Подвеска с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства Советский патент 1993 года по МПК B60G13/18 

Изобретение относится к подвескам транспортных средств, в частности к подве- м с рекуперацией энергии колебаний.

ска

Наиболее близким техническим решением к изобретению является подвеска с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства (авт.ав. № 1079474), содержащая заполненный жидкостью цилиндр, в котэром установлен поршень, отделяющий в Hi5M поршневую и штокрвую полости, гид- рог невматический аккумулятор, гидравли- чессая полость которого через магистраль низкого давления и впускные клапанные устройства связана с указанными штоковой и поршневой полостями цилиндра, которые через выпускные клапанные устройства, магистраль высокого давления и регулятор свя заны с гидродвигателем привода генератор з, цилиндра, в штоке установлена направляющая труба, один конец которой отюыт и заполнен жидкостью. В другом конце смонтирована упругая диафрагма. при1 этом полость трубы между диафрагмой и жидкостью заполнена сжатым воздухом, а регулятор снабжен смонтированной в корпус; мембраной, нагруженной нажимным устройством, взаимодействующим с кулачком, кинематически связанным с указателем нагрузки транспортного средства.

Недостатком этой подвески является недостаточность эффективности работы для широкого использования, а именно:

1. Невозможность заправки газом и жидкостью полости штока без полной разборки устройства.

2. Невозможность обеспечения существенной жесткости при резком увеличении амплитуды колебаний, увеличение и этих моментах давления в гидропневматической полости до высоких значений, что снижает надежность уплотнения.

3. Оказание противодавления гидромо- тору гидропневматическим аккумулятором, который снижает эффективность работы гидромотора, вследствие чего снижает эффективность рекуперации.

Целью изобретения является повышение эффективности работы и функциональных возможностей подвесок с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства.

Для достижения этой цели в подвеске с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства в цилиндре, заполненной жидкостью, установлен поршень с штоко м, разделяющий его на поршневую пневматиС/1

С

3

to

00

N v|

ческую и штоковую гидравлическую полости, в поршне выполнена кольцевая канавка-цилиндр на глубину хода поршня, куда помещается кольцевой поршень с крышкой пневматической полости, разделяющий на кольцевую с большей площадью и цилиндрическую с меньшей площадью части, кольцевой поршень совместно с кольцевой канавкой-цилиндром образует пневмопо- лость среднего давления со средней пло- щадью поршня, гидравлическая полость цилиндра имеет связь с внешней гидросистемой, состоящей из регулятора дренажного клапана, сообщенного с кольцевой пневмополостью низкого давления и соеди- ненного с гидроемкостью, сообщенной гидромотором, вход которого связан с выходом гидрополости цилиндра через дренажный клапан, в поршне также имеются канавки- каналы для гидроуплотнения, сообщенные через обратный клапан с гидрополостью цилиндра, причем для автоматического регулирования мягкости, жесткости в зависимости от нагрузки и осуществления рекуперации пневмоэнергии рабочи- ми объемами в направлении от объема высокого давления с меньшей площадью поршня к рабочему объему низкого давления с большей площадью поршня с помощью внешней соединительной трубки установлен обратный перепускной регулируемый клапан, и в обратном направлении установлен компрессионный насос двустороннего действия, штоковая полость которого сообщена через обратные клапаны с объемами высокого и низкого давлений, а поршневая полость также через обратные клапаны сообщена входом с атмосферы и выходом с резервуаром пневмоэнергии, кроме того, соединительные трубки соеди- нены с электропневматическими переключателями для дистанционного управления при заправке сжатым воздухом.

Конструктивное выполнение кольцевого поршня с крышкой в цилиндре и кольце- вая канавка-цилиндр в поршне, образовав в устройстве самостоятельные пневмополо- сти с различными давлениями с различными площадями поршней, позволяет регулировать упругие элементы в широких пределах в зависимости от нагрузки. Поршневая гидравлическая полость совместно с гидросистемой, образовав гидравлический насос, на входе которого установлен регулируемый дренажный клапан, управляемый от давления пневмополости, позволяет создать гидравлический амортизатор с затуханием, зависящим от нагрузки на упругий элемент в ходе сжатия. Наличие канавок-каналов в поршне с обратным клапаном, сообщенных с гидрополостью, дает возможность упростить конструкцию гидроуплотнения и повысить надежность уплотнения. Установленный между рабочими объемами высокого давления с меньшей площадью поршня и низкого давления с большей площадью поршней обратный перепускной регулируемый клапан и компрессионный насос двустороннего действия, штоковая полость которого сообщена с обратными клапанами на входе и выходе, поршневая полость также с обратными клапанами на выходе - с резервуаром пневмоэнергии, а на входе - с атмосферой, а также соединительные трубки, соединенные с электропневматическими переключателями, дают возможность автоматически регулировать мягкость и жесткость в зависимости от эксплуатации и рекуперировать пневмоэнергию в резервуар и дистанционно управлять заправкой сжатым воздухом устройства.

На фиг. 1 схематично изображена подвеска с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства; на фиг.2 - сечение Д - Д на фиг.1.

Подвеска с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства содержит цилиндр 1, в котором помещен поршень 2 со штоком 3, разделяющий цилиндр 1 на поршневую пневматическую (А) и штоковую гидравлическую (Б) полости. В поршне 2 выполнена кольцевая канавка-цилиндр 4 на глубину хода поршня, куда и помещается кольцевой поршень 5 со средней площадью поршня. Внутри кольцевой перегородки- поршня 5 имеется канал 6, на входе которого установлен штуцер 7 для подвода воздуха среднего давления, установленный на крышке 8 цилиндра 1. Кольцевой поршень 5 совместно с канавкой-цилиндром 4 разделяют поршень 2 на кольцевую с большей площадью 9 и цилиндрическую с меньшей площадью 1.0 части. Поршень 2, кроме сальников 11, имеет канавки-каналы 12 для гидроуплотнения, сообщенные через обратный клапан 12.1 с гидравлической полостью (Б). Гидравлическая полость (Б) цилиндра имеет связь с внешней гидросистемой. Внешняя гидросистема состоит из штуцера входа 13, размещенного на нижней боковой стороне цилиндра 1, на котором установлен регулятор дренажного клапана 14, сообщенный для автоматического регулирования с кольцевой пневмополостью 28 низкого давления через соединительную трубку 16 со штуцером 17, установленным на торцевой стороне крышки 8 цилиндра, изготовленное в целое с кольцевым поршнем 5, а также гидроемкостью 18 через соединительную трубку 19. Вход гидроемкости 18 соединен

че рез соединительную трубку 19 с гидромо- то ром 20, вход которого через соединитель- трубку 21 связан с выходом штуцера 22 гидравлической полости (Б), имеющей дренажный клапан 23. Цилиндр 1 гидравлической части также Снабжен крышкой 24 с уплотнительными сальниками 25. На крышке 8 пневматической части цилиндра 1, кроме; штуцеров 7 и 17, имеется штуцер 26 для пс дачи воздуха высокого давления/Для автоматического обеспечения мягкости, жест- кс сти и осуществлений рекуперации тювмоэнергии между рабочими объемами в вправлении с объема 27 высокого давления с меньшей площадью поршня в рабочий оЈъем 28 низкого давления с большей пло- щщью поршня с помощью внешней соединительной трубки установлены обратный перепускной регулируемый клапан 29 и в другом направлении компрессионный на- ссс 30 двустороннего действия, штоковая пслость (В) которого с обратными клапанами на входе 31 и выходе 32, а поршневая пс лость (Г) также с обратными клапанами на входе 33 сообщены с атмосферой и выходе 3 соединены с резервуаром 35 пневмоэ- не ргйи, Кроме тбго, соединительные трубки 36 соединены,с электропневматическим пере ключателями 37, 38, 39 для дистанционного управления заправкой сжатым воздухом пневмополостей.

Рабочий процесс подвески с рекупера- цкей энергии колебаний транспортного средства представляется следующим образом.. . . .

Исходное состояние поршня 2 со штоком 3 в цилиндре 1 в статической нагрузке в среднем положении определяется силой вь сокого давления цилиндров пневмополо- стл 27, а среднее давление в кольцевой тевмополости 4, а также низкое давление в гжевмополости 28 подбираются такими, чтэбы их сила действия была незначитель- нг, это осуществляется подачей сжатого воздуха при помощи элёкт ропереключателя 37J, 38, 39.

, При работе подвески в ходе сжатия пор- ш4нь 2 в цилиндре 1, перемещаясь в полости А, воспринимает усилия упругим элементом в полости 27 с наименьшей площадью поршня. Это начальный момент обеспечения мягкости подвески.При дальнейших перемещениях начинает значитель-. но повышаться давление. Воздух с давлением выше номинального значения перепускается через регулируемый обрат- нь и клапан 29 в полость 28 низкого давлена я с большей площадью поршня 9, соэтветственно в щтоковой полости В компрессионного насоса 30 через обратный

клапан 31, Тем самым нагрузка воспринимается более жестко, так как давление в полостях растет непропорционально одинаково, т.е. давление в полости 27 высокого давления стабилизируется, а давление в полости 28 низкого давления с большей площадью повышается, следовательно, подъемная сила полости низкого давления с большей пло- щадью поршня 9 увеличивается, а

0 подъемная сила поршня 10 с меньшей площадью полости 27 высокого давления более . стабилизируется. Заодно происходит перекачка воздуха из полости Г, всасанного из атмосферы насосом 30 в резервуар 35 через

5 обратный клапан 34. Вотот момент в гидрополости Б происходит всасывание гидрожидкости из гидроемкобти 18 через соединительную трубку 19 и автоматический регулируемый дренажный клапан 14,

0 который частично управляется от давления упругого элемента полости 28. При переме щении поршней в обратном направлении, т.е. при ходе подвески на отбой, порция воздуха, перекаченного из полости 27 в пр5 лость 28 низкого давления, в полость В компрессорного насоса 30 обратно перекачивается в полость высокого давления 27 через обратный клапан 32, тем самым обеспечивается мягкое исходное состояние подвески, Заодно

0 автоматический регулируемый дренажный клапан 14 закроется, -открываются дренажный клапан 23 и обратный- клапан 12.1. В этот момент давление гидрожмдко- сти дополняет канавки-каналы 12 для гйдро5 уплотнения. После чего гидрожидкость перекачивается на вход гидромотора 20. Гидромотор 20, в свою очередь,преобразу- ет силу давления гидрожидкости в энергию крутящего момента, который в дальнейшем

0 может быть отведен к потребителю. Дальнейшие рабочие процессы повторяются аналогично.

Применение предлагаемой подвески с рекуперацией энергии колебаний транспор5 тного средства дает следующие преимущества: .. - . .. ,

1. Установление между рабочими объе- .мами высокого давления меньшей площадью поршня и низкого давления с

0 большей площадью поршней перепускного регулируемого клапана и перекачивающего компрессионного насоса обеспечивает автоматически регулирование мягкости и жесткости подвески в зависимости от условий

5 эксплуатации, кроме того, дает возможность рекуперрвать (накопить) пневмоэнер- гию (сжатый воздух) в резервуар.

2. Применение гидрообъема вместо гидропневматического аккумулятора улучшает эффективность работы гидррмотора.

3. Наличие канавок-каналов в поршне для гидроуплотнения с обратным клапаном, сообщенных с гидрополостью, позволяет упростить конструкции гидроуплотнения порщня и повысить надежность уплотнения. ,. -. - .; . -; ..- ;.; .

4. Связь регулятора дренажного клапана на входе гидрополости с пневмополо- стью дает возможность создать гидравлический амортизатор с затуханием, зависящим от нагрузки на упругий элемент при ходе сжатия.

Изобретение относится к подвескам транспортных средств, в частности к подвескам с рекуперацией энергии колебаний. Сущность изобретения: гидромотором преобразуется сила давления гидрожидкости в энергию крутящего момента, который в дальнейшем может быть отведен к потребителю. 2 ил.

Формул а изобретения Подвеска с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства, содержащая наполненный жидкостью цилиндр, в котором установлен поршень, гидравлический аккумулятор, гидравлическая полость которого черезi магистраль/низкого давления и впускные клапанные устройства сообщена со штоковой и поршневой полостями цилиндра, которые через выпускные клапанные устройства, магистраль высокого давления и регулятор сообщены с гидро- двигателёмпривода генератора, о т л й- чающая с я тем; что, с целью ггов1уше- ния надежности и эффективности гашения колебаний, в указанном цилиндре установлен Дополнительный поршень со штоком, разделяющий его на поршневую пневматическую и штоковую гидравлическую полости, в дополнительном поршне вШЬгёнена кольцевая канадка на глубину хода поршня, в которой установлен кольцевой поршень с крышкой, разделяющей пневматическую полость На кольцевую с большей площадью и цилиндрическую с меньшей площадью части, кольцевой поршень совместно с кольцевой канавкой образует пневмдпб/шеть среднего давлений со

средней площадью поршня, гидравлическая полость цилиндра сообщена с внешней гидросистемой, состоящей из регулятора дренажного клапана, сообщенного с кольцевой пневмополостью низкого давления и с гидроемкостью, снабженной с гидромотором, вход которого связан с выходом гидрополости цилиндра через дренажный клапан, в поршне выполнены канавки-каналы для гидроуплотнения, сообщенные через обратный клапан с гидрополостью цилиндра, причем между рабочими объемами высокого давления в магистрали/связывающей полость с меньшей площадью поршня и полость с большей площадью поршня, установлен обратный перепускной регулируемый клапан, ив обратном направлении установлен компрессионный насос двустороннего действия, штоковая полость которого сообщена через обратные клапаны с указанными полостями, а поршневая полость через обратные клапаны сообщена входом с атмосферой и выходом с резервуаром сжатого газа пневмоэнергии, кроме того, соединительные трубки соединены с электропневматическмми переключателями для дистанционного управления при заправке Сжатым газом.