Пневматическая подвеска



Пневматическая подвеска
Пневматическая подвеска
Пневматическая подвеска

 


Владельцы патента RU 2424123:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к амортизационным устройствам для гашения вертикальных колебаний транспортных средств. Пневматическая подвеска содержит резинокордную оболочку (1), расположенную в обойме (2) с крышкой (3). Внутренний полый плунжер (4) выполнен в виде цилиндра и разделен полым поршнем (6) на две полости (7) и (8). Поршень (6) имеет по внешнему краю центрирующие ролики (9). Шток (11) поршня (6) жестко закреплен на крышке (3) основного упругого элемента. Внутри полости (7) размещена вторая резинокордная оболочка (12), верхние края которой закреплены на крышке (13) плунжера (4), а нижние - на поршне (6). Обойма (2) имеет по нижнему внутреннему краю центрирующие ролики (14). Штоковая полость (7) через радиальные (16) и осевые (17) каналы штока (11), через гибкий трубопровод (18) и электропневмоклапан (19) соединяется или с ресивером (20) транспортного средства, или с атмосферой. Подпоршневая полость (8) сообщается через отверстие (21) в днище внутреннего плунжера (4) с атмосферой. Достигается стабилизация демпфирующих свойств и повышение ресурса подвески. 3 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к амортизационным устройствам для гашения вертикальных колебаний транспортных средств с использованием газа в камере с эластичной стенкой.

Известно устройство пневматической подвески, описанное в а.с. №968536, 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. В перегородке расположены калиброванное отверстие и предохранительный клапан 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 гашения колебаний при работе из-за того, что в гашении колебаний и в созданий упругой составляющей подвески участвует масса газа (воздуха) в основной рабочей полости, часть которой то отводится в процессе хода отбоя, то возвращается на ходе сжатия. Такое перетекание газа из основного упругого элемента подвески в дополнительный упругий элемент и наоборот приводит к нагреву рабочей среды подвески, что ведет к изменению термодинамических параметров газа, а следовательно, к ухудшению демпфирующих свойств подвески.

Также недостатком устройства является то, что пневматический упругий элемент не обеспечивает регулирование упругодемпфирующей характеристики при воздействии любых внешних сил переменной частоты и амплитуды.

Известно устройство пневматической подвески, описанное в а.с. №2304523, М.кл. F16F 9/05, B60G 15/12 (прототип), содержащее установленный между подрессоренной и неподрессоренной массами основной упругий элемент, и соосно установленный внутри него дополнительный упругий элемент. Дополнительный упругий элемент выполнен в виде полого плунжера, который разделен поршнем на две полости, при этом штоковая полость плунжера соединена воздушным каналом через электропневмоклапан, управляемый с помощью датчика скорости и коммутирующего устройства, для подвода массы газа в начале каждого хода отбоя - с ресивером, а для отвода этой массы газа в начале каждого хода сжатия - с атмосферой, а вторая полость плунжера через отверстие в днище внутреннего плунжера также соединена с атмосферой. Шток поршня укреплен в крышке основного упругого элемента.

Основным недостатком устройства является нестабильность демпфирующих свойств подвески и ее характеристик при длительной работе из-за трения поршня с уплотнением о стенки плунжера и сопутствующего ему нагрева устройства, износа уплотнения, что ведет также к снижению ресурса работы пневматической подвески. При работе пневматической подвески происходит утечка газа из штоковой полости плунжера через уплотнение поршня в подпоршневую полость, особенно при изношенном уплотнении или при перекосах обоймы основного упругого элемента относительно плунжера, что снижает демпфирующие свойства подвески.

Задачей предлагаемого изобретения является стабилизация демпфирующих свойств подвески и ее характеристик при длительной работе, повышение ресурса работы пневматической подвески.

Поставленная задача достигается тем, что в пневматической подвеске, содержащей установленный между подрессоренной и неподрессоренной массами основной упругий элемент, содержащий обойму и резинокордную оболочку, и соосно установленный внутри него дополнительный упругий элемент в виде полого плунжера, который разделен поршнем на две полости, при этом штоковая полость плунжера соединена воздушным каналом через электропневмоклапан, управляемый с помощью датчика скорости и коммутирующего устройства, для подвода массы газа в начале каждого хода отбоя - с ресивером, а для отвода этой массы газа в начале каждого хода сжатия - с атмосферой, а вторая полость плунжера через отверстие в днище внутреннего плунжера также соединена с атмосферой, причем шток поршня, содержащий воздушный канал, укреплен в крышке основного упругого элемента, согласно изобретению поршень выполнен в виде полого цилиндра, имеющего на внешнем крае центрирующие ролики, соприкасающиеся с внутренней поверхностью плунжера, внутри штоковой полости плунжера размещена вторая резинокордная оболочка, верхние края которой закреплены на крышке плунжера и нижние края - на поршне, а обойма имеет по нижнему внутреннему краю центрирующие ролики, соприкасающиеся с внешней поверхностью плунжера.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

- на фиг.1 представлена предложенная пневматическая подвеска;

- на фиг.2 представлен поперечный разрез А-А на фиг.1;

- на фиг.3 приведены упругодемпфирующие характеристики пневматической подвески.

Пневматическая подвеска содержит резинокордную оболочку (РКО) 1, расположенную в обойме 2 с крышкой 3, и внутренний полый плунжер 4, которые образуют переменную полость 5 основного упругого элемента. Внутренний полый плунжер 4 образует дополнительный упругий элемент, выполнен в виде цилиндра и разделен полым поршнем 6 на две полости 7 и 8. Полый поршень 6 имеет по внешнему краю центрирующие ролики 9, соприкасающиеся с внутренней поверхностью 10 плунжера 4. Шток 11 поршня 6 жестко закреплен на крышке 3 основного упругого элемента. Внутри полости 7 размещена вторая РКО 12, верхние края которой закреплены на крышке 13 плунжера 4, нижние края - на поршне 6. Обойма 2 имеет по нижнему внутреннему краю центрирующие ролики 14, соприкасающиеся с внешней поверхностью 15 плунжера 4.

Штоковая полость 7 через радиальные 16 и осевые 17 каналы штока 11, через гибкий трубопровод 18 и электропневмоклапан (ЭПК) 19 соединяется или с ресивером 20 транспортного средства, или с атмосферой.

Подпоршневая полость 8 постоянно сообщается через отверстие 21 в днище внутреннего плунжера 4 с атмосферой, при этом никакого сопротивления при протекании воздуха из полости 8 в атмосферу или обратно не создается.

Для подвода массы газа из ресивера 20 в полость 7 в начале каждого хода отбоя и отвода этой массы газа в начале каждого хода сжатия в атмосферу, предназначен ЭПК 19. Управление ЭПК 19 производится датчиком относительной скорости 22 обоймы 2 и внутреннего плунжера 4, выход которого соединен коммутирующим устройством 23 (с обмоткой реле) в цепи питания ЭПК 19.

Гашение вертикальных колебаний амортизируемого объекта с помощью предложенного устройства осуществляется следующим образом.

В статическом положении пневматической подвески и при колебаниях с малой амплитудой Z<Zпор сила тяжести амортизируемого объекта уравновешивается только за счет избыточного давления Рст сжатого газа основного упругого элемента полости 5 в соответствие с рабочей характеристикой основного упругого элемента «a-d-b» (Фиг.2), т.е.

M*g=Pст=P10*S1,

где M - масса амортизируемого объекта;

g - ускорение свободного падения тела;

S1 - эффективная площадь РКО 1 пневматической подвески;

P10 - давление в полости 5 в статическом положении пневматической подвески.

При колебаниях амортизируемого объекта происходит вертикальное смещение обоймы 2 с амортизируемым объектом относительно плунжера 4. При этом за счет центрирующих роликов 14 обоймы 2, перекатывающихся по внешней поверхности 15 плунжера 4, и центрирующих роликов 9 поршня 6, перекатывающихся по внутренней поверхности 10 плунжера 4, снижается возможность работы пневматической подвески с перекосами обоймы 2 относительно плунжера 4 и происходит равномерное распределение нагрузки на РКО 1.

При движении амортизируемого объекта и обоймы 2 вниз осуществляется процесс сжатия газа в полости 5. На ходе сжатия пневматической подвески давление газа P1 в полости 5 возрастает, а давление газа P2 в полости 7 за счет ЭПК 19 остается равным атмосферному давлению P2=Pa, т.е. упругая сила

Pynp=P1*S1.

В начале хода отбоя от датчика относительной скорости 22 подается сигнал на реле 23, которое соединяет ЭПК 19 с источником питания и последний, включаясь, сообщает полость 7 через каналы 16 и 17 в штоке 6 и трубопровод 18 с ресивером 20.

Подвод массы газа в штоковую полость 7 дополнительного упругого элемента под давлением P2≤P1 оказывает существенное противодействие основному упругому элементу и приводит к резкому уменьшению упругой силы пневматической подвески на величину P2*S2, т.е.

Pynp=P1*S1-P2*S2,

где P2 - текущее давление в штоковой полости 7;

S2 - эффективная площадь РКО 12 пневматической подвески.

Это усиливает демпфирующие свойства пневматического амортизатора, характеристика разгрузки на упругодемпфирующей характеристике пневматического амортизатора (кривая «b-e-c-к-a») находится ниже характеристики основного упругого элемента в полости 5 (кривая «a-d-b»). При этом отсутствуют утечки газа из РКО 12 в подпоршневую полость 8, снижается ход перемещения амортизируемого объекта вверх и энергия колебаний, возвращаемая упругим элементом обратно амортизируемому объекту. Площадь петли «a-d-b-e-с-к-а» на упругодемпфирующей характеристике отражает рассеянную пневматическим амортизатором механическую энергию одного колебания амортизируемого объекта. Давление P2 противодействует давлению P1. В начале очередного хода сжатия ЭПК 19 обесточивается, и полость 7 через ЭПК 19 сообщается с атмосферой, что приводит к восстановлению упругой силы пневматической подвески. Уменьшение упругой силы пневматической подвески в начале каждого хода отбоя за счет подвода дополнительной энергии в штоковую полость цилиндра в противофазе движению объекта и быстрое восстановление ее в начале каждого хода сжатия приводит к интенсивному демпфированию вертикальных колебаний.

Таким образом, благодаря РКО 12, размещенной в полости 7 дополнительного упругого элемента, невозможны утечки газа из поршневой полости 7 в подпоршневую полость 8 при работе пневматической подвески. Также из-за устранения трущихся поверхностей между поршнем 6 и плунжером 4 исчезает их нагрев, а введение центрирующих роликов также способствует устранению перекосов обоймы при работе. Эти меры ведут к повышению и стабилизации демпфирующих свойств пневматической подвески, стабилизации ее характеристик при длительной работе, а также повышает ресурс работы пневматической подвески.

Пневматическая подвеска, содержащая установленный между подрессоренной и неподрессоренной массами основной упругий элемент, содержащий обойму и резинокордную оболочку, и соосно установленный внутри него дополнительный упругий элемент в виде полого плунжера, который разделен поршнем на две полости, при этом штоковая полость плунжера соединена воздушным каналом через электропневмоклапан, управляемый с помощью датчика скорости и коммутирующего устройства, для подвода массы газа в начале каждого хода отбоя - с ресивером, а для отвода этой массы газа в начале каждого хода сжатия - с атмосферой, а вторая полость плунжера через отверстие в днище внутреннего плунжера также соединена с атмосферой, причем шток поршня, содержащий воздушный канал, укреплен в крышке основного упругого элемента, отличающаяся тем, что поршень выполнен в виде полого цилиндра, имеющего на внешнем крае центрирующие ролики, соприкасающиеся с внутренней поверхностью плунжера, внутри штоковой полости плунжера размещена вторая резинокордная оболочка, верхние края которой закреплены на крышке плунжера и нижние края - на поршне, а обойма имеет по нижнему внутреннему краю центрирующие ролики, соприкасающиеся с внешней поверхностью плунжера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к опорным виброзащитным элементам для крупногабаритных объектов. .

Изобретение относится к виброзащитным элементам для крупногабаритных объектов. .

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

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

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для гашения вибраций. .

Изобретение относится к области автомобилестроения. .

Изобретение относится к производству резинотехнических изделий, в частности к производству резинокордных оболочек для пневматических амортизаторов. .

Изобретение относится к подвеске транспортных средств. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к области машиностроения. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к амортизационным устройствам для гашения вертикальных колебаний транспортных средств с использованием газа в камере с эластичной стенкой.

Изобретение относится к подвеске для неразрезных мостов транспортных средств, в частности грузовых автомобилей с пневматическим подрессориванием. .

Изобретение относится к области техники, где применяется гашение механических колебаний, в частности предназначено для использования в подвесках транспортных средств.

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности, к упругим элементам подвески. .

Изобретение относится к области транспорта, а более конкретно к резинокордной оболочке для пневматической подвески транспортного средства. .

Изобретение относится к виброзащитной технике, а именно к опорным виброзащитным элементам для крупногабаритных объектов
Наверх