пневмогидравлическая подвеска транспортного средства

Формула изобретения

Пневмогидравлическая подвеска транспортного средства, содержащая пневмогидравлическую рессору с основным цилиндром, в котором установлен поршень с полым штоком, образующие в основном цилиндре пневматическую и гидравлическую полости, аккумулятор с дополнительным цилиндром, смонтированным на основном цилиндре и соединенным с пневматической полостью рессоры через клапанный элемент, отличающаяся тем, что клапанный элемент выполнен в виде подпружиненного плунжера, установленного в осевом отверстии корпуса, смонтированного в дополнительном цилиндре, и образует с корпусом подплунжерную полость, сообщенную с пневматической полостью рессоры, и надплунжерную полость, сообщенную с подплунжерной полостью через осевое дроссельное отверстие в плунжере, а в корпусе клапанного элемента выполнен дроссельный канал, соединяющей полость дополнительного цилиндра с пневматической полостью рессоры, и радиальный канал, перекрытый плунжером и соединяющий пневматическую полость рессоры с полостью дополнительного цилиндра через осевое отверстие при превышении расчетного значения конечного давления в пневматической полости рессоры в конце хода сжатия вследствие повышения температуры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подвескам транспортных средств, в частности к подвескам пневмогидравлического типа.

Известна подвеска транспортного средства, содержащая пневмогид-равлическую рессору с основным цилиндром и установленным в нем поршнем, гидропневматический аккумулятор с дополнительным цилиндром, смонтированным на основном цилиндре и разделенным плавающим поршнем на гидравлическую полость, связанную с регулятором уровня транспортного средства, и пневматическую полость, соединенную с пневматической полостью рессоры через клапанное устройство, выполненное в виде подпружиненного толкателя, установленного в поршне рессоры и взаимодействующего с подпружиненным клапанным элементом двухстороннего действия, вмонтированным в цилиндр аккумулятора (а.с. СССР №1207818, кл. В 60 017/04, 1986 г.).

Данная подвеска имеет сравнительно низкий технический уровень, обусловленный необходимостью применения гидравлической насосной станции и регулятора положения кузова для стабилизации упругой характеристики при изменении температуры, что усложняет конструкцию подвески и повышает ее стоимость.

Наиболее близким из известных технических решений является пневмогидравлическая подвеска транспортного средства, содержащая пневмогидравлическую рессору с основным цилиндром, в котором установлен поршень с полым штоком, образующие пневматическую и гидравлическую полости, аккумулятор с дополнительным цилиндром, смонтированным на основном цилиндре и соединенным с пневматической полостью рессоры через подпружиненный клапанный элемент двухстороннего действия. В затворах клапанного элемента выполнены дроссельные каналы, сообщающие полость аккумулятора с пневматической полостью рессоры при закрытии затворов, а пружина клапанного элемента выполнена в виде биметаллической пластины, которая закреплена в верхней части основного цилиндра и обеспечивает возможность осевого перемещения клапанного элемента при изменении температуры (патент РФ №2075183, кл. В 60 G 13/06, 1997 г.).

Данная подвеска имеет сравнительно низкий технический уровень, обусловленный неточным восстановлением упругой характеристики рессоры при изменении температуры вследствие работы подпружиненного клапанного элемента как обратного клапана, что снижает плавность хода транспортного средства. Это связано с тем, что при открытом клапанном элементе в работе участвует весь газ, находящийся в пневматической полости рессоры и полости аккумулятора, поэтому рессора имеет мягкую упругую характеристику, а при изменении температуры рессоры и закрытии одного из затворов часть газа остается в аккумуляторе, поэтому упругая характеристика становится жестче и не восстанавливается до расчетной.

В этой связи важнейшей задачей является создание новой конструкции пневмогидравлической подвески транспортного средства с устройством, обеспечивающим за счет энергии колебаний точное восстановление упругой характеристики путем сохранения постоянных величин рабочего объема газа и конечного давления в рессоре при ее нагреве.

Техническим результатом заявленной пневмогидравлической подвески транспортного средства является повышение плавности хода путем автоматической стабилизации ее упругих характеристик при нагреве за счет совершенствования рессоры, обладающей относительно простой, компактной и надежной конструкцией.

Указанный технический результат достигается тем, что в пневмогидравлической подвеске транспортного средства, содержащей пневмогидравлическую рессору с цилиндром, в котором установлен поршень с полым штоком, образующие в цилиндре пневматическую и гидравлическую полости, аккумулятор с дополнительным цилиндром, смонтированным на основном цилиндре и соединенным с пневматической полостью рессоры через клапанный элемент, клапанный элемент выполнен в виде подпружиненного плунжера, установленного в осевом отверстии корпуса, смонтированного в дополнительном цилиндре, и образует с корпусом подплунжерную полость, сообщенную с пневматической полостью рессоры, и надплунжерную полость, сообщенную с подплунжерной полостью через осевое дроссельное отверстие в плунжере, а в корпусе клапанного элемента выполнен дроссельный канал, соединяющий полость дополнительного цилиндра с пневматической полостью рессоры, и радиальный канал, перекрытый плунжером и соединяющий пневматическую полость рессоры с полостью дополнительного цилиндра через осевое отверстие при превышении расчетного значения конечного давления в пневматической полости рессоры в конце хода сжатия вследствие повышения температуры.

Благодаря тому что в пневмогидравлической подвеске транспортного средства пневматическая полость рессоры соединена с полостью аккумулятора через клапанный элемент, выполненный в виде подпружиненного плунжера, установленного в осевом отверстии корпуса и перекрывающего его радиальный канал, автоматически ограничивается превышение расчетного значения конечного давления в рессоре в конце хода сжатия и обеспечивается точное восстановление упругой характеристики рессоры при ее нагреве. Соединение полости дополнительного цилиндра с пневматической полостью рессоры через дроссельный канал в корпусе клапанного элемента обеспечивает медленное выравнивание давлений в этих полостях при длительной стоянке транспортного средства.

Вследствие того что надплунжерная полость сообщена с подплунжерной полостью через осевое дроссельное отверстие в плунжере, обеспечивается равенство статических давлений с двух сторон плунжера, вследствие чего уменьшаются необходимое усилие предварительного поджатия пружины плунжера и ее габариты, поскольку в этом случае подпружиненный плунжер ограничивает перепад давлений, равный разности между расчетным конечным давлением и статическим давлением в пневматической полости рессоры.

Приведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого решения, позволило 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 подвеска транспортного средства, продольный разрез.

Пневмогидравлическая подвеска транспортного средства содержит пневмогидравлическую рессору 1 с основным цилиндром 1, имеющим полость 2, в котором установлен поршень 3 и полый шток 4 с трубкой 5, сообщающей штоковую полость 6 с подпоршневой полостью 7, образованной поверхностями поршня 3, полого штока 4 и основного цилиндра 1. Полости 2 и 6 свободно сообщаются между собой через отверстие 8 в поршне 3. Полость 2 заправлена газом, полость 6 жидкостью и газом, а полость 7 - жидкостью.

На основном цилиндре 1 смонтирован аккумулятор 9 в виде дополнительного цилиндра 9 с полостью 10. Для ограничения конечного давления в полости 2 при нагреве в дополнительном цилиндре 9 на его днище 11, разделяющем полости 2 и 10, смонтирован клапанный элемент 12, выполненный в виде плунжера 13, установленного в осевом отверстии 14 корпуса 12 и образующего с ним подплунжерную 15 и надплунжерную 16 полости, которые сообщены между собой через осевое дроссельное отверстие 17 в плунжере 13, обеспечивающее равенство статических давлений с двух сторон плунжера. Полость 2 рессоры 1 сообщена с подплунжерной полостью 15 посредством осевого отверстия 14, а с полостью 10 дополнительного цилиндра 9 через дроссельный канал 18, обеспечивающий медленное выравнивание давлений в полостях 2 и 10 при длительной стоянке транспортного средства. Полость 10 соединена с осевым отверстием 14 посредством радиального канала 19, перекрытого плунжером 13. В надплунжерной полости 16 установлена пружина 20, прижимающая плунжер 13 вниз с усилием, соответствующим открытию радиального канала 19 при превышении расчетного значения конечного давления в пневматической полости 2 рессоры 1 в конце хода сжатия, тем самым обеспечивая точное восстановление упругой характеристики рессоры при ее нагреве. При этом вследствие равенства статических давлений с двух сторон плунжера 13 уменьшается необходимое усилие предварительного поджатая пружины 20, поскольку в этом случае плунжер 13 ограничивает перепад давлений, равный разности между расчетным конечным давлением и статическим давлением в рессоре, тем самым уменьшаются габариты пружины 20 и всего клапанного элемента 12.

Предлагаемая пневмогидравлическая подвеска транспортного средства работает следующим образом.

На ходе сжатия подвески полый шток 4 с поршнем 3 входит в основной цилиндр 1, газ в полости 2 сжимается и жидкость из штоковой полости 6 перетекает в подпоршневую полость 7 по трубке 5. На ходе отбоя полый шток 4 с поршнем 3 выходит из основного цилиндра 1, жидкость из подпоршневой полости 7 вытесняется в штоковую полость 6 по трубке 5, а газ в полости 2 расширяется. Изменение давления газа в полости 2 обеспечивает упругое гашение колебаний подвески, а течение жидкости по трубке 5 вследствие гидравлического сопротивления неупругое гашение колебаний.

При быстрой деформации подвески давление в полости 10 дополнительного цилиндра 9 и надплунжерной полости 16 остается практически равным статическому давлению в полости 2 цилиндра 1 вследствие большого сопротивления дроссельного канала 18 в корпусе клапанного элемента 12 и осевого дроссельного отверстия 17 в плунжере 13, соответственно. Поэтому в работе участвует газ, находящийся в пневматических полостях 2 и 6, сообщенных между собой через отверстие 8 в поршне 3.

При невысокой положительной температуре, соответствующей температуре зарядки рессоры газом, давление в полости 2 в конце хода сжатия увеличивается, но при этом клапанный элемент 12, смонтированный в днище 11 дополнительного цилиндра 9, остается закрытым.

При нагреве рессоры вследствие расширения газа конечное давление в полости 2 должно превысить расчетное значение, на которое настроена пружина 20. Поэтому в конце хода сжатия рессоры под действием большего перепада давлений между подплунжерной 15 и надплунжерной 16 полостями плунжер 13 поднимается вверх, открывая радиальный канал 19. В результате часть газа из полости 2 через осевое отверстие 14 и радиальный канал 19 перетекает в полость 10, что ограничивает конечное давление в полости 2 и обеспечивает полную стабилизацию упругой характеристики при нагреве.

При остановке транспортного средства под действием перепада давлений газ из полости 10 медленно перетекает в полость 2 через дроссельный канал 18 до момента выравнивания давлений в этих полостях. Это приводит к увеличению клиренса транспортного средства, который восстанавливается при последующем движении или охлаждении рессоры до исходной температуры в результате длительной стоянки.

При понижении температуры подвески вследствие низкой температуры окружающей среды рессора при ее работе постепенно нагревается, что частично восстанавливает ее упругую характеристику.

Предлагаемая пневмогидравлическая подвеска транспортного средства имеет простую и надежную конструкцию и обеспечивает за счет энергии колебаний полную стабилизацию упругой характеристики при нагреве рессоры, что приводит к повышению плавности хода и снижению эксплуатационных затрат.

Таким образом, вышеизложенное свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- пневмогидравлическая подвеска транспортного средства, воплощающая заявленное изобретение при его осуществлении, предназначена для применения в подвеске транспортных средств и обеспечивает при простой и надежной конструкции полную стабилизацию упругой характеристики при нагреве, что снижает эксплуатационные затраты и повышает плавность хода транспортного средства;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления в соответствии с описанием и прилагаемым чертежом;

- пневмогидравлическая подвеска транспортного средства, воплощающая заявленное изобретение при его осуществлении, способна обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".