пневмогидравлическая рессора транспортных средств

Формула изобретения

Пневмогидравлическая рессора транспортных средств преимущественно для тяжелого автомобиля-самосвала, содержащая цилиндр с верхней и нижней крышками, заполненный жидкостью и газом, поршень с полым штоком, в котором размещена камера противодавления, сообщенная с кольцевой полостью между стенками цилиндра и полого штока, и устройство, сообщающее надпоршневую полость с камерой противодавления в положении расчетного равенства давлений в этих полостях, включающее шток, закрепленный аксиально в верхней крышке цилиндра, отличающаяся тем, что в днище поршня выполнено сквозное центральное отверстие, в котором размещен шток упомянутого устройства, на наружной поверхности штока в его средней части выполнена проточка с фасками для сообщения между собой надпоршневой полости и камеры противодавления, при этом рессора снабжена уплотнением для штока, установленным в сквозном центральном отверстии поршня, двумя трубками, установленными соосно со штоком в надпоршневой полости и в камере противодавления, смежные концы трубок герметично закреплены в сквозном центральном отверстии поршня, а свободные концы расположены на границах раздела жидкости и газа в положении проточки штока напротив его уплотнения, и успокоителями жидкости, установленными в надпоршневой полости и в камере противодавления в зонах свободных концов трубок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области подрессоривания транспортных средств, преимущественно для тяжелых автомобилей-самосвалов, в частности к пневмогидравлическим рессорам.

Известна пневмогидравлическая рессора [1] содержащая цилиндр, поршень с полым штоком, в котором размещена камера противодавления, сообщенная с кольцевой полостью между стенками цилиндра и полого штока, подпружиненный клапан для возвращения утечек рабочей среды через уплотнение поршня, сообщающий в конце хода отдачи камеру противодавления с надпоршневой полостью. Этот клапан установлен в канале поршня, сообщающем указанные полости через трубку, входное отверстие которой расположено в камере противодавления на границе раздела жидкости и газа при максимальном выдвижении штока из цилиндра. В зоне входного отверстия установлен успокоитель жидкости.

Недостатком данной рессоры является невозможность возвращения подпружиненным клапаном утечек рабочей среды в противоположном направлении - из надпоршневой полости в камеру противодавления, что не обеспечивает восстановления раcчетных уровней жидкости и зарядных масс газа в рабочих полостях и снижает надежность рессоры в целом.

Наиболее близким из известных технических решений является пневмогидравлическая рессора транспортных средств [2] содержащая цилиндр с верхней и нижней крышками, заполненный жидкостью и газом, поршень с полым штоком, в котором размещена камера противодавления, связанная с кольцевой полостью между стенками цилиндра и полого штока, и устройство, автоматически соединяющее надпоршневую полость с камерой противодавления в положении расчетного равенства давлений в этих полостях. Это устройство выполнено в виде установленного в поршне клапана с трубкой, содержащего подпружиненный поршень с подпружиненным клапаном и шарик, взаимодействующий с выступом штока, закрепленного в верхней крышке. Входные отверстия в клапан с трубкой расположены в жидкости в надпоршневой полости и в камере противодавления.

Недостатком данной рессоры является сложность конструкции устройства автоматического сообщения рабочих полостей рессоры и невозможность возвращения им утечек газа, поскольку входные отверстия в это устройство расположены в жидкости. В результате этого не происходит автоматическое восстановление расчетных уровней жидкости и масс газа в этих полостях, т.е. упругие характеристики рессоры также не восстанавливаются.

Новый технический результат достигается тем, что в пневмогидравлической рессоре транспортных средств, преимущественно для тяжелого автомобиля-самосвала, содержащий цилиндр с верхней и нижней крышками, заполненный жидкостью и газом, поршень с полым штоком, в котором размещена камера противодавления, сообщенная с кольцевой полостью между стенками цилиндра и полого штока, и устройство, сообщающее надпоршневую полость с камерой противодавления в положении расчетного равенства давлений в этих полостях, включающее шток, закрепленный аксиально в верхней крышке цилиндра, в днище поршня выполнено сквозное центральное отверстие, в котором размещен шток упомянутого устройства, на наружной поверхности штока в его средней части выполнена проточка с фасками для сообщения между собой надпоршневой полости и камеры противодавления, а рессора снабжена уплотнением для штока, установленным в сквозном центральном отверстии поршня, двумя трубками, установленными соосно с штоком в надпоршневой полости и в камере противодавления, смежные концы трубок герметично закреплены в сквозном центральном отверстии поршня, а свободные концы расположены на границах раздела жидкости и газа в положении проточки штока напротив его уплотнения, и успокоителями жидкости, установленными в надпоршневой полости и в камере противодавления в зонах свободных концов трубок.

На чертеже изображена предлагаемая пневмогидравлическая рессора при груженом транспортном средстве, продольный разрез.

Пневмогидравлическая рессора содержит цилиндр 1 с верхней 2 и нижней 3 крышками, заполненный жидкостью и газом, поршень 4 с уплотнением 5, полый шток 6, в котором размещена камера противодавления 7, сообщенная трубкой 8 с кольцевой полостью 9 между стенками цилиндра 1 и полого штока 6, и устройство, сообщающее надпоршневую полость 10 с камерой противодавления 7 в положении расчетного равенства давлений в этих полостях.

Это устройство включает шток 11, закрепленный аксиально в верхней крышке 2 и размещенный в выполненном в днище поршня 4 сквозном центральном отверстии 12, уплотнение 13 для штока 11, установленное в выполненной в центральном отверстии 12 проточке 14, и две трубки 15 и 16, установленные соосно с штоком 11 в надпоршневой полости 10 и в камере противодавления 7. На наружной поверхности штока 11 в его средней части выполнена проточка 17 с фасками 18 и 19 для сообщения между собой надпоршневой полости 10 и камеры противодавления 7. Диаметр проточки 17 меньше внутреннего диаметра уплотнения 13, а длина проточки 17 больше высоты уплотнения 13, что обеспечивает разгерметизацию штока 11 в центральном отверстии 12. Изменяя длину проточки 17 и место ее расположения на штоке 11, можно получать различные упругие характеристики. Смежные концы трубок 15 и 16 герметично закреплены в сквозном центральном отверстии 12 поршня 4, а свободные концы расположены на границах раздела жидкости и газа в положении проточки 17 штока 11 напротив его уплотнения 13. В зонах свободных концов трубок 15 и 16 в надпоршневой полости 10 и в камере противодавления 7 установлены успокоители жидкости 20 и 21.

Пневмогидравлическая рессора работает следующим образом.

В статическом положении рессоры при негруженом транспортном средстве уплотнение 13 находится ниже проточки 17 штока 11, а при груженом транспортном средстве уплотнение 13 находится выше проточки 17 и поэтому надпоршневая полость 10 и камера противодавления 7 в этих случаях разобщены. При сжатии рессоры от ее статического положения поршень 4 с полым штоком 6 вдвигается в цилиндр 1, увеличивая давление газа в надпоршневой полости 10. Под действием перепада давлений жидкость из камеры противодавления 7 по трубке 8 течет в кольцевую полость 9 между стенками цилиндра 1, полого штока 6, поршня 4 и нижней крышки 3, что вызывает уменьшение давления газа в камере противодавления 7. При растяжении рессоры от ее статического положения поршень 4 с полым штоком 6 выдвигается из цилиндра 1, жидкость из кольцевой полости 9 перетекает по трубке 8 в камеру противодавления 7, что вызывает уменьшение давления газа в надпоршневой полости 10 и увеличение давления газа в камере противодавления 7.

В результате получается S-образная упругая характеристика, необходимая для обеспечения одинаковой плавности хода и хорошей устойчивости груженого и негруженого средства. Однако, относительное скольжение поршня 4 и цилиндра 1 приводит к утечкам жидкости и газа через уплотнение 5, что изменяет упругую характеристику рессоры.

В момент нагружения или разгрузки транспортного средства, а также при больших относительных ходах рессоры уплотнение 13, установленное в проточке 14 сквозного центрального отверстия 13 поршня 4, оказывается против проточки 17 штока 11, закрепленного в верхней крышке 2, что обеспечивает сообщение между собой надпоршневой полости 10 и камеры противодавления 7. Если утечки жидкости скопились в надпоршневой полости 10, то ее уровень окажется выше свободного конца трубки 15, и в момент сообщения полостей лишняя жидкость перетечет вниз из надпоршневой полости 10 в камеру противодавления 7. После восстановления расчетных уровней жидкости происходит и восстановление количества газа в этих полостях. Если же утечка жидкости скопилась в камере противодавления 7, то ее уровень окажется выше свободного конца трубки 16, что по сравнению с расчетными давлениями вызовет увеличение давления в камере противодавления 7 и уменьшение давления в надпоршневой полости 10. В результате действия перепада давлений лишняя жидкость перетечет вверх из камеры противодавления 7 в надпоршневую полость 10, а затем произойдет восстановление количества газа в этих полостях.

Фаски 18 и 19 проточки 17 штока 11 обеспечивают надежную работу уплотнения 13 при его скольжении по штоку, а успокоители жидкости 20 и 21 повышают точность восстановления уровней жидкости в полостях рессоры.

Применение данной пневмогидравлической рессоры в подвеске транспортных средств, в том числе и на тяжелых автомобилях-самосвалах, позволит повысить их производительность и плавность хода вследствие более высокой стабильности упругих характеристик и надежности рессоры.