Пневматическая подвеска

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к амортизационным устройствам с использованием газа в камере с эластичной стенкой. Пневматическая подвеска содержит резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку. На перегородке жестко закреплен цилиндр с центральным осевым отверстием и с радиально расположенными перепускными отверстиями. Внутри полости цилиндра установлен запорный клапан в виде поршня. В нижней части цилиндра установлена обмотка электромагнита, закрытая снизу торцовой крышкой цилиндра и подключенная к системе управления клапаном, запорный клапан в виде поршня имеет с одной стороны направляющий магнитопроводящий сердечник и снабжен возвратной пружиной, помещенной внутри обмотки электромагнита. Поршень выполнен полым и имеет центральное сквозное отверстие и симметричные отверстия в нижней стенке поршня. Система управления клапаном содержит преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блок управления силовым ключом, силовой ключ для подключения обмотки электромагнита к источнику питания, причем преобразователь перемещения объекта соединен с формирователем сигнала скорости объекта, который соединен с блоком управления силовым ключом, его выход соединен с управляющим входом силового ключа. Повышаются демпфирующие свойства пневматической подвески. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к амортизационным устройствам с использованием газа в камере с эластичной стенкой.

Известно устройство для осуществления гашения вертикальных колебаний транспортных средств, описанное в а.с. №261926, М.кл. B60G 11/26, содержащее резинокордную оболочку с крышкой, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку с калиброванными отверстиями и клапанное устройство в виде свободно висящей на перегородке диафрагмы, перекрывающей перепускные отверстия на ходе отбоя.

К основным недостаткам устройства относится то, что при вынужденных колебаниях амортизированного объекта с большими амплитудами происходит смещение его среднего положения вниз относительно исходного вследствие постоянного аккумулирования энергии сжатого газа в дополнительной емкости в начале каждого хода сжатия, что приводит к уменьшению динамического хода подвески и снижению эффективности гашения колебаний.

Известно также устройство пневматической подвески, описанное в а.с. №842295, М.кл. F16F 9/04 (прототип), содержащее резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку, на которой жестко закреплено клапанное цилиндрическое устройство со штоком. Клапанное устройство приводится в действие штоком при непосредственном воздействии на него крышки, жестко перемещающейся вместе с амортизируемым объектом. В перегородке расположено калиброванное отверстие для перетекания газа в процессе работы. Основной и дополнительный упругие элементы пневматической подвески установлены между подрессоренной и неподрессоренной массами амортизируемого объекта.

Основным недостатком устройства является низкая эффективность диссипации энергии колебаний объекта из-за инерционности механического клапанного устройства, приводимого в действие штоком, перемещающимся вместе с амортизируемым объектом. Клапанное устройство в известной пневматической подвеске обеспечивает коммутацию объемов в емкостях пневматической подвески в начале каждого хода отбоя с запаздыванием, что ведет к наличию зон нечувствительности. Таким образом, время начала коммутации объемов происходит с задержкой в начале каждого хода отбоя. Так как главной движущей силой производства энтропии в пневматической подвеске, а следовательно, и диссипации энергии, является разность термодинамических потенциалов газов в объемах пневматической подвески, отнесенных к их абсолютным температурам, то клапанное устройство должно осуществлять кратковременную коммутацию объемов с целью быстрого обращения разности термодинамических потенциалов в производство энтропии и в диссипацию энергии колебаний амортизируемого объекта.

При высокочастотных колебаниях амортизируемого объекта около статического положения клапанное устройство должно быть отключено и объемы пневматической подвески постоянно соединены, что в прототипе осуществить невозможно. При ударных воздействиях на амортизируемый объект из-за инерционности клапанного устройства происходит проскальзывание штока относительно клапана, что также ведет к наличию зон нечувствительности.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение демпфирующих свойств пневматической подвески.

Поставленная задача достигается тем, что в известной пневматической подвеске, содержащей резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку, на которой жестко закреплен цилиндр с центральным осевым отверстием и с радиально расположенными перепускными отверстиями, внутри полости цилиндра установлен запорный клапан в виде поршня, согласно изобретению, в нижней части цилиндра установлена обмотка электромагнита, закрытая снизу торцевой крышкой цилиндра и подключенная к системе управления клапаном, запорный клапан в виде поршня имеет с одной стороны направляющий магнитопроводящий сердечник и снабжен возвратной пружиной, помещенной внутри обмотки электромагнита, причем поршень выполнен полым и имеет центральное сквозное отверстие и симметричные отверстия в нижней стенке поршня.

Система управления клапаном содержит преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блок управления силовым ключом, силовой ключ для подключения обмотки электромагнита к источнику питания, причем преобразователь перемещения объекта соединен с формирователем сигнала скорости объекта, который соединен с блоком управления силовым ключом, его выход соединен с управляющим входом силового ключа.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где

- на фиг.1 представлена предложенная пневматическая подвеска;

- на фиг.2 представлен электродинамический клапан;

- на фиг.3 приведена структурная схема системы управления клапаном.

Пневматическая подвеска содержит резинокордную оболочку 1 с крышкой 2, образующие основную рабочую полость 3, дополнительную емкость 4, расположенную между ними перегородку 5 с клапанным устройством 6 и систему управления клапаном 7.

Клапанное устройство включает направляющий цилиндр 8, установленный внутри его полости с возможностью возвратно-поступательного перемещения запорный клапан 9 в виде поршня, имеющий с одной стороны направляющий магнитопроводящий сердечник 10, снабженный возвратной пружиной 11, и крышку 12 клапанного устройства. В верхней части цилиндра 8 выполнено центральное осевое отверстие 13. Внизу цилиндра установлена обмотка 14 электромагнита импульсного втяжного действия. В стенке цилиндра 8 выполнены перепускные радиальные отверстия 15, расположенные в одной плоскости и перекрываемые запорным клапаном 9 на ходе отбоя, а также вместе с центральным осевым отверстием 13 соединяющие на ходе сжатия основную рабочую полость 3 пневматической подвески с дополнительной полостью 4. Поршень запорного клапана выполнен полым и снабжен отверстиями 16 и 17 для перетечек газа из внутренних полостей клапанного устройства и устранения «пружинящего» эффекта.

Система управления клапаном содержит преобразователь перемещения 18 объекта, формирователь 19 сигнала скорости объекта, блок управления 20 силовым ключом, силовой ключ 21 для подключения обмотки электромагнита 14 к источнику питания, причем преобразователь перемещения 18 объекта соединен с формирователем сигнала скорости 19 объекта, который соединен с блоком управления 20 силовым ключом, а выход блока 20 соединен с управляющим входом силового ключа 21.

Пневматическая подвеска работает следующим образом.

На ходе сжатия пневматической подвески давление в рабочей 3 и дополнительной 4 емкостях изменяется одинаково, т.к. поршень 9 под действием электромагнита 14 находится в нижнем положении, и емкости 3 и 4 сообщаются посредством отверстий 13 и 15. Дополнительная емкость 4 полностью включена в работу.

В начале хода отбоя система управления 7 отключает электромагнит 14 и под действием возвратной пружины 11 поршень 9 занимает верхнее положение и перекрывает отверстия 15. Часть массы газа из рабочей емкости 3 аккумулируется в дополнительной емкости 4, которая полностью выключается из работы, а давление в рабочей емкости 3 быстро уменьшается.

В начале очередного хода сжатия система управления 7 включает электромагнит 14 и поршень 9, сжимая пружину 11, занимает нижнее положение и открывает радиальные отверстия 15. При этом газ перетекает из емкости 4 с более высоким давлением в емкость 3 и давление газа в емкостях 3 и 4 выравнивается. Далее процесс повторяется.

Таким образом, клапанное устройство обеспечивает быстрое выравнивание давлений в емкостях пневматической подвески в самом начале очередного хода сжатия, что исключает аккумулирование энергии в дополнительной емкости, а следовательно, смещение амортизированного объекта вниз при его вынужденных колебаниях, увеличивает динамический ход подвески и снижает вероятность ее пробоя (жестких ударов).

Использование предлагаемой пневматической подвески позволяет повысить эффективность и надежность работы амортизированных устройств, в частности в транспортных средствах, повышает плавность хода, улучшает условия работы экипажа и обеспечивает требуемую сохранность спецгрузов при транспортировке.

1. Пневматическая подвеска, содержащая резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку, на которой жестко закреплен цилиндр с центральным осевым отверстием и с радиально расположенными перепускными отверстиями, внутри полости цилиндра установлен запорный клапан в виде поршня, отличающаяся тем, что в нижней части цилиндра установлена обмотка электромагнита, закрытая снизу торцевой крышкой цилиндра и подключенная к системе управления клапаном, запорный клапан в виде поршня имеет с одной стороны направляющий магнитопроводящий сердечник и снабжен возвратной пружиной, помещенной внутри обмотки электромагнита, причем поршень выполнен полым и имеет центральное сквозное отверстие и симметричные отверстия в нижней стенке поршня.

2. Пневматическая подвеска по п.1, отличающаяся тем, что система управления клапаном содержит преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блок управления силовым ключом, силовой ключ для подключения обмотки электромагнита к источнику питания, причем преобразователь перемещения объекта соединен с формирователем сигнала скорости объекта, который соединен с блоком управления силовым ключом, его выход соединен с управляющим входом силового ключа.