пневмогидравлическая подвеска транспортного средства

Формула изобретения

Пневмогидравлическая подвеска транспортного средства, содержащая пневмогидравлическую рессору с основным цилиндром, в котором установлен поршень с полым штоком, образующим пневматическую и гидравлическую полости, дополнительную пневматическую полость, связанную с пневматической полостью основного цилиндра, отличающаяся тем, что пневмогидравлическая подвеска содержит дополнительную рессору с дополнительным цилиндром, в котором установлены поршень со штоком, образующие пневматическую и гидравлическую полости, при этом гидравлические полости основной и дополнительной рессор соединены гибким трубопроводом через регулируемое демпфирующее устройство с обводным каналом и клапаном, а дополнительная пневматическая полость связана с пневматической полостью основного цилиндра через дросселирующее отверстие, кроме того, полый шток основного цилиндра содержит поршень-разделитель, выполненный с возможностью передвижения по внутренней поверхности штока до упоров, а поршень основного цилиндра выполнен с тороидальным пазом на внешней поверхности, образующим с внутренней поверхностью основного цилиндра пневматическую полость, при этом основной цилиндр выполнен с ребрами воздушного охлаждения, а дополнительный цилиндр и демпфирующее устройство закрыты кожухом водяного охлаждения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к пневмогидравлическим подвескам грузовых автомобилей.

Известна гидропневматическая подвеска транспортного средства, содержащая гидравлический цилиндр со встроенным демпфером, пневматические баллоны низкого и высокого давления с пневмо- и гидрокамерами, пневмоэлектроклапан и механизм управления с контактной группой, блок стабилизации статического прогиба, включающий в себя золотник, гидронасос с перепускным клапаном, напорную и сливную магистрали, горизонтальный и вертикальный рычаги подвески (патент РФ №2160189, Мкл. B 60 G 17/04, B 60 G 11/26, опубл. 2000.12.10).

Известна также пневмогидравлическая подвеска транспортного средства, выбранная в качестве ближайшего аналога, 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, выполненный в виде подпружиненного плунжера и образующий 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 (патент РФ №2226155, Мкл. B 60 G 11/26, Бюл. №9, 27.03.04).

Данная подвеска имеет невысокие показатели по энергоемкости и недостаточную упругость и охлаждение тепловыделяющих элементов.

Решаемая задача: создание подвески простой и компактной конструкции с высокими упругими характеристиками и показателями по энергоемкости.

Указанная задача решается тем, что известная пневмогидравлическая подвеска транспортного средства, содержащая пневмогидравлическую рессору с основным цилиндром, в котором установлен поршень с полым штоком, образующим пневматическую и гидравлическую полости, дополнительную пневматическую полость, связанную с пневматической полостью основного цилиндра, снабжена дополнительной рессорой с дополнительным цилиндром, в котором установлены поршень со штоком, образующие пневматическую и гидравлическую полости, при этом гидравлические полости основной и дополнительной рессоры соединены гибким трубопроводом через регулируемое демпферирующее устройство с обводным каналом и клапаном, а дополнительная пневматическая полость связана с пневматической полостью основного цилиндра через дросселирующее отверстие, кроме того, полый шток основного цилиндра содержит поршень-разделитель, выполненный с возможностью передвижения по внутренней поверхности штока до упоров, а поршень основного цилиндра выполнен с тороидальным пазом на внешней поверхности, образующим с внутренней поверхностью основного цилиндра пневматическую полость, при этом основной цилиндр выполнен с ребрами воздушного охлаждения, а дополнительный цилиндр и демпфирующее устройство закрыты кожухом водяного охлаждения.

Отличительными признаками предлагаемой пневмогидравлической подвески транспортного средства от указанной выше, наиболее близкой к ней, является выполнение дополнительной рессорой с дополнительным цилиндром, в котором установлены поршень со штоком, образующие пневматическую и гидравлическую полости, при этом гидравлические полости основной и дополнительной рессоры соединены гибким трубопроводом через регулируемое демпфирующее устройство с обводным каналом и клапаном, а дополнительная пневматическая полость связана с пневматической полостью основного цилиндра через дросселирующее отверстие, кроме того, полый шток основного цилиндра содержит поршень-разделитель, выполненный с возможностью передвижения по внутренней поверхности штока до упоров, а поршень основного цилиндра выполнен с тороидальным пазом на внешней поверхности, образующим с внутренней поверхностью основного цилиндра пневматическую полость, что в совокупности позволяет создать подвеску простой и компактной конструкции с единой регулировкой демпфирующих и упругих характеристик, а размещение демпфера, самого тепловыделяющего элемента подвески, в обводном канале, на удалении от пневматической полости пневмоцилиндра, и то обстоятельство, что основной цилиндр выполнен с ребрами воздушного охлаждения, а дополнительный цилиндр и демпфирующее устройство закрыты кожухом водяного охлаждения, позволяет уменьшить влияние на упругие характеристики подвески в целом.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенная подвеска имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию «изобретательский уровень».

На чертеже представлена предлагаемая пневмогидравлическая подвеска транспортного средства, общий вид.

Предлагаемая пневмогидравлическая подвеска транспортного средства содержит пневмогидравлическую рессору с основным цилиндром 1, пневматическую полость 2 и дополнительную рессору с дополнительным цилиндром 3.

В корпусе основного цилиндра 1 установлен поршень 4 со штоком 5, образующий надпоршневую пневматическую полость А и подпоршневую гидравлическую полость Б. На внешней поверхности поршня 4 выполнен тороидальный паз 6, образующий с внутренней поверхностью основного цилиндра 1 пневматическую полость В. Шток 5 выполнен полым и содержит поршень-разделитель 7, выполненный с возможность передвижения по внутренней поверхности штока между упорами 8, 9. Поршень-разделитель 7 разделяет пневматические полости А и Г. Пневматическая полость А через дросселирующее отверстие 10 связана с дополнительной пневматической полостью Д.

В корпусе дополнительного цилиндра 3 установлен поршень 11 со штоком 12, образующий надпоршневую пневматическую полость Е и подпоршневую гидравлическую полость Ж.

Гидравлические полости Б и Ж основного и дополнительного цилиндров соединены между собой гибким трубопроводом 13 через регулируемое демпферирующее устройство 14 с обводным каналом 15 и клапаном 16.

Основной цилиндр 1 выполнен с ребрами 17 воздушного охлаждения.

Дополнительный цилиндр 3 и демпферирующее устройство закрыты соответственно кожухами 18 и 19 водяного охлаждения.

Предлагаемая пневмогидравлическая подвеска транспортного средства работает следующим образом.

Разделение пневматического объема подвески на три полости А, Г и Д позволяет добиться большой плавности хода при достаточной энергоемкости. В среднем (статистическом) положении поршня 4 и штока 5 поршень-разделитель 7 также находится в среднем положении между верхним и нижним упорами 8, 9. При небольшом перемещении поршня 4 работают три пневматические полости, суммированный объем которых дает плавное изменение упругих характеристик, а вместе с этим и лучшую плавность хода. Поршень-разделитель 7 доходит до нижнего упора 9, останавливается и выключает из работы пневматическую полость Г. Дальнейшее изменение объема двух оставшихся пневматических полостей А и Д при перемещении поршня 4 будет происходить с более высоким изменением упругих характеристик. Пневматический упор достигается путем перекрытия поршнем 4 дросселирующего отверстия 10, а вместе с этим и перекрытия еще одной рабочей пневматической полости Д. При этом оставшийся объем А дает еще более высокое повышение упругих характеристик и энергоемкости подвески, снижая риск пробоя, т.е. жесткого удара элементов поршня 4 и цилиндра 1.

Данная трехполостная пневматическая схема имеет плавную упругую характеристику в статике, когда идет сжатие во всех трех полостях, и очень высокую энергоемкость в конечном верхнем положении поршня 4, когда остается одна рабочая полость А.

Дросселирующее отверстие 10 ограничивает прохождение газа в единицу времени из полости А в полость Д, что необходимо для увеличения энергоемкости подвески на высоких скоростях перемещения поршня 4 и штока 5. На малой скорости перемещения газ успевает переходить из полости А в полость Д, при этом работает полный объем газа, обеспечивая высокую плавность хода. При дальнейшем увеличении скорости перемещения поршня 4 газ уже не успевает перетечь через дросселирующее отверстие 10 из полости А в полость Д и остается значительной частью в полости А, тем самым выключает из работы полость Д, что позволяет добиться большей упругой характеристики и энергоемкости подвески в целом.

В верхнем положении поршня 4 его пневматическая полость В совмещается с дросселирующим отверстием 10, при этом давление в полостях Д и В выравнивается, а оно в данном случае является максимальным. Из-за того, что в статическом положении поршня 4 пневматическая полость В закрыта, давление остается постоянно максимальным, а значит, является большим по сравнению с давлением в пневматической полости А и гидравлической полости Б. Это превосходящее давление является своего рода пневматическим запором от возможного перетекания жидкости из полости Б в полость А.

При обратном ходе накопленная энергия газа идет на отжатие поршня 4 вниз, а также на перетекание через дросселирующее отверстие 10 в пневматическую полость Д, уменьшая силу отдачи и ускорения, повышая тем самым плавность хода подвески.

При перемещении поршня 4 вниз (отбой) идет вытеснение жидкости из гидравлической полости Б через регулируемое демпферирующее устройство в гидравлическую полость Ж дополнительной рессоры. При этом поршень 11 поднимается вверх, сжимая газ противодавления в пневматической полости Е.

В этом случае данная пневмогидравлическая подвеска является подвеской с противодавлением.

Шток 12 поршня 11 перемещается в противофазе с перемещением штока 5 поршня 4 и может являться дополнительным упругим элементом в транспортном средстве, например, для подвески кабины грузового автомобиля. При этом для снижения вертикальных ускорений в кабине при ограниченном ходе основной подвески подвеска кабины должна работать в противофазе с работой основной подвески, уменьшая амплитуду перемещений, вызванных возмущениями от поверхности дороги.

Расположение штоков 5 и 12 и взаимосогласованные в противоположных направлениях движения штоков позволяет увеличить общий ход подвески за счет суммирования их хода, снизить вертикальные ускорения, повышая плавность хода, при этом гибкий трубопровод 13 позволяет устанавливать дополнительную рессору практически в любом удобном месте транспортного средства.

При перемещении вниз поршня 4 и штока 5 (ход отбоя) клапан 16 закрыт, и вся жидкость идет через щель регулируемого демпфирующего устройства 14. В демпфирующем устройстве 14 изменение проходного сечения меняет количество прохождения жидкости за единицу времени, а это влечет за собой изменение скорости перемещения штоков 5 и 12, и позволяет настроить демпфирующие характеристики подвески на любой вид поверхности дороги.

При перемещении поршня 4 и штока 5 вверх (сжатии), когда нужно добиться большей плавности хода, демпферирование осуществлять практически не нужно, поэтому жидкость, минуя демпфирующее устройство 14, через обводной канал 15, открывая клапан 16, свободно переходит из гидравлической полости Ж в полость Б. Сопротивление перетока жидкости в данном случае будет незначительным, а значит, и сопротивление перемещения поршня 4 и штока 5, а плавность хода при этом выше.

Заявляемая пневмогидравлическая подвеска транспортного средства имеет простую и компактную конструкцию с высокими упругими характеристиками и показателями по энергоемкости.

Подвеска транспортного средства может быть выполнена на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий.