гидропневматическая подвеска транспортного средства

Формула изобретения

Гидропневматическая подвеска транспортного средства содержит гидравлический цилиндр со встроенным демпфером, пневматические баллоны низкого и высокого давления с пневмо- и гидрокамерами, блок стабилизации статического прогиба, включающий в себя золотник, гидронасос с перепускным клапаном, напорную и сливную магистрали, горизонтальный и вертикальный рычаги подвески, отличающаяся тем, что она содержит пневмоэлектроклапан и механизм управления с контактной группой, причем пневмоэлектроклапан закреплен к корпусу баллона низкого давления и размещен между пневмокамерами баллонов низкого и высокого давления, а механизм управления выполнен в виде управляющего элемента, имеющего форму усеченного конуса, нижняя часть которого выполнена в виде шарнира, закрепленного на оси горизонтального рычага подвески, а верхняя часть - в виде полусферы, причем в середине ее полусферической поверхности расположен нажимной сектор управления контактной группой, контактная группа размещена на вертикальном рычаге и соединена электрически с пневмоэлектроклапаном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидропневматическим подвескам транспортного средства.

Известна гидропневматическая подвеска транспортного средства (авторское свидетельство СССР 130793, кл. B 60 G 11/26, 1960), содержащая гидравлический цилиндр с встроенным демпфером, пневматический баллон низкого давления и пневматический баллон высокого давления с гидравлическими камерами, причем гидравлическая камера последнего связана с полостью цилиндра и блок стабилизации статического прогиба, включающий в себя напорную и сливную магистрали. Такая подвеска обеспечивает две ступени жесткости, однако характеристика такой подвески имеет две точки перегиба и области динамических ходов и обладает недостаточно высокой энергоемкостью.

Наиболее близкой по технической сущности является гидропневматическая подвеска транспортного средства (авторское свидетельство СССР 962035, МПК В 60 G 17/04, 1982 г.), содержащая гидравлический цилиндр с встроенным демпфером, баллон высокого давления, выполненный с двумя диафрагмами, одной из которых отделена пневматическая камера высокого давления от другой, соединенной с пневматической камерой баллона низкого давления, связанная через золотник с напорной и сливной магистралями. Такая подвеска увеличивает энергоемкость, но из-за отсутствия управляющей системы обладает ограниченным изменением показателей плавности, отсутствием характеристик обратной связи и зависимости от таких факторов, как устойчивость, крен кузова, способность плавно преодолевать единичные препятствия.

Изобретение направлено на увеличение плавности хода транспортного средства, на достижение соотношения плавности хода и управляемости, быстрое реагирование на изменение характера опорной поверхности и микропрофиля дороги, а также на улучшение характеристик таких факторов, как скорость движения, скорость поворота, крен кузова, устойчивость к опрокидыванию, способность плавно преодолевать одиночные препятствия.

Решение поставленной задачи достигается тем, что предлагаемая гидропневматическая подвеска содержит пневмоэлектроклапан и механизм управления с контактной группой, причем пневмоэлектроклапан закреплен к корпусу баллона низкого давления и размещен между пневмокамерами баллонов низкого и высокого давления, а механизм управления выполнен в виде управляющего элемента, имеющего форму усеченного конуса, нижняя часть которого выполнена в виде шарнира, закрепленного на оси горизонтального рычага подвески, а верхняя - в виде полусферы, причем в середине ее полусферической поверхности расположен нажимной сектор управления контактной группой, контактная группа размещена на вертикальном рычаге и соединена электрически с пневмоэлектроклапаном.

Заявленная система отличается от прототипа следующим:

введением управляющей системы с замкнутым контуром и обратной связью, состоящей из механизма управления с контактной группой, расположенного на вертикальном и горизонтальном рычагах подвески, и пневмоэлектроклапана, включенных в электрическую сеть транспортного средства, что позволяет изменением характеристик обратной связи добиваться оптимального соотношения плавности хода, управляемости и величины дорожного просвета;

расположением баллонов низкого и высокого давления в противоположном от аналога порядке, что позволяет в зависимости от динамических усилий (в зависимости от достижения определенного хода опорного элемента) включать в работу упругий элемент в нужном объеме и требуемой жесткости в зависимости от характера опорной поверхности;

возможностью быстрого изменения жесткости подвески и дорожного просвета водителем путем подачи жидкости в гидравлическую полость баллона высокого давления благодаря наличию управляемого пневмоэлектроклапана, что позволяет не только увеличить плавность хода и устойчивость движения, но и решает проблему сохранения экипажа и груза.

На фиг. 1 представлен общий вид гидропневматической подвески; на фиг. 2 - графическое изображение характеристик работы подвесок.

Гидропневматическая подвеска содержит: гидравлический силовой цилиндр, выполненный, например, в форме двух телескопических смонтированных цилиндров - внешнего 1, связанного одним концом с балансиром 2 или осью опорного элемента 32 (колеса, катка), и внутреннего 3 с заполненной жидкостью полостью 4, выполняющего роль поршня, шарнирно закрепленного с корпусом подвески 5. Внутренний цилиндр 3 выполнен в одном корпусе с баллоном низкого давления 6. Баллон 6 выполнен с двумя диафрагмами 8 и 9, делящими его внутренний объем на три изолированные друг от друга камеры 10, 11, 12. Камера 10 соединена через канал 13 и демпфер 31 с гидравлической полостью 4, а камера 11 заполнена газом, например воздухом, под давлением. Баллон 6 низкого давления каналом 15 (шланг, трубопровод) через пневмоэлектроклапан 14 соединен с пневматической камерой баллона 7 высокого давления, который содержит диафрагму 16, разделяющую внутренний объем баллона на две камеры - гидравлическую 18, связанную посредством трубопровода 19 и золотника 20 с напорной 21 и сливной 22 магистралями гидросистемы, напорная магистраль 21 содержит гидравлический насос 25 с параллельно подключенным к нему предохранительным клапаном 33, причем магистраль 22 и клапан 33 сообщаются с баком 27. Пневматическая камера 17 в баллоне высокого давления 7 заполнена газом под давлением, большим, чем давление в камере 11. Баллоны 6 низкого давления и 7 высокого давления снабжены штуцерами 23, 24 для заправки газом. Пневмоэлектроклапан 14 закреплен на корпусе баллона низкого давления 6 и размещен между пневмокамерами баллонов низкого 6 и высокого 7 давления. Механизм управления выполнен в виде управляющего элемента 28, имеющего форму усеченного конуса, нижняя часть которого выполнена в виде шарнира, закрепленного на оси горизонтального рычага подвески 30, верхняя - в виде полусферы, причем в середине ее полусферической поверхности расположен нажимной сектор 35 управления контактной группой 34, которая размещена на вертикальном рычаге 29 и соединена электрически с пневмоэлектроклапаном 14.

Гидропневматическая подвеска работает следующим образом.

В статическом положении транспортного средства в гидравлической камере 4 давление ниже, чем в камере 18 (пневмоэлектроклапан закрыт), и диафрагмы 8, 9, 16 находятся в исходном положении, соответствующем требуемой жесткости подвески. Величина давления жидкости в камере 18 задается исходя из загруженности транспортного средства и требуемого дорожного просвета.

В процессе движения транспортного средства по неровностям цилиндр 3 перемещается вверх и вниз. В первом случае жидкость из полости 4 вытесняется через демпфер 31 и канал 13 в камеру 10. При этом диафрагма 8 деформируется, и газ в камере 11 (упругий элемент подвески) сжимается (кривая А, фиг. 2). В зависимости от вертикального перемещения опорного элемента давлениe газа в полости 11 повышается и достигает величины, равной величине давления в полости 17. При достижении определенного значения хода (F_н, фиг. 2) опорного элемента 32 и перемещении управляющего элемента 28 механизма управления его нажимной сектор управления 35 замыкает контактную группу и открывает пневмоэлектроклапан 14, таким образом, соединяет полости 12 и 17, в результате чего объем упругого элемента и его энергоемкость значительно увеличиваются, отчего повышение давления в камерах 11, 12 и 17 становится замедленным и плавным (фиг. 2B). После достижения опорным элементом 32 заданной величины (F_в, фиг. 2) пневмоэлектроклапан 14 закрывается, и возрастание давления упругого элемента из-за уменьшения его объема происходит быстро, не допуская пробоя подвески. При движении опорного элемента 32 вниз механизм управления 28 по достижении F_в (фиг. 2) открывает пневмоэлектроклапан 14, и работа гидропневматической подвески происходит в обратном порядке. Объем жидкости в камере 18, а следовательно, и давление упругого элемента камеры 17 задается исходя из величины груза, высоты неровностей профиля дороги и потребного дорожного просвета. Выбор оптимального значения вертикальных, продольно-угловых колебаний и крена транспортного средства задается путем закачки и слива жидкости из камеры 18 баллона высокого давления 7. Так, максимально заполненная камера 18 баллона 7 деформирует диафрагму 16, уменьшая объем упругого элемента, и тем самым увеличивает жесткость подвески и величину дорожного просвета, т.к. поршень 3 будет перемещен жидкостью камер 4, 10 в верхнее положение, и, наоборот, при сливе жидкости из камеры 18 жесткость упругого элемента уменьшается. Выбор жесткости, близкой к оптимальной, производится водителем открытием или закрытием золотника 26 и подачей масла насосом 25 в камеру 18 баллона 7. Благодаря наличию пневмоэлектроклапана 14 возможна подача масла в камеру 18 и изменение жесткости упругого элемента камеры 17 как при разгруженном, так и при загруженном транспортном средстве, т. к. отключение баллона низкого давления 6 и гидравлических цилиндров 1, 3 дает возможность использовать гидронасос 25 небольшой мощности, а следовательно, нужны небольшие энергетические затраты на его использование.