Пневмогидравлическая рессора

 

Изобретение относится к пневмогидравлическим рессорам, предназначенным для подрессоривания большегрузных транспортных средств. Пневмогидравлическая рессора содержит основной цилиндр с крышкой, поршень с полым штоком, образующие кольцевую полость, соединенную с полостью полого штока через отверстие в поршне, с клапаном максимального хода отдачи. В стенке полого штока выполнены радиальные отверстия, в одном из которых установлен дроссель, а в другом - обратный клапан, сообщающие кольцевую полость с полостью полого штока и перекрываемые посредством крышки в конце хода отдачи, образуя в кольцевой полости полость пониженного давления на ходе сжатия и создавая перепад давления. Уплотнение полого штока выполнено в виде манжеты одностороннего действия. В сжатом состоянии рессоры уровень жидкости в ней находится выше поршня. Пневмогидравлическая рессора обеспечивает как упругодемпфирующие свойства, так и автоматическое возвращение утечек. 1 ил.

Изобретение относится к пневмогидравлическим рессорам, предназначенным для подрессоривания транспортных средств, преимущественно большегрузных автосамосвалов.

Известна пневмогидравлическая рессора подвески транспортного средства (патент РФ 2055752, F 16 F 5/00, 1996), 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 подпружиненный посредством пружины сжатия ступенчатый плунжер, делящий полость последнего на плунжерную, сообщенную через канал в днище с маслосборником, и кольцевую полость, сообщенную с гидравлической полостью цилиндра через одностороннюю манжету, установленную в корпусе насоса, и сообщенную с плунжерной полостью через одностороннюю манжету, установленную на большей ступени плунжера, и демпфирующую систему, включающую продольный паз на упоре и каналы в поршне с обратным клапаном. В этой рессоре в сжатом положении уровень жидкости в цилиндре выше поршня.

Данная рессора имеет низкий технический уровень, обусловленный повышенной ее металлоемкостью из-за наличия маслосборника больших габаритов, сложностью насоса и демпфирующей системы.

Наиболее близкой из известных технических решений является пневмогидравлическая рессора (а.с. 1441099, F 16 F 5/00, 1988), содержащая основной цилиндр с крышкой, поршень с полым штоком, образующие кольцевую полость, соединенную с полостью штока через две соединительные трубки и выполненные в поршне три отверстия с установленным в них обратным клапаном, дросселем и клапаном максимального хода отдачи, и устройство для возращения утечек рабочей среды из маслосборника в основной цилиндр, выполненное в виде установленного в кольцевой полости подпружиненного посредством пружин кольцевого клапана, упора, ограничивающего перемещение кольцевого клапана и обратного клапана с трубкой, установленных в крышке. В этой рессоре в сжатом положении уровень жидкости в полости штока ниже поршня.

Данная рессора имеет низкий технический уровень, обусловленный сложностью конструкции устройства для возвращения утечек, а также относительной сложностью демпфирующей системы из-за наличия двух соединительных трубок.

В этой связи важнейшей технической задачей является создание новой пневмогидравлической рессоры с простым и компактным устройством возвращения утечек рабочей среды из маслосборника в основной цилиндр, образованным в основном конструкцией самой рессоры, в которую введены манжета полого штока, работающая как обратный клапан, трубка, охватывающая полый шток, и новая демпфирующая система, образованная выполненными в полом штоке ниже поршня радиальными отверстиями с дросселем и обратным клапаном, обеспечивающие автоматический режим возвращения утечек на ходе сжатия от максимально растянутого положения рессоры при одновременном выполнении рессорой своих основных функций.

Техническим результатом заявленной пневмогидравлической рессоры является создание новой рессоры, обеспечивающей как упругодемпфирующие свойства, так и автоматическое возвращение утечек в ее рабочие полости за счет новой компоновки при одновременном упрощении конструкции и повышении уровня надежности.

Новый технический результат достигается тем, что в пневмогидравлической рессоре, содержащей основной цилиндр с крышкой, поршень с полым штоком, образующие кольцевую полость, соединенную с полостью полого штока через дроссель и обратный клапан, а также через отверстие в поршне с клапаном максимального хода отдачи, и устройство для возвращения утечек рабочей среды из маслосборника в основной цилиндр, в стенке полого штока выполнены радиальные отверстия, в одном из которых установлен дроссель, а в другом - обратный клапан, сообщающие кольцевую полость с полостью штока и перекрываемые посредством крышки в конце хода отдачи, образуя в кольцевой полости полость пониженного давления на ходе сжатия и создавая перепад давления на крышке между маслосборником и кольцевой полостью в устройстве для возвращения утечек, в котором уплотнение полого штока выполнено в виде манжеты одностороннего действия, установленной в крышке и соединяющей маслосборник с кольцевой полостью посредством трубки, охватывающей полый шток, причем в сжатом состоянии рессоры уровень жидкости в ней находится выше поршня.

Благодаря тому, что в пневмогидравлической рессоре радиальные отверстия выполнены в стенках полого штока ниже поршня, в одном из которых установлен дроссель, а в другом - обратный клапан, сообщающие кольцевую полость с полостью штока, и они перекрываются посредством крышки в конце хода отдачи, а уплотнение полого штока выполнено в виде манжеты одностороннего действия, установленной в крышке и соединяющей маслосборник с кольцевой полостью посредством трубки, охватывающей полый шток, обеспечивается образование в кольцевой полости пониженного давления на ходе сжатия и перепад давлений на крышке между маслосборником и кольцевой полостью в устройстве для возвращения утечек. Таким образом, устройство для возвращения утечек в основном образовано новой компоновкой самой рессоры, что упрощает ее конструкцию в целом и повышает уровень надежности.

Вследствие того, что уплотнение полого штока выполнено в виде манжеты одностороннего действия, обеспечивается ее работа как уплотнения полого штока, так и обратного клапана при откачке утечек из маслосборника в кольцевую полость рессоры.

Установкой в крышке под уплотнением полого штока трубки, охватывающей полый шток, обеспечивается образование кольцевого канала для возвращения из маслосборника утечек жидкости и газа, а также сохранение в маслосборнике части жидкости, что необходимо для смазки уплотнения маслосборника.

Благодаря тому, что в сжатом состоянии рессоры уровень жидкости в ней находится выше поршня, упрощается конструктивное сообщение полостей рессоры и обеспечивается надежная работа ее демпфирующей системы из-за улучшения условий заполнения жидкостью кольцевой полости.

Приведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого решения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого решения по совокупности признаков, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

На чертеже изображена предлагаемая пневмогидравлическая рессора, продольный разрез.

Пневмогидравлическая рессора содержит основной цилиндр 1 с крышкой 2 и поршень 3 с полым штоком 4, образующие надпоршневую полость 5 и кольцевую полость 6. Надпоршневая полость 5 соединена со штоковой полостью 7 через центральное отверстие 8 в поршне 3. Кольцевая полость 6 соединена с надпоршневой полость 5 через отверстие 9 в поршне 3 с установленным в нем клапаном максимального хода отдачи 10, а со штоковой полостью 7 - через радиальные отверстия 11 и 12 в стенке полого штока 4, в одном из которых установлен дроссель 13, а в другом - обратный клапан 14.

Радиальные отверстия 11 и 12 расположены ниже нижнего торца поршня 3 и перекрываются в конце хода отдачи направляющей буксой 15 крышки 2 для образования при последующем ходе сжатия в кольцевой полости 6 пониженного давления и создания перепада давлений на крышке 2 между маслосборником 16 и кольцевой полостью 6, что является необходимым для того, чтобы рессора выполняла функции устройства возвращения утечек.

Ниже направляющей буксы 15 в крышке 2 установлены основное уплотнение 17 полого штока 4, выполненное в виде резиновой манжеты 17 с манжетодержателем 18 и опорной шайбой 19, и трубка 20, охватывающая полый шток 4 и опущенная в маслосборник 16, имеющий уплотнение 21 полого штока 4.

Основное уплотнение 17 выполнено в виде манжеты одностороннего действия, что необходимо для обеспечения ее работы как основного уплотнения подвижного соединения в основных режимах работы рессоры, так и обратного клапана устройства возвращения утечек в режиме откачки жидкости и газа из маслосборника 16 в кольцевую полость 6.

Трубка 20, охватывая полый шток 4, образует кольцевой всасывающий канал устройства возвращения утечек, а также обеспечивает сохранение в маслосборнике 16 части жидкости для смазки уплотнения 21.

Кольцевая 6 и штоковая 7 полости заполнены жидкостью полностью, а надпоршневая полость 5 заполнена жидкостью и газом, причем в сжатом состоянии рессоры уровень жидкости в ней находится выше поршня 3. Последнее упрощает конструктивное сообщение полостей и обеспечивает надежную работу как демпфирующей системы рессоры из-за улучшения условий заполнения жидкостью кольцевой полости, так и работоспособность устройства возвращения утечек.

Конструкция данной рессоры обеспечивает одновременное выполнение упругодемпфирующих функций обычных пневмогидравлических рессор и функций устройства возвращения утечек.

Предлагаемая пневмогидравлическая рессора подвески транспортного средства работает следующим образом.

При движении транспортного средства происходит перемещение полого штока 4 относительно крышки 2 с уплотнением 17, что приводит к утечкам через него жидкости и газа, которые накапливаются в маслосборнике 16, т.к. задерживаются уплотнением 21. Это приводит к изменению упругих характеристик пневмогидравлической рессоры.

На ходе сжатия рессоры, т.е. когда полый шток 4 с поршнем 3 входит в основной цилиндр 1, жидкость из надпоршневой полости 5 перетекает в штоковую полость 7 через центральное отверстие 8 в поршне 3 и далее в кольцевую полость 6 через дроссель 13 и обратный клапан 14, что вызывает сжатие газа в надпоршневой полости 5.

На ходе отдачи, т.е. когда полый шток 4 с поршнем 3 выходит из основного цилиндра 1, давление газа в надпоршневой полости 5 понижается и жидкость из кольцевой полости 6 вытесняется в штоковую полость 7 через дроссель 13. Если скорость хода отдачи мала, то жидкость течет только через дроссель 13, а клапан максимального хода отдачи 10, установленный в отверстии 9, закрыт. При высокочастотных колебаниях и перемещениях с большой скоростью клапан 10 выполняет функцию разгрузочного клапана хода отдачи, перепуская часть жидкости в надпоршневую полость 5.

При больших перемещениях, близких к максимальному ходу отдачи, радиальные отверстия 11 и 12 перекрываются направляющей буксой 15 и жидкость из кольцевой полости 6 перетекает в надпоршневую полость 5 через клапан максимального хода отдачи 10, выполняющего теперь уже функции демпфера максимального хода отдачи. При последующее после этого части хода сжатия до момента открытия радиальных отверстий 11 и 12 в кольцевой полости 6 образуется полость пониженного давления и перепад давлений на крышке 2, под действием которого жидкость и газ из маслосборника 16 отсасываются в кольцевую полость 6 через трубку 20 и манжету 17 с манжетодержателем 18 и опорной шайбой 19, работающей как обратный клапан.

В результате, данная рессора одновременно обеспечивает как упругодемпфирующие свойства, так и возвращение утечек, что достигнуто за счет новой ее компоновки при одновременном упрощении конструкции и повышения уровня надежности.

Таким образом, вышеизложенное свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: - пневмогидравлическая рессора, воплощающая заявленное изобретение при его осуществлении, предназначена для применения в подвеске транспортных средств и одновременно обеспечивает как упругодемпфирующие свойства, так и возвращение утечек, что повышает уровень ее надежности; - для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления в соответствии с описанием и прилагаемым чертежом; - пневмогидравлическая рессора, воплощающая заявленное изобретение при его осуществлении, способна обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Формула изобретения

Пневмогидравлическая рессора, содержащая основной цилиндр с крышкой, поршень с полым штоком, образующие кольцевую полость, соединенную с полостью штока через дроссель и обратный клапан, а также через отверстие в поршне с клапаном максимального хода отдачи, и устройство для возвращения утечек рабочей среды из маслосборника в основной цилиндр, отличающаяся тем, что в стенке полого штока выполнены радиальные отверстия, в одном из которых установлен дроссель, а в другом обратный клапан, сообщающие кольцевую полость с полостью штока и перекрываемые посредством крышки в конце хода отдачи, образуя в кольцевой полости полость пониженного давления на ходе сжатия и создавая перепад давления на крышке между маслосборником и кольцевой полостью в устройстве для возвращения утечек, в котором уплотнение полого штока выполнено в виде манжеты одностороннего действия, установленной в крышке и соединяющей маслосборник с кольцевой полостью посредством трубки, охватывающей полый шток, причем в сжатом состоянии рессоры уровень жидкости в ней находится выше поршня.

РИСУНКИ

Рисунок 1