КОМБИНИРОВАННАЯ ПОДВЕСКА Российский патент 1998 года по МПК B60G13/06 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к подвеске транспортных средств.

Прототипом заявляемого изобретения является подвеска транспортного средства, содержащая гидропневматический упругий элемент (ГПУЭ) с раздельными силовым цилиндром и пневмогидроаккумулятором, соединенными между собой трубопроводом [1] . Ее недостатком является прогрессивная упругая характеристика, в результате чего с ростом нагрузки возрастает частота собственных колебаний подрессоренной массы, что не всегда обеспечивает плавность хода транспортных средств в реальных условиях эксплуатации [2].

Технической задачей изобретения является обеспечение оптимальной жесткости комбинированной подвески при большой степени сжатия газа в основной пневматической полости ГПУЗ и при значительных скоростях перемещения штока поршня ГПУЭ.

Техническая задача решается тем, что комбинированная подвеска содержит ГПУЭ, включающий в себя силовой цилиндр с поршнем и основной полостью, образующие гидравлическую и пневматическую части, разделенные диафрагмой, и дросселирующее устройство постоянного сечения, установленное перед основной полостью гидропневматического упругого элемента, отличающаяся тем, что пневматическая часть гидропневматического упругого элемента выполнена с дополнительной полостью и снабжена установленным перед ней дросселирующим устройством переменного сечения, соединенным с силовым цилиндром через трубопровод высокого давления и включающим в себя подвижный диск, в теле которого выполнены регулирующие секторы и реактивные каналы для прохода рабочей жидкости, тангенциально наклоненные относительно плоскости подвижного диска, на торце которого установлены упоры, и неподвижный диск на торце которого выполнены регулируемые секторы и сквозные пазы для прохода рабочей жидкости, и установлены пластинчатые пружины "сжатия" и "отбоя" с возможностью взаимодействия с указанными упорами, установленными на торце подвижного диска.

На фиг. 1 изображен общий вид комбинированной подвески: на фиг. 2 - вид сверху дросселирующего устройства переменного сечения; на фиг. 3 - вид снизу дросселирующего устройства переменного сечения; на фиг. 4 - сечение А-А дросселирующего устройства переменного сечения.

Комбинированная подвеска подрессоренной массы 1 образована работающими параллельно рессорой 2 и ГПУЭ 3, содержащим силовой цилиндр 4, трубопровод высокого давления 5. Перед основной полостью 6 ГПУЭ 3 установлено дросселирующее устройство постоянного сечения 7. Перед входом в дополнительную полость 8 ГПУЭ 3 установлено дросселирующее устройство переменного сечения 9. В силовом цилиндре 4 перемещается шток поршня 10. Гидравлическая и пневматическая части обеих полостей ГПУЭ 3 разделены эластичными диафрагмами 11 и 12.

Дросселирующее устройство переменного сечения 9 содержит: подвижный диск 13, неподвижный диск 14, закрепленный в корпусе 15, пластинчатые пружины "сжатия" 16 и "отбоя" 17 закреплены в катушке 18 жестко установленной на оси 19, выполненной совместно с неподвижным диском 14. На торце подвижного диска 13 установлены упоры 20, 21 пластинчатых пружин 16 и 17 соответственно. В теле подвижного диска 13 выполнены четыре регулирующих сектора 22 и четыре тангенциально наклоненных относительно плоскости подвижного диска 13 реактивных канала 23. На торце неподвижного диска 14 расположены по четыре регулируемых сектора "сжатия" 24 и "отбоя" 25, сквозные пазы 26.

Комбинированная подвеска работает следующим образом. В номинальном режиме нагрузка подрессоренной массы 1 распределена в соответствии с жесткостями рессоры 2 и ГПУЭ 3. Силовой цилиндр 4, трубопровод высокого давления 5, дросселирующее устройство постоянного сечения 7 и основная полость 6 выполняют функцию гидропневматического демпфера, поглощая возникающие во время движения колебания. Поскольку величина давления и скорость циркуляции жидкости в гидросистеме незначительны, дросселирующее устройство переменного сечения 9 перекрыто и дополнительная полость 8 в работе комбинированной подвески не участвует. Жесткости малолистовой рессоры 2 и основной полости 7 ГПУЭ 3 обеспечивают заданную частоту колебаний подрессоренной массы 2.

При резком увеличении внешней нагрузки, скорость деформации комбинированной подвески и степень сжатия газа в полости основного объема 7 возрастают. При большой скорости перемещения штока поршня 10 рабочая жидкость, проходя через трубопровод высокого давления 5 и дросселирующее устройство постоянного сечения 7, воздействует на диафрагму 12 основной полости 6. В результате значительного увеличения давления газа в основной полости 6, сопротивление дросселирующего устройства постоянного сечения 7 возрастает. Под воздействием значительного силового и скоростного напора рабочей жидкости, открывается дросселирующее устройство переменного сечения 9. В работу включается дополнительная полость 8, что снижает жесткость комбинированной подвески при резком увеличении внешней нагрузки, обеспечивая заданную частоту колебаний подрессоренной массы 1.

Дросселирующее устройство переменного сечения 9 работает следующим образом. В исходном положении, при номинальном режиме работы подвески пластинчатые пружины "сжатия" 16 и "отбоя" 17 фиксируют подвижный диск 13 и неподвижный диск 14 так, что взаимно перекрываются сектора 22, 24, 25. Доступ рабочей жидкости к дополнительной полости 8 происходит лишь через реактивные каналы 23, обеспечивая незначительное воздействие на диафрагму 11.

При увеличении скорости и величины перемещения штока поршня 10, силовой и скоростной напор рабочей жидкости через реактивные каналы 23 увеличивается пропорционально ее давлению и квадрату скорости перемещения поршня [3]. Реактивный момент струй жидкости, проходящих через реактивные каналы 23, преодолевая сопротивление пружин 16 на ходе "сжатия" и пружин 17 на ходе "отбоя", поворачивает подвижный диск 13 относительно неподвижного диска 14, обеспечивая открытие и оптимальное регулирование проходного сечения дросселирующего устройства переменного сечения 9. При этом регулирующий сектор 22 совмещается с регулируемым сектором 24 на ходе "сжатия" и с регулируемым сектором 25 на ходе "отбоя". Несимметричная характеристика сопротивления дросселирующего устройства 10 обеспечивается разностью площадей секторов 24, 25 и разностью радиусов приложения к подвижному диску 13 сил сопротивления работающих попарно пластинчатых пружин 16 на ходе "сжатия" и пластинчатых пружин 17 на ходе "отбоя".

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что в основу его работы положена стабилизация частоты собственных колебаний подрессоренной массы, которая обеспечивается включением дополнительной пневматической полости ГПУЭ дросселирующим устройством переменного сечения, при избыточной скорости деформации ГПУЭ [4].

Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "новизна".

Изобретение обеспечивает оптимальную жесткость комбинированной подвески при изменении нагрузки, а также позволит эффективно демпфировать резкое увеличение внешней нагрузки на подвеску.

Существующие технологии машиностроения и применяемые материалы позволяют организовать промышленное изготовление и оснащение транспортных средств комбинированными подвесками постоянной частоты собственных колебаний.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1614938 A1, кл. B 60 G 13/06, 1990 г. (прототип).

2. Певзнер Я.М. Пневматические и гидропневматические подвески. М.: Машгиз, 1963 г., с. 27.

3. Дербаремдикер А.Д. Амортизаторы транспортных машин. М.: Машиностроение, 1985 г., с. 41-42.

4. Успенский И.Н., Мельников А.А. Проектирование подвески автомобиля М.: Машиностроение, 1976 г., с.9.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к подвеске транспортных средств. Сущностью технического решения является то, что в отличие от конструкции прототипа комбинированная подвеска содержит гидропневматический упругий элемент, пневматическая часть которого выполнена с дополнительной полостью и снабжена установленным перед ней дросселирующим устройством переменного сечения, соединенным с силовым цилиндром через трубопровод высокого давления и включающим в себя подвижный диск, в теле которого выполнены регулирующие секторы и реактивные каналы для прохода рабочей жидкости, тангенциально наклоненные относительно плоскости подвижного диска, на торце которого установлены упоры, и неподвижный диск, на торце которого выполнены регулируемые секторы и сквозные пазы для прохода рабочей жидкости и установлены пластинчатые пружины "сжатия " и "отбоя" с возможностью взаимодействия с указанными упорами, установленными на торце подвижного диска. Изобретение обеспечивает оптимальную жесткость комбинированной подвески при значительном сжатии газа в основной пневматической полости ГПУЭ и при значительных скоростях перемещения штока поршня ГПУЭ за счет открытия дополнительной полости ГПУЭ через дросселирующее сопротивление переменного сечения. 4 ил.

Подвеска транспортного средства, содержащая гидропневматический упругий элемент, включающий в себя силовой цилиндр с поршнем и основной полостью, образующие гидравлическую и пневматическую части, разделен диафрагмой, и дросселирующее устройство постоянного сечения, установленное перед основной полостью гидропневматического упругого элемента, отличающаяся тем, что пневматическая часть гидропневматического упругого элемента выполнена с дополнительной полостью и снабжена установленным перед ней дросселирующим устройством переменного сечения, соединенным с силовым цилиндром через трубопровод высокого давления и включающим в себя подвижный диск, в теле которого выполнены регулирующие секторы и реактивные каналы для прохода рабочей жидкости, тангенциально наклоненные относительно плоскости подвижного диска, на торце которого установлены упоры, и неподвижный диск, на торце которого выполнены регулируемые секторы и сквозные пазы для прохода рабочей жидкости и установлены пластинчатые пружины "сжатия" и "отбоя" с возможностью взаимодействия с указанными упорами, установленными на торце подвижного диска.