Пневматический демпфер Советский патент 1991 года по МПК B60N2/52 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к пневматическим демпферам, и может быть использовано преимущественно в подвесках сидений мобильных машин.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена схема пневматического демпфера.

Демпфер содержит пневматический цилиндр 1 и поршень 2, разделяющий цилиндр на две полости А и Б и связанный через шток 3 с амортизируемым объектом 4, а также

управляемые клапаны 5 и 6 с сердечниками 7 и 8, разделяющие полости А и Б с атмосферой и подключенные к блоку 9 управления, с которым также соединены датчики 10 и 11 давления полостей А и Б и датчик 12 относительного перемещения.

Блок 9 управления содержит два параллельно соединенных компаратора 13 и 14, входы которых соединены с датчиками 10 и 11 давления, а выходы - напрямую через элемент И-НЕ 15с одним из входов элемента И 16, а через элемент НЕ 17 - с R-входом асинхронного RS-триггера 18. Другой вход

элемента И 16 соединен с выходом детектора 19 нулевого уровня, вход которого соединен с выходом дифференциатора 20, к которому подключен датчик 12 относительного перемещения, при этом выход элеиен- та И 16 подключен к S-входу RS-триггера 18. В состав блока 9 входит усилитель 21. Кроме того, блок 9 снабжен дополнительными элементами И 22 и НЕ 23, дополнительным асинхронным RS-триггером 24 и двухпоро- говым переключателем 25, состоящим из двух дополнительных компараторов, опорные напряжения которых установлены соответственно максимальным амплитудам возвратно-поступательных перемещений поршня 2 в упругой области работы демпфера. Датчик 12 относительного перемещения подключен к двухпороговому переключателю 25, выход которого подключен к первому входу дополнительного элемента И 22, к второму входу которого подключен выход основного RS-триггера 18, соединенного с входом дополнительного элемента НЕ 23, подключенного к R-входу дополнительного RS-триггера 24, выход которого подключен к входу усилителя 21, а вход соединен с выходом дополнительного элемента И 22.

Блок 9 управления на выходе из усилителя 21 формирует два уровня сигнала: соответствующий 1 и соответствующий О. В случае 1 клапаны открыты, а в случае О закрыты.

Дифференциатор 20 нулевого уровня срабатывает в случае входного сигнала, равного О, компараторы 13 и 14 - в случае верхнего (на схеме) входного сигнала, большего или равного нижнему входному сигналу, а двухпороговый переключатель 25 - в случае сигналов, находящихся вне полосы, ограниченной опорными напряжениями Ui и Ua, соответствующими амплитудам ± а относительных перемещений объекта 4 амортизации (соответствуют упругой области работы демпфера).

Пневматический демпфер работает следующим образом.

В исходном положении давление в полостях А и Б равно атмосферному, а скорость амортизируемого объекта А равна нулю, поэтому на выходе детектора 19 нулевого уровня формируется сигнал, соответствующий 1й. На выходе компараторов 13 и14 также формируются сигналы, соответствующие Г, и поэтому на R-вход триггера 18 поступает сигнал Г, на S-вход - О, что соответствует сигналу О на выходе триггера 18, который поступает на один из входов элемента И 22. С переключателя 25 на другой вход элемента И 22 поступаает также сигнал О, так как в статическом состоянии

объект 4 амортизации (и поршень 2) находится в полосе амплитуд ± а. Таким образом, на R-вход триггера 24 поступает сигнал Г, а на S-вход - О, что соответствует

сигналу О на выходе триггера 24, сигналу О на входе в усилитель 21, и, следовательно, в исходном положении клапаны 5 и 6 закрыты.

При ходе сжатия (перемещение поршня

0 2 вниз) объем полости Б уменьшается, а объем полости А увеличивается, следовательно, давление в полости Б возрастает, а в полости А падает, и усилие сопротивления нарастает пропорционально перемещению

5 поршня 2. При этом на выходе компаратора 13 формируется сигнал О, а на выходе компаратора 14 - 1, следовательно, на R-вход триггера 18 подается сигнал О. На S-вход триггера 18 также подается сигнал О, так

0 как О поступает на вход элемента И 16 с детектора 19 нулевого уровня вследствие наличия отличной от нуля скорости движения объекта 4 амортизации. Значения и R 10 соответствуют предыдущему состоя5 нию триггера 18, т.е. сигналу О на его выходе. Таким образом, на S-вход триггера 24 независимо от сигнала переключателя 25 (О или 1 в зависимости от амплитуды перемещения) поступает сигнал О, а на

0 R-вход - 1, что соответствует сигналу О на выходе триггера 24 и закрытому состоянию клапанов 5 и 6.

В момент перемены направления движения амортизируемого объекта 4 с порш5 нем 2 (начало хода отбоя) на выходе детектора 19 нулевого уровня формируется кратковременный импульс, соответствующий 1, и на S-вход триггера 18 подается сигнал 1, при этом на R-входе сохраняется

0 сигнал О, так как давление в полости Б превышает давление в полости А, и на выходе триггера 18 формируется сигнал, соответствующий 1, который подается на один из входов элемента И 22 и вход элемента НЕ

5 23. Состояние другого входа элемента И 22 зависит от амплитуды относительного перемещения амортизируемого объекта 4 и, следовательно, поршня 2. При этом возможны два случая.

0 1. Амплитуда относительного перемещения меньше значения а.

На выходе переключателя 25 сохраняется сигнал О, и, следовательно, на S-вход триггера 24 подается также сигнал О, на

5 R-входе триггера 24 также присутствует сигнал О, что соответствует предыдущему состоянию триггера 24, т.е. нулю на его выходе, и, следовательно, закрытому состоянию клапанов 5 и 6. При переходе амортизируемого объекта 4 через точку,

соответствующую нулевому значению относительной скорости, на выходе детектора 19 нулевого уровня формируется сигнал О и наS-вход триггера 18подается О, на R-вхо- де триггера 18 сохраняется нулевой сигнал вследствие наличия перепада давлений в полостях А и Б, а следовательно, сохраняется предыдущее состояние триггера 18, соответствующее сигналу Г на его выходе. Таким образом, на S-вход и R-вход триггера 24 продолжают поступать сигналы О, что соответствует предыдущему состоянию триггера 24 и закрытому состоянию клапанов 5 и 6. Таким образом, в описанном случае пневматический демпфер работает как дополнительный упругий элемент, отдавая в колебательную систему на ходе отбоя накопленную на ходе сжатия энергию сжатого воздуха. Демпфирование в этом случае практически нулевое, не считая утечек через уплотнения, а жесткость подвески увеличивается. После возвращения в статическое положение и выравнивания давлений в полостях А и Б объект 4 амортизации начинает двигаться вверх, при этом давление в поло- сти А нарастает, а в полости Б падает, и процесс повторяется.

2. Амплитуда относительного перемещения больше значения а.

На выходе переключателя 25 формируется сигнал, соответствующий 1, и, следовательно, на S-вход триггера 24 подается сигнал Г, на R-входе триггера при этом будет сигнал О, чтс соответствует сигналу 1 на выходе триггера 24 и открытому состоянию клапанов 5 и 6. При переходе амор- тизируемого объекта 4 через точку, соответствующую нулевому значению относительной скорости, и наличии перелада давлений в полостях А и Б, как было рассмотрено выше, на выходе триггера 18 сохраняется сигнал Г. Состояние триггера 24 может соответствовать двум значениям (в зависимости от сигнала, поступающего от переключателя 21); , или . . И первое, и второе значения дают на выходе триггера 24 сигнал Г, и. следовательно.

клапаны 5 и 6 продолжают находится в открытом состоянии.

Как только давления в полостях А и Б выравниваются, на выходах компараторов 13 и 14 появляются сигналы, соответствующие 1, и следовательно, на R-вход триггера 18 подается сигнал 1, на S-входе его остается сигнал О, поэтому на выходе триггера 18 формируется сигнал, соответствующий О, а на R-входе - 1, что соответствует сигналу О на выходе триггера 24 и входе в усилитель 21, и клапаны 5 и 6 закрываются.

При дальнейшем ходе отбоя давление в полости А нарастает, а в полости Б падает, и процесс повторяется.

В описанном случае реализуется функция демпфирования, так как накопленная на ходе сжатия энергия сжатого воздуха не может быть отдана обратно в колебательную систему ввиду создания условий, при которых перепад давления на поршне 2 в начале хода отбоя ликвидируется.

Формула изобретения

Пневматический демпфер по авт. св. № 1428621, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, блок управления снабжен дополнительными элементами И, НЕ, дополнительными асинхронным RS-тригге- ром и двухпороговым переключателем, состоящим из двух дополнительных компараторов, опорные напряжения которых установлены соответственно максимальным амплитудам возвратно-поступательных перемещений поршня в упругой области работы демпфера, при этом датчик относительного перемещения подключен к двухпороговому переключателю, выход которого подключен к первому входу дополнительного элемента И, к второму входу которого подключен выход основного RS- триггера, соединенного с входом дополнительного элемента НЕ, подключенного к R-входу дополнительного RS-триггера, выход которого подключен к входу усилителя, а S-вход соединен с выходом дополнительного элемента И.

Изобретение относится к траьспортно- му машиностроению, в частности к пневматическим демпферам, и может использоваться преимущественно в подвесках сидений мобильных машин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Пневматический демпфер содержит цилиндр, поршень, разделяющий полость цилиндра на две части, управляемые клапаны и блок управления, к которому подключен датчик относительного перемещения, а также даптчики давления. Блок управления дополнительно снабжен логическими элементами И, НЕ, асинхронным RS- триггером и подсоединенным к датчику относительного перемещения двухпороговым переключателем, состоящим из двух компараторов, опорные напряжения которых соответствуют амплитудам ± а относительных перемещений. При этом выход переключателя соединен с первым входом дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с выходом основного RS-i риггера, который также через элемент НЕ соединен с входом R дополнительного RS-триггера, вход S которого соединен с выходом дополнительного элемента И, а выход - с усилителем клапанов, управляющим клапанами. В области амплитуды ± а относительных перемещений поршня, связанного с демпфируемым объектом, демпфер работает как упругий элемент. При превышении указанной амплитуды перемещений поршня осуществляется демпфирование колебаний. 1 ил.