий из полого плунжера, верхний конец которого закреплен на основном цилиндре, глухой гильзы, верхний конец которой закреплен в поршне, размещенного в гильзе подпружиненного клапана, перекрывающего осевое отверстие полого плунжера в конце хода сжатия, и трубки, соединяющей камеру сжатия глухой гильзы с основной надпоршневой полостью через обратный клапан, установленный в поршне.

Данная рессора имеет низкий технический уровень, обусловленный сложностью конструкции плунжерного насоса и невозможностью возвращения им утечек газа, накапливающихся в маслосборнике вместе с утечкой жидкости. Кроме того, при попадании газа в камеру сжатия гильзы эффективность работы насоса резко снижается, что связано с большим конечным объемом в камере сжатия гильзы. Опыт эксплуатации данных рессор на первых автосамосвалах БелАЗ-540 и 548 показал, что наличие плунжерного насоса резко снижает надежность всей рессоры. Поэтому на современных автосамосвалах БелАЗ грузоподъемностью 27 и 40 т применяют рессоры без насоса (Циперфин И.М. Казарез А.Н. Техническое обслуживание и ремонт автосамосвалов БелАЗ: Учеб. М. Высш. шк. 1982, см. с. 49. 51).

Наиболее близкими из известных технических решений являются пневмогидравлические рессоры подвески транспортного средства (авт.св. 572110, кл.F 16 F 9/06, 1972 г. или см. журнал "Автомобильная промышленность" N 6 за 1984 г.), содержащие рабочий цилиндр с крышкой, имеющей упор, установленный в рабочем цилиндре поршень с полым штоком, имеющим днище с каналом, маслосборник, выполненный в виде стакана, закрепленного на днище штока с охватом через уплотнитель рабочего цилиндра, и насос, включающий неподвижно закрепленный на днище штока корпус с размещенной в нем ступенчатой гильзой, в которой подвижно установлен ступенчатый плунжер, отделяющий в гильзе нижнюю полость, сообщенную через клапан всасывания и канал в днище с маслосборником и, через клапан нагнетания, установленный в плунжере, с гидравлической полостью цилиндра, среднюю кольцевую полость, постоянно сообщенную с гидравлической полостью цилиндра через каналы в плунжере, взаимодействующим при ходе сжатия рессоры с упором, и верхнюю кольцевую полость, постоянно соединенную через каналы в корпусе и канал в днище с маслосборником.

Данная рессора имеет низкий технический уровень, обусловленный сложностью и низкой надежностью конструкции насоса и невозможностью возвращения утечек газа вследствие большого конечного объема нижней подплунжерной полости, что снижает надежность всей рессоры.

Новый технический результат достигается тем, что пневмогидравлическая рессора подвески транспортного средства, содержащая рабочий цилиндр с крышкой, имеющей упор, установленный в рабочем цилиндре с образованием пневматической и гидравлической полостей, поршень с полым штоком, имеющим днище с каналом, маслосборник в виде стакана, закрепленного на днище штока с охватом через уплотнитель рабочего цилиндра, размещенный в полом штоке насос, включающий неподвижно закрепленный на днище штока корпус и установленный в нем ступенчатый плунжер, делящий полость последнего на плунжерную, сообщенную через канал в днище с маслосборником и кольцевую полость, снабжена двумя односторонними манжетами, одна из которых установлена в корпусе насоса, другая на большей ступени плунжера, и пружиной сжатия, установленной в плунжерной полости.

На чертеже изображена предлагаемая пневмогидравлическая рессора, продольный разрез.

Пневмогидравлическая рессора содержит рабочий цилиндр 1 с пневматической полостью 2, который сверху закрыт крышкой 3. В рабочем цилиндре 1 размещен поршень 4 с уплотнением 5 и полым штоком 6. Пневматическая полость 2 свободно сообщается с гидравлической полостью 7 через отверстие 8 в поршне 4. В поршне 4 выполнено центральное отверстие 9, в котором подвижно установлен упор 10, закрепленный в крышке 3. В средней части упора выполнен продольный паз 11, который может иметь переменное сечение для обеспечения эффективности гашения колебаний как груженого, так и не груженого автомобиля. Кольцевая полость 12, образованная поверхностями цилиндра 1 и полого штока 6, сообщается с центральным отверстием 9 через радиальный канал 13 в поршне 4. В поршне 4 установлен обратный клапан 14, сообщающий гидравлическую полость 7 с полостью канала 13. Полый шток 6 проходит через крышку 15, в которой установлена уплотнительная манжета 16, и снизу закрыт днищем 17, являющимся нижней опорой рессоры. В центре днища 17 по оси рессоры установлен насос, включающий корпус 18, размещенный в нем ступенчатый плунжер 19 и пружину сжатия 20, выполненную из пакета тарельчатых пружин, поджимающих плунжер 19 к верхней части корпуса 18. Ступенчатый плунжер 19 уплотнен к поверхности корпуса 18 двумя резиновыми односторонними манжетами 21 и 22 с манжетодержателями 23 и 24, установленными, соответственно, в корпусе 18 и на большей ступени плунжера 19. Ступенчатый плунжер 19 образует с корпусом 18 кольцевую полость 25 и плунжерную полость 26, постоянно сообщенную с маслосборником 27 через канал 28 с входным отверстием 29, выполненный в днище 17. Маслосборник 27 выполнен в виде стакана, закрепленного на днище 17 штока 8 с охватом через уплотнение 30 рабочего цилиндра 1. Снаружи рессора закрыта защитным чехлом 31.

Пневмогидравлическая рессора работает следующим образом.

В статическом положении полый шток 6 с поршнем 4 неподвижен относительно рабочего цилиндра 1, насос 18 не работает. При этом утечек жидкости и газа из кольцевой полости 12 в маслосборник 27 практически не происходит.

При движении транспортного средства по неровностям дороги происходит деформация рессоры, закрытой защитным чехлом 31. Полый шток 6 перемещается относительно уплотнительной манжеты 16 крышки 15, что приводит к утечкам через нее рабочей среды в маслосборник 27, которые далее поступают в плунжерную полость 26 по каналу 28 днища 17.

При ходе сжатия полый шток 6 входит в рабочий цилиндр 1, сжимая газ в пневматической полости 2, что упруго ограничивает ход сжатия рессоры. Жидкость из пневматической 2 и гидравлической 7 полостей, сообщенных между собой отверстием 8 в поршне 4, поступает в кольцевую полость 12 через продольный паз 11 упора 10, установленного в центральном отверстии 9 поршня 4, и радиальный канал 13, с одной стороны, и из гидравлической полости 7 в кольцевую полость 12 через обратный клапан 14, установленный в поршне 4, и радиальный канал 13, с другой стороны.

На ходе отбоя полый шток 6 с поршнем 4 выходит из рабочего цилиндра 1, что уменьшает давление в полостях 2 и 7. Жидкость из кольцевой полости 12 вытесняется только по радиальному каналу 13 и паз 11 упора 10 в полости 2 и 7, так как обратный клапан 14 закрыт, что обеспечивает необходимое демпфирование колебаний. При этом герметичность подвижного соединения поршня 4 и рабочего цилиндра 1 обеспечивается уплотнением 5.

В конце хода упор 10 взаимодействует со ступенчатым плунжером 19, сжимая пружину 20. При этом в кольцевой полости 25 насоса 18 возникает разрежение, а в маслосборнике 27 и плунжерной полости 26 давление увеличивается. Под действием перепада давлений утечки рабочей среды из плунжерной полости 26 поступают в кольцевую полость 25 через манжету 22 с манжетодержателем 24, работающую как обратный клапан. При этом часть объема рабочей среды, равная объему части меньшей ступени плунжера 19, вошедшей в корпус 18, вытесняется в маслосборник 27 по каналу 28.

При последующем ходе отбоя меньшая ступень плунжера 19 выдвигается из корпуса 18 под действием пружины 20, выдавливая утечки рабочей среды из кольцевой полости 25 в гидравлическую полость 7 через манжету 21 с манжетодержателем 23, работающую как обратный клапан. При этом плунжерная полость 26 заполняется утечками рабочей среды из маслосборника 27.

При снижении уровня жидкости в маслосборнике 27 ниже входного отверстия 29 в канал 28 в плунжерную полость 26 поступает газ. При этом, поскольку в верхнем положении плунжера 19 объем кольцевой полости 25 равен практически нулю, то насос будет эффективно возвращать утечки не только жидкости, но и газа.

Насос работает до восстановления расчетной высоты рессоры. Момент срабатывания насоса определяется оптимальной величиной хода сжатия рессоры для груженого транспортного средства. Рессора не имеет наружных потерь рабочей жидкости, так как уплотнения 30 подвижного соединения маслосборника находятся выше возможного уровня масла.

Применение данной пневмогидравлической рессоры в подвеске транспортных средств позволит существенно снизить затраты на изготовление рессоры и ее техническое обслуживание, связанное с необходимостью частой перезарядки рабочих полостей рессоры, увеличить коэффициент использования парка из-за сокращения времени на техническое обслуживание автомобиля, повысить плавность хода вследствие более высокой стабильности упругих характеристик рессоры, что в итоге приведет к увеличению средних скоростей и производительности автомобиля.

Формула изобретения

Пневмогидравлическая рессора подвески транспортного средства, содержащая рабочий цилиндр с крышкой, имеющей упор, установленный в рабочем цилиндре с образованием пневматической и гидравлической полостей поршень с полым штоком, имеющим днище с накалом, маслосборник в виде стакана, закрепленного на днище штока с охватом через уплотнитель рабочего цилиндра, размещенный в полом штоке насос, включающий неподвижно закрепленный на днище штока корпус и установленный в нем ступенчатый плунжер, делящий полость последнего на плунжерную, сообщенную через канал в днище с маслосборником, и кольцевую полость, отличающаяся тем, что она снабжена двумя односторонними манжетами, одна из которых установлена в корпусе насоса, другая на большей степени плунжера, и пружиной сжатия, установленной в плунжерной полости.