Активная пневмогидравлическая подвеска транспортного средства Советский патент 1986 года по МПК B60G25/00 

2, Подвеска по п. 1, о т л и- чающаяся тем, что каждый кла- узел содержит корпус со штуцерами для соединения с одной из полостей гидроцилиндра связи соответственно с одними из вытеснительных камер и с пневмогидравлическими, камерами давления, размещенный внутри него с кольцевым зазором цилиндр с радиальными каналами на боковой поверхИзобретение относится к подвескам транспортных средств, в частности к активным пневмогидравлическим подвескам.

Цель изобретения - обеспечение стабильности работы подвески в активном режиме путем предотвращения блокировки подвески при недостаточной подаче гидронасоса.

На фиг. 1 представлена принципи- альная схема активной пневмогидравли ческой подвески транспортного средства; на фиг. 2 - клапанный узел, продольный разрез.

Активная пневмогидравлическая под веска транспортного средства содержит г щpoцилиндp связи, корпус 1 которого шарниром 2 связан с подрессоренной массой транспортного средства а шток 3 шарниром 4 - с неподрессо- ренной массой транспортного средства К штоку 3 прикреплен поршень 5, отделяющий в корпусе 1 поршневую полость А от штоковой полости Б ,

Поршневая полость А магистралью через клапанный узел 6 сообщена с гидравлической полостью Ь камеры 7 прямого/давления. Эта полость эластичной диафрагмой 8 отдех ена от пневматической полости Г. Клапанный узел 6 посредством магистрали S сообщен с полостью D гидравлической Бытеснительной камеры 9 прямого давления. Эта полость эластичной диафрагмой 10 отделена от полости Е. Штоковая полость Б магистралью В сообщена через клапанный узеп 11 с гидравлической полостью хс камеры 12 противодавления. Полость ж отделена от пневматической полости U эластичной диафрагмой 13.

ности, обратный клапан, установленный на торцовой поверхности цилиндра со стороны первого штуцера, управляемый чашеобразный и вспомогательный клапаны, подпружиненные один относительно другого размещенные внутри ци- линд1за с возможностью попеременного перекрытия его радиальных каналов и выполненные с осевыми отверстиями.

2

Клапанный узел 11 посредством магистрали 1 сообщен с полостью гидравлической вытеснительной камеры 14 противодавления. Последняя эластичной диафрагмой 15 отделена от полости Jl . Полости Е и jl вьп есни- тельных камер 9 и 14 посредством магистралей (х и е связаны с электрогидравлическим распределителем 16, который имеет полости /М и Н управления . В эти полости жидкость подводится из напорной магистрали гидронасоса 17 через дроссели постоянного сопротивления 18 и 19. Жидкость из полостей/Ч и И сливается через сопла 20 и 21, мезкду которыми расположена заслонка 22, в бак 23.

Поршневая полость/I и штоковая полость Б соединенъ с первичными измерительными преобразователями 24 и 25 формирующими сигналы, пропор1щональ- Hbie давлению в соответствуюш,ей полости, умноженному .на соответствующую рабочую площадь поршня. Выходы преобразователей 24 и 25 соединены со входом сумматора 26. Последний формирует сигнал, пропорциональный величине вертикальной поверхностной силы действующей через гидроцилиндр связи на, подрессоренньм корпус транспортного средства.

Преобразователи 24 и 25 с сумматором 26 образуют измеритель силы. За- даюш;ий блок 27 формирует сигнал, пропорциональный нагрузке на колесо, опредеочяемой статическим весом подрессоренных частей, продольными и поперечными перегрузками, а также продольным и поперечным уклоном дороги. Выходы сумматора 26 и задающего блока 27 соединены со входом сравниваю3

28, откуда сигнал поступает в усили- в электромеханически

щего устройства расе оглас ования тель 29 и далее преобразователь 30.

Каждый клапанный узел 6 и 11 со- держцт кой 32 полнены каналы м, Ь соответственно.

1

корпус 31, закрытый крышсо штуцером 33, в котором выпри этом объем полости Л уменьшается и жидкость из нее вытесняется через клапанный узел 6 в пневмогидрав- лическую камеру 7 прямого давления. При увеличении давления в полости А в клапанном узле 6 открывается управляемый клапан 40 (смеш;ается вправо, сжимая пружину 49) и жидкость из полости Д по каналам Ж и /I , через кольКорпус 31 выполнен со штуцером 34,

соединяющим клапанную коробку с пнев-10 цевой зазор М, осевые каналы С и штуцер 34 вьи-есняется в гидравлическую полость В камеры 7 прямого давления. При этом сжимается газ в полости Г, отделё Нной от полости В эластичной

30

могидравлическими камерами 7 и 12. Штуцер 35 образует каналы S и 7,, соединяющие клапанные узлы с вытесни- тельными камерами 9 и 14.

В корпусе 31 установлен цилиндр 36,15 диафрагмой 8. смонтированный в корпусе посредством опорного диска 37 и распорных -колец 38 и 39.

В торцовой стенке цилиндра 36 выполнены осевые каналы , Ц , а в боко- 20 вых стенках выполнены радиальные каналы k, л . Цилиндр 36 установлен в корпусе с кольцевым зазором М. В цилиндре 36 установлен чашеобразный управляемый клапан 40, взаимодейст- 25 вуюпщй своей конической рабочей поверхностью 41 с седлом 42. Управляе- мьш клапан 40 имеет хвостовик, смонтированный с возможностью осевого перемещения в цилиндре 36. В хвостовике вьшолнена полость П, сообщенная осевым каналом Н и радиальными каналами П со штуцером 33.

На торцовую поверхность цилиндра 36 опирается пластинчатый обратный клапан 43, нагруженный пружиной 44, упирающейся в гайку 45, навернутую на удлиненную часть цилинд- ра 36. В полости последнего смонтирован вспомогательньш клапан 46, кони- о ческая рабочая поверхность 47 которого взаимодействует с коническим седлом 48, вьшолненным на торцовой стороне клапана 40, противолежащей его рабочей стороне. Между клапана- ми 40 и 46 расположена пружина 49, а в боковой стенке цилиндра 36 выполнен канал Р, сообщающий кольвнутренней полостью

цилиндра 36. В опорном диске 37 ВЬШОЛ-.Q нены осевые каналы С, соединяющие кольцевой зазор л/ со штуцером 34 и пневмогидравлическими камерами прямого и противодавления.

Активная пневмогидравлическая под-55 веска работает следующим образом.

При наезде на выступающую неровность шток 3 с поршнем 5 движутся

35

радиальный цевой зазор А с

Давление в поршневой полости А увеличивается, а в штоковой полости Б, объем которой растет, давление падает. Следовательно, суммарная вертикальная поверхностная сила, с которой корпус 1 гидроцилиндра действует на подрессоренную массу через шарнир 2, увеличивается по сравнению со статическим или заданным значением. Поэтому на выходе сравнивающего устройства 28 появляется положительный сигнал рассогласования, который усиливается в усилителе 29 и поступает в электромеханический преобразователь 30, представляющий собой поляризованный электромагнит, якорь которого управляет положением заслонки 22. Заслонка 22 при этом смещается вправо, прикрывая сопло 20 и открывая сопло 21, что приводит к повьш1ению давления в полости Н и смещению золотни- ка распределителя 16 - -в позицию 1. Жидкость от насоса 17 через распределитель 16, установленный в позицию I, поступает в полость /1 вытесни- тельной камеры 14 противодавления. Объем полости Л увеличивается за счет того, что происходит вытеснение жидкости из полости k, отделенной от полости Д эластичной диафрагмой 15. Жидкость из полости К поступает в клапанный узел 11 по магистрали i. При этом на вспомогательном клапане 46 образуется перепад давления, благодаря которому он смещается влево, сжимая пружину 49, и своей конической рабочей поверхностью 47 садится на коническое седло 48, выполненное на торцовой стороне управляемого клапана 40. При этом вспомогательный клапан 46 перекрьшает радиальньш канал р. Управляемый клапан 40 своей конической рабочей поверхностью 41 плотно

964

вверх,

при этом объем полости Л уменьшается и жидкость из нее вытесняется через клапанный узел 6 в пневмогидрав- лическую камеру 7 прямого давления. При увеличении давления в полости А в клапанном узле 6 открывается управляемый клапан 40 (смеш;ается вправо, сжимая пружину 49) и жидкость из полости Д по каналам Ж и /I , через коль0

15 диафрагмой 8.

20 5

о

Q

5

5

Давление в поршневой полости А увеличивается, а в штоковой полости Б, объем которой растет, давление падает. Следовательно, суммарная вертикальная поверхностная сила, с которой корпус 1 гидроцилиндра действует на подрессоренную массу через шарнир 2, увеличивается по сравнению со статическим или заданным значением. Поэтому на выходе сравнивающего устройства 28 появляется положительный сигнал рассогласования, который усиливается в усилителе 29 и поступает в электромеханический преобразователь 30, представляющий собой поляризованный электромагнит, якорь которого управляет положением заслонки 22. Заслонка 22 при этом смещается вправо, прикрывая сопло 20 и открывая сопло 21, что приводит к повьш1ению давления в полости Н и смещению золотни- ка распределителя 16 - -в позицию 1. Жидкость от насоса 17 через распределитель 16, установленный в позицию I, поступает в полость /1 вытесни- тельной камеры 14 противодавления. Объем полости Л увеличивается за счет того, что происходит вытеснение жидкости из полости k, отделенной от полости Д эластичной диафрагмой 15. Жидкость из полости К поступает в клапанный узел 11 по магистрали i. При этом на вспомогательном клапане 46 образуется перепад давления, благодаря которому он смещается влево, сжимая пружину 49, и своей конической рабочей поверхностью 47 садится на коническое седло 48, выполненное на торцовой стороне управляемого клапана 40. При этом вспомогательный клапан 46 перекрьшает радиальньш канал р. Управляемый клапан 40 своей конической рабочей поверхностью 41 плотно

прижат к седлу 42. Жидкость по каналу 2 через центральное осевое отверстие во вспомогательном клапане 46 поступает в полость П и из нее по осевому каналу Н и радиальным каналам П и К подводится в магистраль и и штоковую полость 5. При достаточной производительности насоса обратный клапан 43 закрыт. Давление в што- ковой полости, при подаче в нее жидкости от насоса, увеличивается, что приводит к частичной или полной компенсации увеличения суммарной поверхностной силы, действующей через гид- роцилиндр на подрессоренный корпус транспортного средства. Последнее способствует уменьшению ускорений, испытываемых подрессоренным корпусом и повьЕиению плавности хода транспортного средства.

При недостаточной производительности гидронасоса 17 в цггоковой полости Б , а также и в магистрали В создается разрежение. Под действием образующегося при этом перепада давлений открывается обратный клапан 43 и жидкость из гидравлической полости Ж пневмогидравлической камеры 12 противодавления по осевым каналам С ., выполненным в диске 37, зазору М и осевым каналам U поступает к штуцеру 33, в магистраль & и полость Б .,

В случаях, когда наезд на выступающую неровность сопровождается резким уменьшением высоты неровности, с помощью клапанного узла 11 предотвращается блокировка пневматического упругого элемента и отрыв колес от грунта. Действительно, уменьшение высоты неровности сопровождается уменьшением силы, действующей на шток 3 со стороны колеса, что автоматически приводит к увеличению давления в полости Б . Давление в полостях 6, П и К выравнивается, вспомогательный клапан 46 под действием пружины 49 занимает крайнее правое положение, когда открывается канал.р Жидкость из полости П по каналу поступает в кольцевой зазор .М-и дале через осевые каналы С в полость . При этом давление в полости П уменьшается и на клапане 40 образуется перепад давлений, под действием которого он, сжимая пружину 49, смещается вправо и открывает проход жидкости из штоковой полости 6 через осе0

5

0

5

0

5

5

0

5

вые каналы Ж, радиальные каналы ,/ , кольцевой зазор М, осевые каналы С и штуцер 34 в гидравлическую полость камеры 12 противодагшения. Обеспечение возможности истечения жидкости из полости Б предотвращает Блокировку упругого элемента и отрыв колес от грунта при резком уменьшении высоты неровности, следующим сразу за выступом.

При наезде на яму подвеска работает аналогично. Шток 3 с поршнем 5 двигается вниз. При этом объем полости b уменьшается, а давление в ней увеличивается, под действием этого давления управляемый клапан 40 клапанного узла 11, сжимая пружину 49, смещается вправо и жидкость по осевым каналам Ж и радиальным каналам А , выполненным в цилиндре 36, поступает в кольцевой зазор М , откуда через осевые каналы С , выполненные в диске 37, подводится к штуцеру 34, а от него в полость % пневмогидравлической камеры 12 противодавления.

полости А увеличивается, давление в ней уменьшается. Последнее приводит к тому, что суммарная вертикальная Поверхностная сила, действующая на подрессоренный корпус через гидроцилиндр, уменьшается. Следовательно., на выходе из сравнивающего устройства 28 появляется отрицательный сигнал рассогласования, который усиливается в усилителе 29 и подается на электромеханический преобразователь 30, Последний смещает заслонку 22 влево. При этом заслонка 22 прикрывает сопло 21 и открывает сопло 20. Давление в полости Л1 возрастает и золотник распределителя 16 устанавливается в позицию II, в которой он осуществляет подвод жидкости от гидронасоса 17 в полость вытеснительной гидравлической камеры 9 прямого давления. Объем полости Е увеличивается, а объем отделенной от нее эластичной диафрагмой 10 полости D уменьшается. Жидкость из полости T) подается по каналу 5 в клапанную коробку 6, где она подходит к вспомогательному клапану 46. Последний за счет образующегося на нем перепада давлений смещается влево, сжимая пружину 49. Его коническая рабочая поверхность 47 прижимается к коническому седлу 48, перекрывая радиальный канал р в стенке цилинд7

pa 36. Управляемый клапан 40 своей конической рабочей поверхностью 41 плотно прижат к седлу 42. Жидкость по каналу 5 поступает в полость П и из нее по осевому каналу И и радиаль ным каналам П и К поступает по магистрали ск в поршневую полость А . Давление в полости Д увеличивается, что приводит к частичной или полной компенсации уменьшения величины вертикальной поверхности силы, действую щей на подрессоренный корпус со стороны гидроцилиндра.

В случае недостаточной подачи насоса, -когда он не успевает заполнять поршневую полость А при наезде на яму, для предотвращения разрыва гидравлического потока дополнительное количество жидкости в эту полость поступает из гидравлической полости В камеры 7 прямого давления по пути: штуцер 34, осевые каналы С в опорном диске 37, кольцевой зазор /М , осевые каналы U. в цилиндре 36 При этом обратный клапан 43 открывается .

В случае, если при наезде на яму последует резкое увеличение высоты

неровности, с помощью клапанного (

439648

узла 6 предотвращается блокировка пневматического упругого элемента и жесткие удары в подрессоренный корпус, передаваемые от колеса через 5 гидроцилиндр. Действительно, увеличение высоты неровности приводит к росту давления в поршневой полости Л . Давление в полостях Aj П и Г выравнивается, перепад давлений на вспомо10 гательном клапане 46 равен нулю, и под действием пружины 49 он смещается в крайнее правое положение, открывая радиальный канал р , соединяющий по- лостьТ с кольцевым зазором А1 и Г1Щt5 равлической полостью В камеры 7 прямого давления. При этом давление в полости П падает, поэтому под действием нарастающего давления в полости управляемый клапан 40 смещается

20 вправо и открывает осевые каналы С и радиальные каналы Л в цилиндре клапанного узла 6. Жидкость из полости , по названным каналам, а также через кольцевой зазор М, осевые кана25 лы С поступает в гид1)авлическую полость В камеры 7 прямого давления, сжимая газ в полости Г . Таким образом предотвращается блокировка упругого элемента.

Ч.