Пневмоподвеска со стабилизатором

 

Использование: в подвесках транспортных средств. Сущность: пневмоподвеска со стабилизатором состоит из четырех упругих элементов, снабженных дополнительными штоковыми камерами сжатия несколько большего объема, чем остальные. Камера каждого элемента связана с надпоршневыми (разноименными) камерами двух близлежащих элементов и через реактивные сопла - с штоковой камерой наиболее удаленного элемента, посредством диагональных связей одноименных камер и их перекрестных связей - с разноименными камерами через соединительные короба. Надпоршневые камеры соединены между собой трубами большего живого сечения, чем связывающие штоковые камеры. Подпоршневые камеры каждого из элементов выполнены обособленными. Давление рабочей среды в состоянии покоя в подпоршневых камерах меньше, чем в остальных. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подвескам транспортных средств.

Известна подвеска со стабилизирующим устройством, связанная с несколькими вибропоглощающими устройствами, содержащими в каждом элементе пневмокамеры и связи между ними [1] Наиболее близкой по конструктивным особенностям и достигаемому эффекту являются подвеска транспортного средства, содержащая четыре упругих элемента с пневмокамерами и перекрестно-диагональные связи разноименных камер [2] Общий недостаток указанных устройств сложность в изготовлении и эксплуатации при сравнительно невысокой эффективности.

Цель изобретения повышение эффективности стабилизации при максимальном упрощении конструкции.

Цель достигается тем, что пневмоподвеска состоит из четырех упругих элементов, снабженных дополнительными штоковыми камерами сжатия несколько большего объема, чем остальные. Камера каждого элемента связана с надпоршневыми (разноименными) камерами двух близлежащих элементов и через реактивные сопла с штоковой камерой наиболее удаленного элемента, посредством диагональных связей одноименных камер и их перекрестных связей с разноименными камерами через соединительные короба. Надпоршнеые камеры соединены между собой трубами большего живого сечения, чем связывающие штоковые камеры. Подпоршневые камеры каждого из элементов выполнены обособленными. Давление рабочей среды в состоянии покоя в подпоршневых камерах меньше, чем в остальных.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема заявленной пневмоподвески и трубопровода связи между камерами; на фиг.2 один из четырех элементов пневмоподвески, осевой разрез.

Пневмоподвеска со стабилизатором состоит из четырех элементов 1А, 1Б, 1В, 1Г, трубопроводов 2 и 3 диагонально-параллельных связей одноименных камер, соединительных коробов 4 с реактивными соплами 5, образующих поперечно-продольные перекрестные связи разноименных камер. Диаметр трубопровода 3, соединяющего дополнительные камеры сжатия, меньше диаметра труб 2. Каждый из четырех элементов 1А, 1Б, 1В, 1Г состоит из цилиндра 6 с соосно размещенным в нем штоком 7, на котором закреплен поршень 8, сальникового устройства 9, кожуха 10, которые в совокупности образуют камеры: подпоршневую 11, основную камеру сжатия, надпоршневую 12 камеру расжатия, дополнительную 13 камеру сжатия. Камера 12 соединена с выходным штуцером 15 посредством канала 14, просверленного в штоке 7, так же, как и камера 13, со штуцером 17 посредством канала 16.

Пневмоподвеска со стабилизатором работает следующим образом.

Вариант 1. На один из элементов, например 1А (по подобной же схеме сработает пневмоподвеска при действии усилия на любой из элементов 1Б, 1В или 1Г) действует усилие опрокидывания (случай-наезд). Сжимается элемент 1А, его шток 7 с поршнем 8 выдвигаются в цилиндр 6. Кожух 10 на столько же надевается на цилиндр 6 с его сальниковым устройством 9. Первоначально повышается давление в камерах 11 и 13, а в камере 12 создается разряжение в зависимости от частоты и амплитуды колебаний (чем выше частота и амплитуда, тем больше давление в камерах 11 и 13, и соответственно разряжение в камере 12). Благодаря трубопроводу 3 разряжение компенсируется перетоком газа из камер 13 элементов 1Б и 1В и из камеры 12 элемента 1Г, а давление в камере 13 элемента 14 уменьшается, снижая его жесткость за счет перетока газа по трубопроводу 2 в короб 4, а оттуда первоначально в камеры 12 элементов 1Б и 1Г, и с некоторым запаздыванием в камеру 13 элемента 1Г. В результате в первоначальный момент снижается жесткость элементов 1А, 1Б, 1Г с повышением упругости элемента 13, что усиливается при низкочастотных колебаниях и колебаниях с большой амплитудой. При снятии усилия на элемент 1А пневмоподвеса намного быстрее занимает исходное состояние. Указанные изменения в характеристиках элементов 1А, 1Б, 1В, 1Г ведут к эффективному перераспределению энергии импульсов с повышением устойчивости транспортного средства, его комфортабельности движения. При этом энергия импульса колебания частично поглощается самой пневмоподвеской за счет преодоления сопротивлений перетоку газа и изменения объемов камер.

Вариант 2. На любую из пар элементов, например 1А и 1В действует усилие опрокидывания, снизу вверх (случай -рельс или бордюр). Реакция элементов и их связей приведет первоначально к общему снижению жесткости элементов, а затем к повышению противодавления силам тяжести, особенно у элементов 1Б и 1Г. Снижение жесткости у элементов 1А, 1Б, 1В, 1Г окажется зависимым от разности в диаметрах кожуха 10 и цилиндра 6. Жесткость останется большей, чем жесткость, определяемая камерой 11, характеризующей независимую подвеску. При снятии нагрузки положение и жесткость элементов сравняются.

Вариант 3. На любую из пар элементов, например 1А и 1В (случай кивок, а если 1А и 1Б боковой крен), действует усилие сжатия элементов со снижением высоты. Реакция элементов и их связей приведет в первоначальный момент к снижению жесткости всех элементов и снижению центра тяжести транспортного средства, а затем к повышению жесткости элементов 1Б и 1Г, что устранит качку при ходе отдачи.

Допустим, усилия опрокидывания и сжатия действуют попеременно на различные элементы или попарно на различные пары в любом случае пневмоподвеска при существенно низких частотах среагирует по схемам, описанным в вариантах 1, 2, 3, а при несколько больших частотах и при высокочастотных колебаниях повысит упругость элементов с некоторым снижением центра тяжести. При прекращении (болтанке) колебаний и усилий их вызывающих, пневмоподвеска мгновенно вернется в исходное состояние и примет исходное положение ее элементов.

Простота конструкции, эффективное распределение давлений и энергии импульса колебаний позволит использовать заявленную пневмоподвеску на серийном автотранспорте, требуя лишь подгонку диаметров труб и реактивных сопел, а также подбора разности в диаметрах цилиндра и кожуха.

Формула изобретения

ПНЕВМОПОДВЕСКА СО СТАБИЛИЗАТОРОМ, содержащая четыре упругих элемента с под- и надпоршневыми камерами каждый, трубопроводы перекрестных, диагональных связей камер, отличающаяся тем, что каждый из элементов содержит дополнительную штоковую камеру сжатия, несколько большего объема, чем (над- и подпоршневые камеры) остальные, и данная камера каждого элемента связана с надпоршневыми камерами двух близлежащих элементов и через реактивное сопло - со штоковой камерой наиболее удаленного элемента посредством диагональных связей одноименных камер и их перекрестных связей с разноименными камерами через соединительные короба, при этом надпоршневые камеры соединены между собой трубами большего живого сечения, чем трубы, связывающие штоковые камеры, а подпоршневые камеры каждого из элементов выполнены обособленными.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2