Пневмогидравлическая рессора транспортного средства Советский патент 1983 года по МПК F16F9/34 

ьо

00 ел

СО 00 Изобретение относится к подрессориванию транспортных средств, в частности к пневмогидравлическим рессорам. Известна пневмогидравлическая рессора, содержащая два цилиндра, в одном из которых, основном, находится поршень, имеюнлий выходящий наружу щток, и рабочая жидкость, а в другом, дополнительном, - рабочая жидкость и газ, разделенные подвижной перегородкой в виде поршня. Гидравлические полости цилиндров сообщаются через обратный клапан шарикового типа, дроссельный канал и переливной клапан плунжерного типа. Обратный клапан свободно пропускает жидкость из основного цилиндра в дополнительный и запирает проход жидкости в обратном направлении. Дроссельный канал постоянно сообщает полости цилиндров. Переливной клапан обеспечивает проход жидкости из дополнительного цилиндра в основной с заданным перепадом давления. Плунжер переливного клапана сообщается одной стороной с полостью основного цилиндра, а с другой стороны на него действует сжатый газ, являющийся упругим элементом, задающим давление срабатывания, независимое от давления в гидравлической полости дополнительного цилиндра. Когда давление в основном цилиндре больше давления срабатывания переливного клапана, от открывается и сообщает полости цилиндров между собой 11. Недостатком этой пневмогидравлической рессоры являются увеличение ускорений подрессоренных масс и потерь энергии в рессоре за цикл колебаний с ростом частоты ее нагружения и существенная несимметрия гидравлической характеристики при сжатии и отбое. Это приводит к повышению вероятности пробоя подвески и ухудшению плавности хода. Известна пневмогидравлическая рессора, содержащая цилиндр с порщнем, сообщающийся через отверстие в днище упомянутого цилиндра, в котором установлен клапан с гидроаккумулятором 2. Недостатком данной конструкции является то, что гидравлическая характеристика такой рессоры препятствует повыщению скоростей транспортных средств, особенно тяжеловесных и длиннобазных, при движении по неровному пути вследствие резкого увеличения потерь энергии в подвеске, разогрева рессоры, приводящего к нестабильности ее характеристик, и ухудщения плавности хода с ростом частоты нагружения пневмогидравлической рессоры. Цель изобретения - повышение плавности хода транспортного средства с пневмогидравлическими рессорами. Поставленная цель достигается тем, что клапан выполнен в виде корпуса, внутри которого смонтирован щток, соединенный одним концом с затвором, установленным с кольцевым зазором в отверстии, связывающем бесщтоковую полость цилиндра с гидроаккумулятором, и снабжен фиксатором положения щтока, выполненным в виде радиально подпружиненных роликов, причем в средней части штока выполнена проточка для взаимодействия с роликами фиксатора. Кроме того, корпус клапана снабжен выполненным с дроссельным отверстием колпачком, установленным у другого конца штока и ограничивающим с последним полость, сообщенную с бесштоковой полостью цилиндра. Профиль отверстия в днище цилиндра имеет форму сопла Вентури или однополостHord гиперболоида, а профиль проточки выполнен по форме кривой верьзьери Аньези. На фиг. 1 изображена предлагаемая пневмогидравлическая рессора, продольный разрез; на фиг. 2 - клапан и демпфер максимальных колебаний в конце наибольщего хода сжатия; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1 (профиль канавки штока затвора); на фиг. 4 вариант выполнения отверстия в корпусе клапана. Пневмогидравлическая рессора содержит два цилиндра 1 и 2 (фиг. 1), сообщающиеся гидравлическими полостями А и Б через клапан 3 и канал 4. В основном цилиндре 1 находится порщень 5, имеющий выходящий наружу шток 6, в котором выполнено отверстие 7 с конической поверхностью входа 8, В дополнительном цилиндре 2 расположен .плавающий порщень 9, разделяющий жидкость и сжатый газ. В газовой полости В установлена пружина 10, поджимающая плавающий поршень 9 к жидкости. В корпусе клапана 3 (фиг. 2) выполнено отверстие 11 в виде сопла Вентури или однополостного гиперболоида (фиг. 4), в плоскости наименьшего сечения которого установлен с кольцевым зазором & затвор 12 (фиг. 2). Последний имеет направляющий шток 13, на цилиндрической поверхности которого выполнена кольцевая проточка 14. Профиль этой проточки выпсынен про форме кривой верьзьера Аньези, точки перегиба а (фиг. 3) которой являются опорными точками роликовых фиксаторов 15, подвижно установленных в направляющих 16. Пружины 17, задающие усилие начала открытия клапана, упираются одним концом в роликовые фиксаторы 15, постоянно прижимая их к штоку 13, а другим - в резьбовые пробки 18, перемещая которые можно менять величину поджатия п.ружин 17. На резьбовом конце щтока 13, противоположном затвору 12, установлены гайка 19 и шайбы 20, с помощью которых регулируется максимальный ход штока при сжатии рессоры. Максимальный ход штока при отбое регулируется колпачком 21, установленным на резьбовом выступе корпуса клапана. Максимальная величина хода штока 13 в каждую сторону устанавливается в пр.еделах половины длины профиля проточки 14, поэтому равнодействующая сил давления фиксаторов 15 на шток 3 при отклонении затвора 12 клапана от плоскости наименьшего сечения отверстия 11 всегда больше нуля. В колпачке 21 выполнено отверстие 22, через которое замкнутая полость Г в корпусе клапана сообшается с штоковбй полостью А цилиндра 1.

На корпусе клапана 3 неподвижно закреплен корпус демпфера 23 максимальных колебаний, на цилиндрическом выступе которого установлены с зазором относительно последнего пластмассовые кольца 24, поджатые к торцу корпуса демпфера пластинчатой пружиной 25, опирающейся на головку болта 26. Внутри этого болта смонтирован клапан демпфера, состоящий из шарика 27 и пружины 28. Для прохода жидкости из корпуса демпфера 23 в гидравлическую полость А основного цилиндра 1 в первом имеются отверстия 29.

Пневмогидравлическая рессора работает следующим образом.

Колебания транспортного средства при движении его по неровному пути вызывают перемещение штока б относительно цилиндра 1..

На ходе сжатия рессоры, т. е. когда шток 6 входит в основной цилиндр 1, порщень 5 выжимает рабочую жидкость из гидравлической и бесштоковой полости А цилиндра 1 через клапан 3 и канал 4 в гидравлическую полость Б дополнительного цилиндра 2, который сжимает газ и пружину 10 в полости В.

На ходе отбоя, т. е. когда шток 6 выходит наружу из цилиндра I, давление рабочей жидкости в полости А цилиндра 1 уменьшается, и сжатые в полости В газ и пружина 10 перемещают плавающий пор шень 9, который вытесняет рабочую жидкость из полости Б дополнительного цилиндра 2 через канал 4 и клапан 3 в полость А основного цилиндра 1.

Вследствие разности давлений в полостях Л и при работе рессоры на затворе клапана 12 создается перепад давления.

Пока колебания транспортного средства происходят с частотами, не превышающими частоты конца резонансной зоны, скорость перемещения штока б поршня 5 относительно основного цилиндра 1 такова, что силы, вызванной перепадом давления на затворе 12 клапана, недостаточно для преодоления равнодей.ствую1цей сил давления фиксаторов 15 на шток 13, которая возникает при открывании клапана 3. Клапан 3 закрыт, т. е. затвор 12 клапана находится в плоскости наименьшего сечения отверстия 11, и рабочая жидкость перетекает из полости

А в полость Б и обратно через кольцевой зазор

При дальнейшем повышении частоты колебаний увеличивается скорость течения жидкости через клапан 3 и перепад давления за затворе 12. Сила, вызванная перепадом давления, становится больше равнодействуюшей сил давления роликовых фиксаторов 15 на направляющий щток 13, в результате чего затвор 12 клапана перемещается в сторону течения жидкости, увеличивая проходной зазор между поверхностью отверстия II и кромкой затвора 12.

Вместе с затвором 12 перемещается и шток 13. При этом роликовые фиксаторы

5 15 перекатываются вдоль проточки 14, а сами фиксаторы 15 перемещаются в направляющих 16, сжимая пружины 17, что приводит к увеличеню сил давления фиксаторов 15 на шток 13 и угла наклона этих сил к оси последнего. Выбранная форма профиля проточки 14 обеспечивает такое соотношение между увеличением самих сил и угла наклона их к оси штока 13, что равнодействующая этих сил уменьшается с увеличением смещения затвора 12 от плоскости

5 наименьшего сечения отверстия 11.

В связи с увеличением проходного зазора между поверхностью отверстия 11 и кромкой затвора 12 уменьшаются также перепад давления на затворе 12 клапана и сила, вызванная им. В момент, когда равнодействующая сил давления роликовых фиксаторов 15 на направляющий шток 13 становится равной силе, вызванной перепадом давления на затворе 12, наступает динамическое равновесие последнего. При этом сила гидравлического сопротивления

рессоры меньше, чем при расположении затвора 12 в плоскости наименьшего сечения отверстия 11, а скорость относительного движения цилиндра 1 и штока 6 больше.

Одновременно с перемещением штока 13 О изменяется объем замкнутой полости Г, вызывающая дросселирование рабочей жидкости через отверстие 22 в колпачке 21, что предупреждает колебания затвора 12 около положения динамического равновесия.

При дальнейшем увеличении относительной скорости движения цилиндра 1 и штока 6 описанный процесс повторяется до момента занятия затвором положения нового динамического равновесия с новой еще g меньшей силой гидравлического сопротивг ления рессоры. Этот процесс продолжается до момента, пока гайка 19 не начинает упираться в торцовую поверхность корпуса клапана на ходу сжатия или колпачка 21 на ходу отбоя.

5 Уменьшение скорости относительного движения цилиндра 1 и щтока 6 при уменьщении частоты колебаний сопровождается уменьшением перепада давления на зат.;|)е 12 клапана, в результате чего равнолл-йствующая сила давления фиксаторов 15 па 1ПТОК 13 становится больше силы, вызванной 11ерепадО М давления на затворе 12, что вызывает неремещеиие затвора 12 в сторону, противоположную течению жидкости через клапан 3, и соответственно увеличение силы гидравлического сопротивления рессоры. При появлении в подвеске больших колебаний в работу вступает демпфер максимальных колебаний. При сжатии рессоры корпус демпфера 23 максимальных колебаний входит в отверстие 7 штока 6. При этом пластмассовые кольца 24, устанавливаясь конической поверхностью входа 8, перекрывают отверстие 7, и вследствие повышения давления под пластмассовыми кольнами 24, шарик 27 клапана демпфера перемешается, сжимая пружину 28. Рабочая жидкость, перетекая в корпус демпфера 23 и далее через отверстие 29 в гидравлическую полость А цилиндра 1, создает большую силу сопротивления, необходимую для эффективного гашения колебаний. При ходе отбоя давление под пласт.массовыми кольцами 24 уменьшается и клапан демпфера закрывается. Однако разрежение под пластмассовыми кольцами 24 не создается, так как они перемешаются, сжимая пластинчатую пружину, и образуя тем самым зазор между торцом корпуса де.мпфера 23 и кольцами 24, через который перетекает жидкость, причем сила сопротивления демпфера максимальных колебаний при отбое рессоры устанавливается болто.м 26 путем изменения натяжения пластинчатой пружины 25. Применение предлагаемой пневмогидравличеекой рессоры позволит улучшить плавность хода транспортного средства.

1. ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РЕССОРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая цилиндр с поршнем, клапан, перекрывающий отверстие в днище цилиндра и отделяющий гидроаккумулятор, смонтированный в бесштоковой полости, и демпфер максимальных колебаний, отличающаяся тем, что, с целью повыщения плавности хода транспортного средства, клапан выполнен в виде корпуса, внутри которого смонтирован щток, соединенный одним концом с затвором, установленным с кольцевым зазором в упомянутом отверстии, и снабжен фиксатором положения щтока, выполненным в виде радиально подпружиненных роликов, причем в средней части щтока выполнена проточка для взаимодействия с роликами фиксатора. 2.Пневмогидравлическая рессора по п. 1 отличающаяся тем, что, корпус клапана снабжен выполненным с дроссельным отверстием колпачком, установленным у другого конца щтока и ограничивающим с последним полость, сообщенную с бесштоковой полостью цилиндра. 3.Пневмогидравлическая рессора по П-. 1, отличающаяся тем, что профиль отверстия в днище цилиндра имеет форму S сопла Вентури или однополостного гипер(Л болоида. 4.Пневмогидравлическая рессора по п. 1, отличающаяся тем, что профиль проточки выполнен по форме кривой верьзьера А пьез и.