Пневматический упругий элемент

Изобретение относится к амортизационным устройствам, в частности с использованием газа в камерах с эластичными стенками. Упругий элемент содержит резинокордную оболочку, рабочую и дополнительную емкости и расположенную между ними перегородку с калиброванным отверстием и с отверстиями, перекрываемыми свободно лежащей диафрагмой при ходе отдачи. Рабочая и дополнительная емкости заключены в нижний цилиндрический стакан с отверстием на верхнем торце стакана. На верхнем торце дополнительной емкости соосно последней установлен вспомогательный упругий элемент, содержащий вспомогательную резинокордную оболочку, вспомогательные рабочую и дополнительную емкости и расположенную между ними вспомогательную перегородку с калиброванным отверстием и с отверстиями, перекрываемыми свободно висящей диафрагмой при ходе сжатия. Вспомогательная рабочая емкость помещена в верхний цилиндрический стакан, жестко закрепленный на верхнем торце нижнего цилиндрического стакана. Вспомогательная дополнительная емкость расположена в отверстии верхнего торца нижнего цилиндрического стакана. Достигается увеличение демпфирующих свойств пневматического упругого элемента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к амортизационным устройствам, в частности, с использованием газа в камерах с эластичными стенками.

Известно устройство пневматической подвески, описанное в а.с. №842295, М.кл. F16F 9/04, содержащее резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную емкость, установленную соосно и внутри основной рабочей полости, 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 нестабильность демпфирующих свойств подвески и низкая эффективность диссипации энергии колебаний объекта.

Известен также пневматический упругий элемент (А.с. №261926, М.Кл. F16F 9/04) (прототип), содержащий рабочий и дополнительный объемы, образованные внешним и внутренним цилиндрическими стаканами, резинокордной оболочкой и перегородкой на торце внутреннего стакана, снабженной обратным клапаном с диафрагмой и калиброванным отверстием.

Основным недостатком устройства является резкое падение демпфирующих свойств при высокочастотных составляющих внешнего воздействия, сопровождаемых, как правило, малыми амплитудами, а также низкая эффективность диссипации энергии колебаний амортизируемого объекта, обеспечиваемая пневматическим упругим элементом.

Задача изобретения состоит в увеличении демпфирующих свойств пневматического упругого элемента.

Поставленная задача достигается тем, что в известном пневматическом упругом элементе, содержащем резинокордную оболочку, рабочую и дополнительную емкости и расположенную между ними перегородку с калиброванным отверстием и с отверстиями, перекрываемыми свободно лежащей диафрагмой при ходе отдачи, согласно изобретению рабочая и дополнительная емкости заключены в нижний цилиндрический стакан с отверстием на верхнем торце стакана, а на верхнем торце дополнительной емкости соосно последней установлен вспомогательный упругий элемент, содержащий вспомогательную резинокордную оболочку, вспомогательные рабочую и дополнительную емкости и расположенную между ними вспомогательную перегородку с калиброванным отверстием и с отверстиями, перекрываемыми свободно висящей диафрагмой при ходе сжатия, кроме того, вспомогательная рабочая емкость помещена в верхний цилиндрический стакан, жестко закрепленный на верхнем торце нижнего цилиндрического стакана, причем вспомогательная дополнительная емкость расположена в отверстии верхнего торца нижнего цилиндрического стакана. Дополнительная емкость жестко соединена своим верхним торцом с основанием вспомогательной дополнительной емкости и со стойками, проходящими через направляющие отверстия верхнего торца нижнего цилиндрического стакана и связывающими амортизируемый объект с пневматическим упругим элементом.

Предлагаемый пневматический упругий элемент является составным и включает в себя два упругих элемента, усилия которых направлены в противоположные стороны, а на амортизируемый объект действует суммарное усилие этих элементов. При этом каждый элемент снабжен своим демпфирующим устройством, состоящим из калиброванного отверстия и обратного клапана с диафрагмой. При совместной работе двух элементов, каждый из которых имеет свою рабочую характеристику, их демпфирующие свойства усиливаются, вследствие чего увеличиваются и демпфирующие свойства в целом всего устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где

- на фиг.1 представлена конструктивная схема предлагаемого пневматического упругого элемента;

- на фиг.2 показана его рабочая упругодемпфирующая характеристика.

Пневматический упругий элемент (Фиг.1) содержит резинокордную оболочку 1, рабочую 2 и дополнительную 3 емкости, расположенную между ними перегородку 4 с калиброванным отверстием 5 и с отверстиями 6, перекрываемыми свободно лежащей диафрагмой 7 при ходе отдачи, образующими обратный клапан 8. Рабочая 2 и дополнительная 3 емкости образуют основной упругий элемент 9 и заключены в нижний цилиндрический стакан 10 с отверстием 11 на верхнем торце 12 стакана, а на верхнем торце 13 дополнительной емкости 3 соосно последней установлен вспомогательный упругий элемент 14, содержащий вспомогательную резинокордную оболочку 15, вспомогательную рабочую емкость 16, вспомогательную дополнительную емкость 17 и расположенную между ними вспомогательную перегородку 18 с калиброванным отверстием 19 и с отверстиями 20, перекрываемыми свободно висящей диафрагмой 21 при ходе сжатия, образующими обратный клапан 22. Вспомогательная рабочая емкость 16 помещена в верхний цилиндрический стакан 23, жестко закрепленный на верхнем торце 12 нижнего цилиндрического стакана 10, причем вспомогательная дополнительная емкость 17 расположена в отверстии 11 верхнего торца 12 нижнего цилиндрического стакана 10.

Дополнительная емкость 3 жестко соединена своим верхним торцом 13 с основанием 24 вспомогательной дополнительной емкости 17 и со стойками 25, проходящими через направляющие отверстия 26 верхнего торца 12 нижнего цилиндрического стакана 10 и связывающими амортизируемый объект с пневматическим упругим элементом.

Предлагаемый пневматический упругий элемент является составным и включает в себя два упругих элемента: основной упругий элемент 9 с рабочей емкостью 2 и дополнительной емкостью 3 и вспомогательный упругий элемент 14 с вспомогательной рабочей емкостью 16 и вспомогательной дополнительной емкостью 17. Оба упругих элемента связаны друг с другом за счет жесткого соединения верхнего торца 13 дополнительной емкости 3 с основанием 24 вспомогательной дополнительной емкости 17. В свою очередь, каждый упругий элемент снабжен своим демпфирующим устройством, состоящим из своего обратного клапана и калиброванного отверстия. При этом усилия от основного и вспомогательного упругих элементов направлены в противоположные стороны.

Пневматический упругий элемент работает следующим образом. При перемещении амортизируемого объекта вниз в процессе его колебательного движения осуществляется ход сжатия для основного упругого элемента 9, давление в его емкостях 2 и 3 изменяется одинаково в силу подбора величины отверстий 6. Одновременно происходит ход отбоя для вспомогательного упругого элемента 14, его диафрагма 21 под действием разности давлений в емкостях 16 и 17 прилегает к перегородке 18, перекрывая отверстия 20. Вспомогательный упругий элемент 14 работает лишь с объемом полости 16, в которую поступает воздух из полости 17 через калиброванное отверстие 19.

При перемещении амортизируемого объекта вверх в процессе его колебательного движения осуществляется ход отбоя для основного упругого элемента 9, его диафрагма 7 под действием разности давлений в емкостях 2 и 3 прилегает к перегородке 4, перекрывая отверстия 6. Основной упругий элемент 9 работает лишь с объемом емкости 2, в которую поступает воздух из емкости 3 через калиброванное отверстие 5. Одновременно происходит ход сжатия для вспомогательного упругого элемента 14, в начале хода сжатия в определенный момент времени, зависящий от величины калиброванного отверстия 19, давление между емкостями 16 и 17 выравнивается, диафрагма 21 открывает отверстия 20, давление в его емкостях 16 и 17 изменяется одинаково в силу подбора величины отверстий 20.

При следующем перемещении вниз амортизируемого объекта в начале хода сжатия в основном упругом элементе 9 в определенный момент времени, зависящий от величины калиброванного отверстия 5, давление между емкостями 2 и 3 выравнивается, диафрагма 7 открывает отверстия 6 и основной упругий элемент 9 вновь работает с емкостями 2 и 3 одновременно, а для вспомогательного упругого элемента 14 происходит ход отбоя и он работает лишь с емкостью 16.

Формирование рабочей характеристики пневматического упругого элемента показано на фиг.2, направления - сжатие и отбой указаны для основного упругого элемента. Штриховыми линиями "а-б-в" изображена рабочая характеристика основного упругого элемента, а штриховыми линиями "г-д-в" - рабочая характеристика вспомогательного упругого элемента. Рабочая характеристика всего пневматического упругого элемента изображена кривой "ж-з-и-к" и представляет собой кривую изменения суммарного усилия, развиваемого основным и вспомогательным упругими элементами. Общая величина поглощенной энергии в пневматическом упругом элементе за период колебаний амортизированного объекта равна сумме поглощенных энергий в основном и вспомогательном упругих элементах. Кривая "л-м-н" изображает рабочую характеристику пневматического упругого элемента без демпфирующих устройств в упругих элементах. Отрезок "ОМ" в масштабе соответствует весу Q амортизированного объекта.

Видно, что с помощью двух встречно работающих упругих элементов значительно увеличиваются демпфирующие свойства предлагаемого пневматического упругого элемента. Важно отметить, что эти демпфирующие свойства увеличиваются с увеличением сил противодействия основного и вспомогательного упругих элементов.

1. Пневматический упругий элемент, содержащий резинокордную оболочку, рабочую и дополнительную емкости и расположенную между ними перегородку с калиброванным отверстием и с отверстиями, перекрываемыми свободно лежащей диафрагмой при ходе отдачи, отличающийся тем, что рабочая и дополнительная емкости заключены в нижний цилиндрический стакан с отверстием на верхнем торце стакана, а на верхнем торце дополнительной емкости соосно последней установлен вспомогательный упругий элемент, содержащий вспомогательную резинокордную оболочку, вспомогательные рабочую и дополнительную емкости и расположенную между ними вспомогательную перегородку с калиброванным отверстием и с отверстиями, перекрываемыми свободно висящей диафрагмой при ходе сжатия, вспомогательная рабочая емкость помещена в верхний цилиндрический стакан, жестко закрепленный на верхнем торце нижнего цилиндрического стакана, а вспомогательная дополнительная емкость расположена в отверстии верхнего торца нижнего цилиндрического стакана.

2. Пневматический упругий элемент по п.1, отличающийся тем, что дополнительная емкость жестко соединена своим верхним торцом с основанием вспомогательной дополнительной емкости и со стойками, проходящими через направляющие отверстия верхнего торца нижнего цилиндрического стакана и связывающими амортизируемый объект с пневматическим упругим элементом.