Активная подвеска транспортного средства Советский патент 1989 года по МПК B60G25/00 

Изобретение относится к подвескам транспортных средств, в частности к активным подвескам.

Цель изобретения - повышение эффективности путем повыщения точности регулирования сопротивления амортизатора

На фиг. 1 приведена принципиальная схема активной подвески транспортного средства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Активная подвеска транспортного средства состоит из емкостного датчика 1, установленного перед передним колесом транспортного средства, и емкостного датчика 2, установленного на днище транспортного средства на равных расстояниях от поверхности земли. Имеется электрод 4, контактирующий с поверхностью 3 и подключенный к первой диагонали мостовой схемы, состоящей из потенциометров 5 и 6 и датчиков 1 и 2. Другая диагональ мостовой схемы запитывается от генератора 7 высокой частоты, а в первую диагональ включен детектор 8, выход которого подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя 9. Инвертирующий вход усилителя 9 подключен к массе через терморезистор 10, а к выходу усилителя - через потенциометры 11 и 12, которые образуют цепь отрицательной обратной связи (ООС). Потенциометр 11 имеет щкалу 13, проградуи- рованную в единицах перевозимого груза, например в килограммах, а потенциометр 12 корректирует величину износа амортизатора и имеет щкалу 14, проградуирован- ную в единицах износа деталей, например в микронах.

Имеется второй операционный усилитель 15, инвертирующий вход которого подключен к массе через резистор 16, а к выходу усилителя - через потенциометр 17 и резистор 18, которые образуют цепи ООС. Неинвертирующий вход операционного усилителя 15 подключен к источнику тока +12В через входной делитель, который образован резистором 19 и потенциометром 20, кине- матически связанным с датчиком 21 скорости движения транспортного средства, например со спидометром автомобиля. Выход операционного усилителя 9 подключен к первой обмотке 22 электромагнитного кла0 пана гидравлического амортизатора 23, а выход операционного усилителя 15 подключен - ко второй обмотке 24 электромагнитного клапана. Обмотка 22 расположена на магнитопроводе с зубцами 25, .а обмотка 24 - на магнитопроводе с зубцами 26, которые расположены нэд зубчатым магнитопроводом 27 цилиндрическрй задвижки 28. В средней части задвижка 28 закреплена через подшипник 29 на штоке 30 амортизатора 23, а в нижней части задвижка 28 подвижно установлена в кольцевой выемке 31 поршня 32 амортизатора 23. Поршень 32 имеет входные 33 и выходные 34 каналы, которые сообщают пространство под поршнем 32 амортизатора 23 с пространством над поршнем 32 амортизатора 23 через отверстия 35 в цилиндрической задвижке 28. При этом зубцы 25 и 26 магнитопровода встречно смешены относительно зубцов магнитопровода 27 задвижки 28, первые концы обмоток 22 и 24 выведены через внутреннюю полость 36, выполненную в штоке 30 амортизатора, а вторые концы указанных обмоток соединены с массой. В нижней части поршень 32 снабжен уплотняющим кольцом 37.

Подвеска работает следующим образом.

При движении транспортного средства по ровному участку дороги расстояние от поверхности 3 земли до пластины датчика 1 и 2 одинаково, поэтому мостовая схема сбалансирована, поскольку активное сопротивление потенциометров 5 и 6 равно реактивному сопротивлению емкостных датчиков 1 и 2. Напряжение на вход детектора 8 не поступает, также отсутствует напряжение на входе усилителя 9 и на его выходе, поэтому на первую обмотку 22 электромагнитного клапана амортизатора 23 напряжение не поступает, зубцы 25 не намагничены и не взаимодействуют с зубцами магнитопровода 27 задвижки 28. При этом на вторую обмотку 24 электромагнитного клапана амортизатора 23 поступает напряжение с выхода усилителя 15, поскольку на его неинвертируюший вход с делителя, образованного потенциометром 20 и резистором 19, подается положительный уровень от источника +12В. Зубцы 26 на1магничиваются и взаимодействуют с зубцами магнитопровода 27 задвижки 28, которая поворачивается на подшипнике 29 таким образом, что зубцы 26 совмещаются с зубцами магнитопровода 27. При этом отверстия 35 в задвижке 28 полностью сообщают между собой входные 33 и выходные 34 каналы в поршне 32, поэтому гидравлический амортизатор 23 имеет минимальное сопротивление. Это обеспечивает гашение низкочастотных колебаний и инфранизких колебаний -кузова транспортного средства, которые вредно влияют на работоспособность водителя и появляются при движении по дорогам с хорошим покрытием, на которой неровности имеют большой радиус и плавно меняющийся профиль. Также хорошо на указанном режиме работы амортизатор гасит высокочастотные колебания в подвеске, которые возникают на дорогах с покрытием от воздействия микронеровностей.

При появлении на дороге перед транспортным средством неровности в виде впа0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

дины или выступа, радиус которой вызывает удары в подвеске или колебания корпуса средней частоты со значительными ам- .плитудами, расстояние между пластиной датчика 1 и поверхностью 3 дороги изменяется по сравнению с расстоянием от датчика 2 до поверхности 3 дороги. Баланс мос- говой схемы нарушается и на era диагонали появляется сигнал, пропорциональный величине неровности на дороге. Этот сигнал поступает на детектор 8, который выделяет из него низкочастотную и информационную составляющую сигнала и отсекает высокочастотную несущую составляющую генератора 7. Полезный сигнал, по форме идентичный форме неровности на дороге, подается на первую обмотку 22 электромагнитного клапана. Зубцы намагничиваются и, взаимодействуя с зубцами магнитопровода 27 задвижки 28, поворачивают t-e на под- шипн1п е 29 таким образом, чтобы зубцы 25 максимально совместились с зубцами магни- гопровода 27. Однако указанное смещение задвижки 28 наруи:ает совмещение зубцов магнитопроводов 26 и 27, которые притягиваются друг другу по.а действием тока, протекающего через обмотку 24 в цепи усилителя 15. Поэтому задвижка 28 устанавливается в положение динамического равновесия, когда силы притяжения ее зубцов и встречно смещенным зубцам 25 и 26 равны между собой. При этом задвижка 28 сме цается относительно первоначального положения на величину, пропорциональную величине с детектора 8, т. е. пропорционально величине неровности на дороге. Отверстия 35 задвижки 28 смещаются и частично перекрывают входные 33 н выходные 34 каналы порщня 32, через которые жидкости протекают меньше, поэтому сопротив- . амортизатора увеличивается на величину, пропорциональную величине неровности на дороге. При этом дав.чение жидкости на задвижку 28 в каждом отдельном канале 33 и 34 компенсируется противоположным давлением на задвижку 28 в противоположном канале 33 и 34 (см. фиг. 2), что повышает точность регулирования.

Поскольку интенсивность воздействия одной и той же неровности дороги на пол- веску и амортизатор зависит от скорости движения транспортного средства и с увеличением скорости все более приобретает характер удара, то сопротивление амортизатора должно увеличиться пропорционально скорости движения для ликвидации пробоен в подвеске. Для этого служит датчик 21 скорости движения транспортного средства, которым является, например. 1птатны1 спидометр автомобиля, к приводу которО1 о кинематически подключен потенциометр 20. сопротив.1енир которого увеличивается пропорционально скорости движения. Таким образом, чем бо.пыпе скорость движения транспортного cpe. iCTFsa, тем больше величина сопротивления, поэтому меньше положительный уровень от источника +12В поступает на неинвертируюн1ий вход усилителя 15, меньше уровень напряжения с выхода усилителя 15 на обмотку 24 электромагнитного клапана. Поэтому динамическое равновесие задвижки 28 смешается в сторону притяжения зубцов обмотки 22, что приводит к более значительному перекрытию отверстия1461650

6

делителя в цепи ООС усилителя 9. Понижение температурь увеличивает вязкость жидкости, что неоправданно повышает сопрго- тивление амортизатора. Поэтому для устранения этого недостатка терморезистор 10 корректирует делитель цепи ООС таким образом, что инвертирующий вход усилителя 9 становится менее заземленным, поэтому глубина ООС возрастает, сигнал с выхода усилителя 9 снижается и сопротивление амор л. . 1 . бопее значительному церекрьиши uiBCjjv inn-...«.../1 v,.,..,,.,.. ,. -, i

ми 35 задвижки 28 каналов 33 и 34 в порш-. Ю тизатора 23 также снижается на необхоне 32, и увеличения жесткости амортизатора 23 на величину, необходимую для ликвидации пробоев в подвеске при данной скорости движения транспортного средства. Для установки указанного соответствия при калибровке устройства используют потен- циметр 17 в цепи ООС усилителя 15, который затем контрят. Для корректировки сопротивления амортизатора в зависимости от величины перевозимого груза служит потенциометр 11 со шкалой 13, проградуи- рованной в единицах перевозимого груза, а для корректировки износа деталей амортизатора, например появление зазора между поршнем 32 и корпусом амортизатора 23, что снижает его жесткость, служит потенциометр 12 со шкалой 14, проградуирован- ной в единицах износа амортизатора (в микронах). Потенциометры 11 и 12 установлены в цепи ООС усилителя 9 и используются водителем в процессе эксплуата15

. j -.

димую величину. Наоборот, перегрев амортизатора и снижение вязкости жидкости ниже допустимой компенсируется терморезистором 10 и цепью ООС усилителя 9 за счет увеличения сопротивления амортизатора на необходимую величину. При этом вибрации и удары не нарушают положение задвижки 28, которая жестко установлена по вертикали и сбалансирована по горизонтали, что повышает точность регулирования.

Формула изобретения

Активная подвеска транспортного средства по авт. св. № 1167044, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения точности регулиро- 25 вания сопротивления амортизатора, она снаб жена датчиком скорости, дополнительным усилителем, а клапан - дополнительной обмоткой, при этом один вход дополнительного усилителя подключен к датчику скорос20

П ( ) П h KJ I L П DvJ Ч rl C ICiVl D It IJW ,. iv iiii I - 1

ц и амортизатора. Увеличение указанных Be- 30 ™ ™, „ ..„„,„.„ оо-,,,,„ыи - ппугой вход подключен к «массе, а выхо

личин и в соответствии с ними величин потенциометров 11 и 12 приводит к снижению глубины ООС усилителя 9 и увеличению его усиления, что увеличивает постоянную со ставляюшую тока подмагничи- вания через обмотку 22 электромагнитного клапана и приводит к увеличению сопротивления амортизатора на необходимую величину. Также автоматически сопротивление амортизатора 23 меняется в зависимости от температуры жидкости за счет изменения сопротивления терморезистора 10

35

другой вход подключен к «массе, а выход соединен с дополнительной обмоткой электромагнитного клапана, который включает в себя установленный с возможностью поворота относительно штока цилиндр с отверстиями в его стенках для соединения прохо- дяших через поршень каналов и жестко закрепленный на цилиндре кольцевой зубчатый магнитопровод, при этом обмотки смонтированы на штоке, а их части, чередуясь, расположен по окружности напрот в 40 зубчатых выступов магнитопровода.

тизатора 23 также снижается на необхо5

. j -.

димую величину. Наоборот, перегрев амортизатора и снижение вязкости жидкости ниже допустимой компенсируется терморезистором 10 и цепью ООС усилителя 9 за счет увеличения сопротивления амортизатора на необходимую величину. При этом вибрации и удары не нарушают положение задвижки 28, которая жестко установлена по вертикали и сбалансирована по горизонтали, что повышает точность регулирования.

Формула изобретения

Активная подвеска транспортного средства по авт. св. № 1167044, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения точности регулиро- 25 вания сопротивления амортизатора, она снабжена датчиком скорости, дополнительным усилителем, а клапан - дополнительной обмоткой, при этом один вход дополнительного усилителя подключен к датчику скорос20

30 ™ ™, - ппугой вход подключен к «массе, а выхо

™ ™, ппугой вход подключен к «массе, а выхо

другой вход подключен к «массе, а выход соединен с дополнительной обмоткой электромагнитного клапана, который включает в себя установленный с возможностью поворота относительно штока цилиндр с отверстиями в его стенках для соединения прохо- дяших через поршень каналов и жестко закрепленный на цилиндре кольцевой зубчатый магнитопровод, при этом обмотки смонтированы на штоке, а их части, чередуясь, расположен по окружности напрот в зубчатых выступов магнитопровода.

33