Простой несущий управляемый пневмоамортизатор
Изобретение относится к области гашения механических колебаний, в частности в подвесках транспортных средств. Пневмоамортизатор содержит корпус и полый поршень, образующие замкнутый рабочий объем для рабочего агента, и средства крепления к устройству или системе. Свободный от крепления край корпуса снабжен устройством, содержащим тормозные колодки и привод, который прижимает их в нужный момент времени с необходимой силой к внешней поверхности полого штока. Первый и второй дополнительные замкнутые объемы связаны с рабочим объемом посредством клапанных узлов и выполнены в виде отдельных резервуаров высокого и низкого давлений с устройствами автоматического впуска и выпуска рабочего агента из замкнутого рабочего объема. Работой устройств впуска и выпуска, а также привода тормозных колодок управляет процессор. С помощью датчиков процессор постоянно отслеживает заданные рабочие параметры амортизатора согласно заложенных в него программ с одной или рядом демпферных характеристик. Резервуары могут быть сменными, а процессор общим для нескольких амортизаторов. Достигается упрощение конструкции, повышение качества демпфирования и надежный контакт колеса транспортного средства с полотном дороги. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области техники, где применяется гашение механических колебаний, и, в частности, предназначено для использования в подвесках транспортных средств.
Известен телескопический пневмоамортизатор, содержащий корпус и n-ное количество ступеней, образованных установленными в нем основным и дополнительными полыми штоками с подпружиненными поршнями, имеющими дроссельные системы и коммутационно-клапанную систему (ККС), гашение механических колебаний которого осуществляется созданием сопротивления движения поршня путем импульсного количественного перераспределения рабочего агента между над - и подпоршневой полостями при смене направления движения. RU, 2088819, кл. F16F 9/04, 1997.
Недостатком известного устройства является низкая надежность работы ККС и большое запаздывание начала истечения рабочего агента из полости с большим давлением в полость с меньшим давлением при смене направления движения поршня.
Известна конструкция пневмоамортизатора, которая включает корпус и полый поршень, образующие замкнутый рабочий объем для рабочего агента, первый дополнительный объем, связанный с рабочим объемом первым клапанным узлом, второй дополнительный замкнутый объем, связанный с рабочим объемом вторым клапанным узлом, и средства крепления пневмоамортизатора к устройству или системе. GB, 2000255, кл. F16F 9/02, 1979.
Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает эффективного гашения колебаний в широком спектре частот.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является пневмоамортизатор, включающий корпус и полый шток, образующие замкнутый рабочий объем для рабочего агента, первый дополнительный замкнутый объем, связанный с рабочим объемом первым клапанным узлом, второй дополнительный замкнутый объем, связанный с рабочим объемом вторым клапанным узлом, и средства крепления пневмоамортизатора к устройству или системе. RU, №2151932,кл. F16F 9/02, 9/04, 2000.
Основным недостатком этого устройства является значительная инерционность процесса демпфирования.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение надежного контакта колеса транспортного средства (ТС) с полотном дороги, упрощение конструкции амортизатора, повышение его надежности и качества работы.
Указанная задача решается путем выноса первого и второго дополнительных замкнутых объемов из конструкции амортизатора в виде отдельных резервуаров, наполненных рабочим агентом: один под высоким, а другой под низким давлениями, сообщающимися с замкнутым рабочим объемом амортизатора через устройства автоматического впуска и выпуска рабочего агента. Причем резервуары могут быть сменными. Для многократного использования рабочего агента образуется замкнутая цепочка из устройств, по которым последовательно перемещается рабочий агент, путем использования компрессора, вход которого подключается к резервуару с низким давлением, а выход к резервуару с высоким давлением, причем компрессор и резервуары могут быть использованы в работе нескольких амортизаторов. Для обеспечения эффективного демпфирования свободный от крепления край корпуса снабжается устройством, содержащим тормозные колодки, и приводом, прижимающим их к внешней поверхности полого штока в нужные моменты времени и с нужной силой. Для управления работой привода и устройств автоматического впуска и выпуска рабочего агента применяется процессор, имеющий соответствующие программы, обеспечивающие реализацию одной или ряда демпферных характеристик, с учетом сигналов от датчиков, контролирующих параметры, влияющие на работу амортизатора, а также программу автоматического поддержания одного или ряда опорных значений давлений внутри замкнутого рабочего объема. Для лучшего обеспечения надежного контакта колеса с поверхностью дороги процессор может учитывать сигналы от радаров, сканирующих профиль дороги перед ТС.
На чертеже схематично показан общий вид пневмоамортизатора и связанных с его работой устройств.
Пневмоамортизатор устанавливается путем средств крепления 1 и 2 между перемещающейся частью какого-либо устройства и остальной его частью для гашения колебаний, передаваемых от перемещающейся части устройства на его остальную часть, и содержит корпус 3 с установленным в нем полым поршнем 4. Корпус 3 и полый поршень 4 образуют замкнутый рабочий объем 5, который заполнен рабочим агентом под одним из нескольких заданных опорных давлений Р. Рабочий объем 5 подсоединяется к резервуару 6 с рабочим агентом под высоким давлением P1 посредством устройства 7 автоматического впуска рабочего агента в рабочий объем 5 и к резервуару 8 с рабочим агентом под низким давлением Р2 посредством устройства 9 автоматического выпуска рабочего агента из рабочего объема 5. Для многократного использования рабочего агента между резервуарами 6 и 8 может устанавливаться компрессор 10, вход которого соединяется с резервуаром 8, а выход с резервуаром 6, образуя тем самым замкнутую цепочку устройств, по которым передвигается рабочий агент, причем резервуары 6,8 и компрессор 10 могут быть использованы для работы с несколькими амортизаторами. Свободный край корпуса 3 дополняется устройством 11, имеющим тормозные колодки 12, которые приводом 13 в нужные моменты времени и с определенной силой прижимаются к внешней поверхности 14 полого штока 4. Привод 13 может быть гидравлическим, пневматическим, электромагнитным и другим. Работой привода управляет процессор 15, на вход которого поступают сигналы от датчиков 16, постоянно отслеживающих изменение рабочих параметров амортизатора, и радаров 17, постоянно сканирующих профиль дороги впереди ТС и под ним. Привод, если он электромагнитный, и датчики получают электрическую энергию от источника электрической энергии 18.
Простой управляемый несущий пневмоамортизатор (ПНУПА) работает следующим образом. Несущей управляемой пружиной служит рабочий объем 5, заполненный рабочим агентом под давлением Р, в котором процессором 15 с помощью заложенной в него программы управления работой замкнутой цепочки движения рабочего агента автоматически поддерживается выбираемая водителем с помощью одной из кнопок, расположенных на лицевой панели, одного из опорных давлений, величину которого постоянно отслеживает датчик контроля давления (на фиг.1 отдельно не показан) в рабочем объеме 5, и каждому из которых соответствует свой дорожный просвет. Происходит это путем отбора из рабочего объема 5 или добавления в него требуемых порций рабочего агента по команде процессора 15 на устройства 9 и 7 автоматического впуска в резервуар 8 с низким давлением Р2 и выпуска рабочего агента из резервуара 6 с высоким давлением P1 соответственно. Р отличается от P1 и Р2 в разы. Процессор 15 использует этот же способ для увеличения эффективности гашения колебаний в ПНУПА только в экстренных случаях. Основное демпфирование осуществляет устройство 11, тормозящее передвижение полого штока 4 относительно корпуса 3, за счет того, что содержащийся в нем привод 13, управляемый процессором 15, в нужный момент времени и с нужной силой прижимает тормозные колодки 12 к поверхности полого штока 4. Процессор 15 снабжается программой с одной или несколькими демпферными характеристиками, обеспечивающей работу амортизатора по одной из них, путем включения водителем на лицевой панели соответствующей кнопки. Датчики 16 постоянно контролируют изменения всех заданных рабочих параметров амортизатора, а сигналы от них учитываются процессором для обеспечения его оптимальной работы. Для лучшего обеспечения надежного контакта колеса ТС с поверхностью дороги в процессор 15 вводят сигналы от радаров 17, сканирующих профиль полотна дороги перед и под ТС. Резервуары 6,8 и компрессор 10 могут быть общими для нескольких амортизаторов, а работа амортизаторов управляться от одного процессора 15.
1. Пневмоамортизатор, включающий корпус и полый поршень, образующие замкнутый рабочий объем для рабочего агента, первый дополнительный замкнутый объем, связанный с рабочим объемом первым клапанным узлом, второй дополнительный замкнутый объем, связанный с рабочим объемом вторым клапанным узлом, и средства крепления пневмоамортизатора к устройству или системе, отличающийся тем, что свободный от крепления край корпуса снабжается устройством, содержащим тормозные колодки и привод, который для обеспечения эффективного демпфирования прижимает их в нужный момент времени с необходимой силой к внешней поверхности полого штока, а первый и второй дополнительные замкнутые объемы с их клапанными узлами выносятся из конструкции амортизатора в виде отдельных резервуаров высокого и низкого давлений с устройствами автоматического впуска и выпуска рабочего агента из замкнутого рабочего объема, работой которых и привода управляет процессор, с помощью датчиков постоянно отслеживающий заданные рабочие параметры амортизатора, согласно программам, заложенным в него с одной или рядом демпферных характеристик, причем резервуары могут быть сменными, а процессор общим для нескольких амортизаторов.
2. Пневмоамортизатор по п.1, отличающийся тем, что резервуары подсоединяются к выходу и входу компрессора, чем образуют замкнутую цепочку: замкнутый рабочий объем, резервуар под низким давлением рабочего агента с автоматическим устройством выпуска рабочего агента из замкнутого рабочего объема, компрессор, резервуар под высоким давлением рабочего агента с автоматическим устройством впуска рабочего агента в замкнутый рабочий объем, работой которой управляет процессор, причем компрессор и процессор могут быть общими для нескольких амортизаторов.
3. Пневмоамортизатор по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что процессор имеет программу автоматического поддержания одного или ряда значений опорных давлений внутри замкнутого рабочего объема.
4. Пневмоамортизатор по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что процессор учитывает сигналы от радаров, сканирующих профиль дороги перед транспортным средством и под ним.
