Способ подвески и демпфирующее устройство, предназначенное для автотранспортного средства
Группа изобретений относится к машиностроению. Демпфирующее устройство содержит заполненный гидравлической текучей средой амортизатор (1), внутри которого находится поршень (2), связанный со штоком (17). Модуль (15) отдачи обеспечивает управление системой демпфирования с возможностью изменения степени жесткости и демпфирования в каждой подфазе фаз сжатия и отдачи. Значения демпфирования выбираются различными как для направления сжатия, так и для направления отдачи для каждого из секторов работы амортизатора в зависимости от того, происходит эта работа между статическим положением подвески и положением полного сжатия или между статическим положением подвески и положением полной отдачи. Достигается возможность независимой регулировки степени жесткости и демпфирования в каждой подфазе. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 8 ил.
Настоящее изобретение относится к способу подвески, а также к демпфирующему устройству с амортизатором, предназначенному для любого типа автотранспортного средства, в частности квадроцикла, гоночного или спортивного автомобиля, мотоцикла, автомобиля повышенной проходимости, грузовика и/или прицепа.
Заявитель настоящей патентной заявки уже подал несколько патентных заявок, основанных на так называемой концепции Contractive® и касающихся амортизатора, имеющего два разных уровня жесткости, связанных вокруг статического положения транспортного средства с фазой сжатия и с фазой отдачи. Данная концепция раскрыта, в частности, в документе WO-А-91/04876, описывающем амортизатор, жесткость которого в ходе отдачи значительно превышает жесткость указанного амортизатора в фазе сжатия в соотношении порядка от 1 до 3.
В документе FR-А-2664210 предложено усовершенствование такого амортизатора за счет добавления гибкости сопряжения между зоной линейной жесткости фазы отдачи и зоной линейной жесткости фазы сжатия, чтобы избегать между ними слишком резкого перехода. Было установлено, что, если введение гибкости сопряжения существенно повышает комфорт транспортного средства, оборудованного такими амортизаторами, тем не менее появляется значительный дискомфорт, как только действие амортизатора в его ходе отдачи переходит за зону сопряжения.
Такой амортизатор согласно концепции Contractive® доказал свое право на существование как в области гонок, так и для серийных легковых автомобилей. Однако такой амортизатор имеет ряд недостатков.
Первым недостатком является то, что такой амортизатор имеет габарит, который может потребовать его удлинения для установки противодействующего узла, обеспечивающего две разные степени жесткости для фаз сжатия и отдачи.
Вторым недостатком является необходимость установки эластомерного элемента внутри амортизатора, что создает проблемы надежности, поскольку эластомерный элемент не может долго сохранять свои механические качества при работе в очень горячей окружающей среде и в гидравлической жидкости, которая присутствует внутри амортизатора и которая может быть очень коррозийной.
Третий недостаток заключается в том, что в амортизаторе с двумя разными степенями жесткости на серийных транспортных средствах, которые подвергаются самым разным нагрузкам, возникает проблема ухудшения стабильности посадки в зависимости от нагрузки транспортного средства. Вместе с тем, эта проблема существует также частично и в обычных амортизаторах.
Наконец, четвертым и основным недостатком является то, что использование двух фаз с очень разными уровнями жесткости требует специальной калибровки демпфирования для каждой из фаз, чего пока невозможно добиться при использовании амортизатора типа Contractive®. Таким образом, если комфорт, обеспечиваемый транспортными средствами, оборудованными амортизаторами типа Contractive®, можно считать удовлетворительным и даже отличным на неровностях дороги, вызывающих сжатие, по меньшей мере, одного имеющегося амортизатора, то, когда этот амортизатор подвергается воздействию в направлении отдачи и за пределами зоны сопряжения, комфорт значительно ухудшается.
Таким образом, для амортизатора типа Contractive® значения демпфирования в фазе отдачи и в фазе сжатия вытекают из компромисса, который должен одновременно удовлетворять двум очень разным уровням жесткости, отсюда и далекое от идеала соотношение между жесткостью и демпфированием.
Применение третьей жесткости, называемой жесткостью сопряжения и предназначенной для плавного сглаживания перехода от слабой жесткости к очень сильной жесткости, делает допустимыми поведение и комфорт, но эта технология очень быстро достигает своих пределов, как только неровности дороги действуют на подвеску также в секторе хода амортизатора, находящемся между статическим положением и концом хода отдачи.
Задачей настоящего изобретения является полное или частичное устранение вышеупомянутых недостатков.
Объектом изобретения является демпфирующее устройство, содержащее амортизатор, внутри которого находится поршень, связанный со штоком, при этом поршень и связанный с ним шток обладают подвижностью как при сжатии, так и при отдаче вокруг статического положения внутри амортизатора для осуществления демпфирующего действия, при этом внутренний объем амортизатора заполнен гидравлической текучей средой, отличающееся тем, что упомянутый амортизатор взаимодействует со средствами изменения демпфирования таким образом, чтобы производить: фазу сжатия, включающую в себя соответственно подфазу сжатия, направленную от статического положения к максимальному положению сжатия поршня, и подфазу отдачи, направленную от упомянутого максимального положения к статическому положению, и фазу отдачи, включающую в себя соответственно подфазу отдачи, направленную от статического положения к максимальному положению отдачи поршня, и подфазу отдачи, направленную от упомянутого максимального положения к статическому положению, при этом средства изменения демпфирования действуют на амортизатор таким образом, чтобы значение, по меньшей мере, одной среди подфазы сжатия фазы сжатия и подфазы отдачи фазы отдачи отличалось от значения демпфирования соответственно подфазы отдачи фазы сжатия и подфазы сжатия фазы отдачи.
В то время как современные технологии ставят перед собой задачу коррекции жесткости и демпфирования вдоль хода поршня, изобретение применяет регулирование в зависимости от направления перемещения поршня. Так, если он перемещается вниз, демпфирование может отличаться от перемещения вверх даже для одного и того же сектора его хода.
Согласно изобретению предусмотрен амортизатор, внутри которого находится поршень, связанный со штоком, при этом поршень и связанный с ним шток обладают подвижностью как при сжатии, так и при отдаче вокруг статического положения внутри амортизатора для осуществления демпфирующего действия, при этом внутренний объем амортизатора заполнен гидравлической текучей средой, отличающийся тем, что упомянутый амортизатор взаимодействует с модулем отдачи, причем этот модуль отдачи действует на амортизатор таким образом, чтобы изменять как значение жесткости, так и значение демпфирования для сектора хода подвески между статическим положением и положением полной отдачи, соответствующим фазе отдачи подвески.
Изобретательский уровень настоящего изобретения состоит в полном пересмотре демпфирования амортизатора с учетом наличия подфаз в двух фазах в отличие от ближайшего аналога, в котором две фазы учитывались как единое целое, то есть как полные фазы сжатия и отдачи.
По своей конструкции традиционные подвески обеспечивают эффект демпфирования в направлении сжатия, то есть между положением полной отдачи и положением полного сжатия хода подвески, и в направлении отдачи, то есть между положением полного сжатия и положением полной отдачи.
В амортизаторах происходят положительные трения. С другой стороны, существуют также паразитные трения, и инженеры, занимающиеся разработкой подвесок, должны уделять особое внимание для максимального уменьшения этих твердых трений, чтобы они не мешали динамичной работе и не снижали комфорт подвески. Однако, как оказалось, необходимость выбора единого значения демпфирования для всего хода подвески отрицательно сказывается на работе.
Во время работы подвески, начиная от исходной точки подвески в состоянии покоя или в статическом положении, когда на подвеску действует нагрузка, она будет сжиматься, пока в конце этой фазы сжатия эта дополнительная нагрузка не исчезнет. В этом случае ролью амортизатора является замедление возращения в статическое положение подвески; это требует демпфирующего действия в направлении отдачи. С другой стороны, если опять же считать исходной точной подвеску в состоянии покоя или в статическом положении, когда происходит снижение нагрузки на подвеску, она разжимается, и в конце этой фазы отдачи, когда это уменьшение нагрузки исчезает, ролью амортизатора является торможение возращения в статическое положение подвески; это требует демпфирующего действия в направлении сжатия.
Таким образом, когда под действием изменения нагрузки подвеска сжимается, ей приходится преодолевать сопротивление пружины подвески, а также преодолевать торможение или трение, связанное с демпфированием, что отрицательно сказывается на динамике подвески и особенно на ее комфорте. Эта ситуация является абсолютно идентичной в противоположном случае, когда изменение нагрузки приводит к растяжению пружины подвески транспортного средства. В данном случае подвеска тоже должна одновременно преодолевать действие массы транспортного средства, а также торможение или трение, связанное с демпфированием. При этом демпфирование в фазе сжатия преследует цель торможения возвращения в статическое положение с изначально ограниченным значением, что отрицательно сказывается на динамике подвески и особенно на ее комфорте.
Таким образом, для традиционного демпфирования в направлении сжатия, начиная от положения полной отдачи подвески и до положения покоя или статического положения, потребуется энергичное торможение или демпфирование, тогда как при продолжении ее хода от положения покоя или статического положения до положения полного сжатия эффект демпфирования следует ослабить и даже устранить для обеспечения лучшего комфорта и лучшей динамики работы.
Изобретение предлагает изменять демпфирование в зависимости от градиента сжатия и, если он является положительным, применять первое значение; если он является отрицательным, применяют второе значение. Это же относится и к отдаче.
Такие же замечания применимы и в отношении отдачи. Это объясняет, почему единое демпфирование в направлении сжатия и в направлении отдачи можно рассматривать лишь как далекий от оптимального компромисс.
Стратегия демпфирования согласно настоящему изобретению предусматривает разделение фазы сжатия на две подфазы сжатия и/или разделение фазы отдачи на две подфазы отдачи с разными значениями, отсюда обозначение EVO - 4 AVS (четыре демпфирования разного значения). Предусмотрены четыре разных значения демпфирования для четырех рабочих фаз вместо двух значений демпфирования для этих же четырех рабочих фаз.
Известное решение, называемое решением Contractive, несмотря на неоспоримые качества, связанные с динамикой работы, на отличные экономические показатели и комфорт, который в целом можно считать сравнимым с традиционным решением, причем этот комфорт можно считать иногда немного лучшим, иногда немного худшим в зависимости от характеристик дороги, не смогло получить распространения в области серийного производства, поскольку на нем еще больше сказывается традиционное демпфирование, чем для подвески, в которой применяют традиционные линейные элементы жесткости и стабилизаторы устойчивости.
Действительно, до настоящего времени не предусматривали коррекцию демпфирования в зависимости от самых разных реальных уровней жесткости во время различных подфаз, и применяемое до сих пор демпфирование может представлять собой только компромисс в виде одинакового значения для этих подфаз в одном направлении в сторону сжатия или в сторону отдачи.
Преимущества настоящего изобретения с точки зрения стратегии демпфирования можно применять для традиционной или псевдотрадиционной подвески, в которой используется Δ символических жесткостей, и одновременно использовать преимущества, обеспечиваемые оптимизированным демпфированием.
Предпочтительно предусматривают техническое решение без выноса узла модуля отдачи, так как в некоторых случаях такое решение может представлять определенный интерес.
Согласно настоящему изобретению с помощью модуля отдачи для амортизатора можно предусмотреть большее или меньшее значение демпфирования в зависимости от рассматриваемой подфазы. Следовательно, для каждой из подфаз как во время фазы сжатия, так и во время фазы отдачи можно применить оптимизированное демпфирование как в направлении отдачи, так и в направлении сжатия.
Кроме того, демпфирующее устройство в соответствии с настоящим изобретением может иметь, по меньшей мере, факультативно любой из следующих отличительных признаков.
Предпочтительно, поскольку фаза сжатия включает в себя соответственно подфазу сжатия от статического положения к максимальному положению сжатия поршня и подфазу отдачи от упомянутого максимального положения к статическому положению, и фаза отдачи включает в себя соответственно подфазу отдачи от статического положения к максимальному положению отдачи поршня и подфазу отдачи от упомянутого максимального положения к статическому положению, модуль отдачи действует на амортизатор, чтобы изменить значение демпфирования, в дополнение к своему действию на жесткость подвески, во время одной или нескольких подфаз.
Предпочтительно амортизатор содержит плавающий поршень, установленный на штоке амортизатора между поршнем и концом амортизатора, через который выходит этот шток, и этот конец называется верхним затвором, при этом упомянутый плавающий поршень является подвижным вдоль упомянутого штока и ограничивает с упомянутым затвором внутреннюю камеру в амортизаторе, при этом положение плавающего поршня влияет на давление гидравлической текучей среды в упомянутой внутренней камере, меняя соответственно значение жесткости и демпфирования амортизатора.
Предпочтительно модуль отдачи находится снаружи упомянутого амортизатора, при этом упомянутый модуль отдачи гидравлически сообщается с упомянутой внутренней камерой, при этом плавающий поршень содержит канал для сообщения упомянутого модуля отдачи с упомянутой внутренней камерой, и упомянутый плавающий поршень удерживается на расстоянии от упомянутого затвора амортизатора возвратным действием контрпружины. Таким образом, первоначально предусмотренный амортизатор может выполнять работу амортизатора в соответствии с изобретением с соответствующим изменением, касающимся установки плавающего поршня в амортизаторе и выполнения канала для текучей среды между амортизатором и модулем отдачи. Вынос модуля отдачи позволяет, таким образом, оптимально корректировать значение демпфирования в зависимости от выбора специалиста и от действующей подфазы, причем для четырех подфаз работы амортизатора. Кроме того, модуль отдачи можно легко стандартизировать и сделать общим для всех типов транспортных средств, за исключением некоторых из его элементов, таких как контрпружина или соединительный упор, параметры которых, такие как жесткость, кривая упора или значение демпфирования зависят от характеристик оборудуемого ими транспортного средства. Это позволяет значительно снизить производственные расходы по изготовлению такого модуля отдачи.
Предпочтительно гидравлическое сообщение, обеспечивающее действие модуля, происходит при помощи внутреннего канала, проходящего через амортизатор через его верхний затвор и устанавливающего сообщение между внутренней камерой и модулем отдачи, при этом упомянутый внутренний канал выходит через, по меньшей мере, одно отверстие между головкой поршня и плавающим поршнем, при этом упомянутое отверстие перекрыто клапаном, пока головка поршня не опирается на плавающий поршень, а когда головка поршня опирается на плавающий поршень, канал плавающего поршня находится напротив упомянутого внутреннего канала, при этом во время опоры головки поршня на плавающий поршень клапан перемещается толкающим усилием в открытое положение.
Действие упомянутого клапана представляет особый интерес и обеспечивает реализацию функции демпфирования между положением полного сжатия и положением покоя в направлении отдачи, при этом плавающий поршень удерживается неподвижно за счет несжимаемости текучей среды. Вынос модуля отдачи, связанного с амортизатором через гидравлический трубопровод, позволяет увеличить возможность стандартизации модуля отдачи и открывает множество возможностей позиционирования этого модуля отдачи в транспортном средстве.
Предпочтительно внутренний канал проходит внутри штока в продольном направлении упомянутого штока, при этом клапан, перекрывающий упомянутое отверстие, установлен на штоке, выступая сбоку упомянутого штока, с возможностью перемещения скольжением на упомянутом штоке, при этом на клапан действует возвратным усилием упругое средство, например пружина, в его положении перекрывания упомянутого отверстия внутреннего канала.
Предпочтительно модуль отдачи содержит впускной вход для прохождения гидравлической текучей среды, выталкиваемой из внутренней камеры амортизатора, при этом прохождение упомянутой текучей среды внутрь модуля отдачи действует на приемный поршень, сжимающий через соединительный упор контрпружину.
В зависимости от выбора специалиста диаметр поршня может быть меньше, чем диаметр главного поршня амортизатора. Это обеспечивает понижающее передаточное отношение, которое удлиняет ход отдачи на уровне модуля отдачи, обеспечивая, таким образом, значительное улучшение контроля демпфирования и зоны, соответствующей гибкости сопряжения.
Предпочтительно модуль отдачи содержит камеру, питаемую текучей средой при регулировании электровентилем, причем эта камера подвергается действию со стороны пружины или напора газа, препятствующему прохождению текучей среды в модуль отдачи из амортизатора.
Это устройство может содержать первый плавающий поршень, на который опирается контрпружина через соединительный упор, второй плавающий поршень, расположенный сзади разделительной перегородки, которая является неподвижной по отношению к модулю, при этом второй плавающий поршень подвергается действию постоянного давления от аккумулятора, который передает давление, необходимое для нормального позиционирования плавающего поршня. Это обеспечивает возможность оптимизации амортизатора относительно реальной нагрузки автотранспортного средства в данный момент. Между двумя плавающими поршнями, разделенными неподвижной перегородкой, образуются две камеры, которые могут сообщаться между собой через канал. Предпочтительно этим каналом управляет электровентиль. Таким образом, электровентиль можно подключить к существующему устройству автоматического закрывания дверей или к тахометру транспортного средства. Это устройство работает в соответствии со следующей логикой: транспортное средство стоит - электровентиль открыт, транспортное средство движется - электровентиль закрыт.
Предпочтительно модуль отдачи содержит, по меньшей мере, одну камеру, питаемую текучей средой при регулировании электровентилем, причем эта камера подвергается действию со стороны пружины или напора газа, препятствующему прохождению текучей среды в модуль отдачи из амортизатора.
Предпочтительно плавающий поршень состоит из трех частей, при этом контакт головки поршня с плавающим поршнем из трех частей открывает проход для текучей среды между двумя частями упомянутого плавающего поршня, при этом с другой стороны плавающего поршня из трех частей, отличной от стороны, находящейся напротив поршня, предусмотрена контрпружина для действия возвратным усилием на плавающий поршень из трех частей в направлении упомянутого поршня.
Предпочтительно предусмотрен датчик перемещения, определяющий напрямую или косвенно значения перемещения головки поршня, причем эти значения поступают в вычислительное устройство, управляющее демпфированием в зависимости от значений, соответствующих критериям изобретения, которое предусматривает демпфирование в направлении отдачи и демпфирование в направлении сжатия, отличающихся для каждого из секторов хода подвески от положения полного сжатия до положения покоя и от положения покоя до положения полной отдачи.
Предпочтительно амортизатор является масляно-пневматическим амортизатором.
Объектом настоящего изобретения является также система, состоящая, по меньшей мере, из двух таких демпфирующих устройств, в которой модуль отдачи является внешним и общим для амортизаторов, при этом модуль отдачи содержит две независимые части, каждая из которых сообщается с соответствующим амортизатором.
Объектом изобретения является также автотранспортное средство, отличающееся тем, что содержит, по меньшей мере, одно такое демпфирующее устройство или такую систему, по меньшей мере, из двух амортизаторов. Применение такого демпфирующего устройства в существующем автотранспортном средстве существенно облегчено с учетом возможности сохранения амортизаторов с первоначальной архитектурой и внесения соответствующих изменений, а именно установки плавающего поршня в амортизаторе, а при модуле отдачи, расположенном снаружи, - соответствующего оборудования штока амортизатора или выполнение канала сообщения амортизатора с модулем отдачи.
Предпочтительно модуль отдачи объединен, по меньшей мере, с одним устройством предварительного напряжения, управляющим автоматическим регулированием предварительного напряжения упомянутого модуля отдачи в зависимости от реальной нагрузки автотранспортного средства в данный момент.
Предпочтительно устройство предварительного напряжения автоматически управляется через систему автоматического закрывания дверей и/или тахометр автотранспортного средства.
Объектом изобретения является также способ подвески колеса автотранспортного средства, который включает в себя формирование фазы сжатия, состоящей соответственно из подфазы сжатия, направленной из статического положения в максимальное положение сжатия поршня, и подфазы отдачи, направленной из упомянутого максимального положения в статическое положение, и фазы отдачи, состоящей соответственно из подфазы отдачи, направленной из статического положения в максимальное положение отдачи поршня, и подфазы отдачи, направленной из упомянутого максимального положения в статическое положение, отличающийся тем, что выбирают разное значение демпфирования между подфазой сжатия и подфазой отдачи фазы сжатия и/или между подфазой сжатия и подфазой отдачи фазы отдачи.
Изобретение использует такой амортизатор, причем этот амортизатор является активным вокруг статического положения как в фазе сжатия, так и в фазе отдачи, при этом подвеска имеет разную жесткость или гибкость между сектором хода подвески от статического положения до положения полного сжатия и сектором хода подвески от статического положения до положения полной отдачи, при этом способ включает в себя этап изменения значения демпфирования с разными значениями как для направления сжатия, так и для направления отдачи для каждого из секторов работы амортизатора в зависимости от того, происходит эта работа между статическим положением подвески и положением полного сжатия или между статическим положением подвески и положением полной отдачи.
Таким образом, настоящее изобретение позволяет применять демпфирование подвески, управляя соответствующим образом и раздельно демпфированием в четырех подфазах работы подвесок, что позволяет изменять значения демпфирования во время двух подфаз каждой фазы вместо того, чтобы, как в известных технических решениях, предусматривать далекий от идеального компромисс, учитывающий только две фазы, то есть только одно значение в фазе сжатия и только одно значение в фазе отдачи.
Предпочтительно, поскольку фаза сжатия состоит соответственно из подфазы сжатия от статического положения в максимальное положение сжатия поршня и подфазы отдачи от упомянутого максимального положения в статическое положение, и фаза отдачи состоит соответственно из подфазы отдачи из статического положения в максимальное положение отдачи поршня и подфазы отдачи из упомянутого максимального положения в статическое положение, этап изменения значения демпфирования предусмотрен во время одной или нескольких подфаз среди подфазы отдачи в фазе отдачи, подфазы сжатия в фазе отдачи и подфазы сжатия в фазе сжатия.
Предпочтительно во время одной и той же фазы сжатия или соответственно отдачи значение демпфирования амортизатора для действия амортизатора между статическим положением и максимальным положением сжатия или соответственно максимальным положением сжатия отличается от значения демпфирования для обратного действия.
Предпочтительно предусмотрено регулирование амортизатора в зависимости от нагрузки автотранспортного средства в данный момент.
Предпочтительно управление демпфированием осуществляют при помощи электронных средств.
Предпочтительно изобретение можно осуществлять со следующими факультативными признаками, применяемыми альтернативно или в комбинации:
- амортизатор содержит плавающий поршень, установленный на упомянутом штоке между поршнем и концом амортизатора, при этом упомянутый плавающий поршень выполнен подвижным с возможностью перемещения вдоль упомянутого штока и ограничивает первую внутреннюю камеру, направленную к упомянутому концу в амортизаторе, при этом положение плавающего поршня влияет на давление гидравлической текучей среды в упомянутой внутренней камере;
- амортизатор содержит герметичную перегородку, расположенную между поршнем и плавающим поршнем и образующую вторую внутреннюю камеру между плавающим поршнем и перегородкой;
- амортизатор содержит две камеры, предпочтительно представляющие собой третью и четвертую камеру соответственно между поршнем и концом амортизатора и между поршнем и запорной стенкой;
- демпфирующее устройство, в котором запорная стенка является перегородкой;
- демпфирующее устройство, в котором средства изменения демпфирования содержат: первый контур отвода текучей среды между третьей камерой и четвертой камерой, при этом упомянутый контур содержит клапанное устройство, выполненное с возможностью обеспечения прохождения текучей среды в контуре в первом направлении движения поршня и перекрывания прохождения текучей среды в контуре во втором направлении движения поршня; второй контур отвода текучей среды между третьей камерой и четвертой камерой, при этом упомянутый контур содержит клапанное устройство, выполненное с возможностью обеспечения прохождения текучей среды в контуре во втором направлении движения поршня и перекрывания прохождения текучей среды в контуре в первом направлении движения поршня;
- демпфирующее устройство, в котором первый и второй контуры отвода ограничены наружной стенкой первого цилиндра, внутренняя стенка которого ограничивает камеры, и внутренней стенкой дополнительного цилиндра;
- демпфирующее устройство, в котором первый и второй контуры отвода содержат, каждый, отверстие, выходящее соответственно в камеры на уровне статического положения поршня;
- демпфирующее устройство, в котором первый и второй контуры отвода содержат, каждый, отверстие, выходящее соответственно в камеры на заранее определенном расстоянии соответственно от конца амортизатора и от запорной стенки;
- устройство, в котором поршень содержит два клапана, каждый из которых выполнен с возможностью однонаправленного прохода текучей среды через поршень, причем эти проходы имеют противоположные направления.
Применение этой оригинальной стратегии демпфирования при помощи механики текучих сред может потребовать адаптации установленных клапанных систем.
Действительно, если теоретически представляется возможным получить четыре разных значения демпфирования, связанные с четырьмя рабочими полуфазами, при помощи классической клапанной системы, то на практике гидравлическая связь между амортизатором и модулем отдачи характеризуется большим риском появления кавитации, что может привести к ухудшению работы подвески.
Для устранения этого недостатка можно предусмотреть многие возможности, не выходя за рамки изобретения.
Ниже представлен пример выполнения специальной клапанной системы; этот пример не является ограничительным. Для соблюдения критериев, определяющих настоящее изобретение, можно применять и другие клапанные системы.
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 изображает схематичный вид в продольном разрезе амортизатора согласно первому варианту выполнения изобретения.
Фиг. 2 - схематичный увеличенный вид в продольном разрезе части амортизатора, показанного на фиг. 1.
Фиг. 3 - схематичный вид в продольном разрезе модуля отдачи, который может быть расположен снаружи амортизатора и один из элементов которого показан на фиг. 1 в рамках первого варианта выполнения изобретения.
Фиг. 4 - схематичный вид в продольном разрезе второго варианта выполнения амортизатора, в котором используется решение двухтрубного выполнения, показанное на фиг. 1.
Фиг. 5 - схематичный вид в продольном разрезе третьего варианта выполнения амортизатора, работа которого является, по существу, идентичной работе амортизаторов, описанных со ссылками на фиг. 1, 2 и 4.
Фиг. 6 - схематичный вид в продольном разрезе упрощенного четвертого варианта выполнения амортизатора в соответствии с настоящим изобретением, позволяющего управлять четырьмя подфазами демпфирования согласно концепции четырех фаз демпфирования с разными значениями, но без выноса узла контрпружина - соединительный упор.
Фиг. 7 - увеличенный и детальный вид в продольном разрезе части амортизатора, показанного на фиг. 6, согласно упрощенному четвертому варианту выполнения настоящего изобретения.
Фиг. 8 - решение, показанное на фиг. 7 и дополненное специальной клапанной системой, позволяющей оптимизировать демпфирование для каждой из четырех полуфаз работы подвески.
Фиг. 9 - вариант выполнения клапанов.
На фиг. 1 показан амортизатор 1. Этот амортизатор 1 представлен в виде масляно-пневматического амортизатора, хотя настоящее изобретение не ограничивается таким амортизатором и находит свое применение для любого типа амортизатора. Амортизатор 1 содержит подвижный поршень 2, перемещающийся внутри амортизатора 1, разделяя внутренний объем на две камеры 1а и 1b.
Поршень 2 соединен со штоком 17, проходящем по длине и внутри амортизатора и выходящим из внутреннего пространства через продольный конец амортизатора 1. Этот продольный конец образует верхний затвор 4 амортизатора 1. На другом продольном конце амортизатора 1 предусмотрен вход для газа, например азота, для действия на подвижную нижнюю перегородку, которая поддерживает под давлением масло, содержащееся в амортизаторе.
В таком масляно-пневматическом амортизаторе, чтобы обеспечивать непрерывность усилия движения узла поршня 2 и штока 17, поршень 2 погружен в гидравлическую текучую среду, при этом внутреннее пространство амортизатора 1 заключает в себе с каждой стороны поршня объем этой текучей среды в соответствующей камере 1а или 1b.
Впуск газа служит для дополнительного заполнения замкнутого пространства 1с в конце амортизатора 1, расположенном противоположно верхнему затвору 4, откуда выходит шток 17. Газ заключен на дне упомянутого замкнутого пространства 1с и предпочтительно отделен от гидравлической текучей среды плавающей нижней разделительной перегородкой 24.
Специалист выбирает значение демпфирования в зависимости от поставленной задачи. Предпочтительно во время сжатия амортизатор производит действие сжатия, максимально близкое к нулю, чтобы не вызывать бесполезного торможения, сказывающегося на комфорте пассажиров автотранспортного средства. Что касается действия отдачи, то специалист адаптирует его в зависимости от жесткости, выбранной для подвески автотранспортного средства.
В ближайшем аналоге изобретения внутри амортизатора предусмотрено, по меньшей мере, два противодействующих элемента, установленных противоположно друг другу. Противоположное действие этих двух противодействующих элементов обеспечивает системе из двух амортизаторов одной колесной оси изменение жесткости или гибкости во время работы упомянутой системы.
Согласно первому варианту выполнения изобретения, представленному на фиг. 1 и 2, предусмотрено вынесение одного из противодействующих элементов наружу амортизатора 1, что позволяет получить модуль 15 отдачи, показанный на фиг. 3.
Согласно изобретению модуль 15 отдачи действует на амортизатор 1 таким образом, чтобы, кроме жесткости подвески, изменять также значение демпфирования, но только в секторе хода от статического положения до положения полной отдачи. Для этого, как показано на фиг. 1 и 2, амортизатор 1 содержит плавающий поршень 3, расположенный внутри амортизатора между поршнем 2 и верхним затвором 4 амортизатора 1. Плавающий поршень 3 связан с клапанной системой, выполненной с возможностью блокировки этого плавающего поршня 3, когда поршень 2 отходит от него в направлении сжатия в секторе от статического положения до полного сжатия амортизатора 1.
Как показано, в частности, на фиг. 2, плавающий поршень 3 установлен с возможностью свободного перемещения на штоке 17 поршня 2, соединенном с соединительным трубопроводом 21 для подачи текучей среды в модуль отдачи, находящийся снаружи амортизатора 1. В штоке 17 поршня 2 амортизатора 1 предусмотрен внутренний канал 5 для перепускания объема текучей среды, вытесняемого плавающим поршнем 3, когда поршень 2 амортизатора 1 перемещается в зону отдачи, то есть из статического положения, которое соответствует положению равновесия амортизатора 1, в сторону максимальной отдачи амортизатора 1.
Согласно этому первому варианту выполнения, вытесняемый объем текучей среды переходит через внутренний гидравлический канал 5 в модуль отдачи, обозначенный на фиг. 3 позицией 15. Таким образом, модуль 15 отдачи, более подробно описанный ниже, вынесен в наиболее подходящее место.
Можно также предусмотреть другие варианты удаления объема текучей среды из амортизатора 1 в направлении модуля 15 отдачи, показанного на фиг. 3. Для этого можно использовать устройство, работающее на принципе амортизатора с концентричными трубами, показанного на фиг. 4. При этом клапанную систему необходимо адаптировать в зависимости от способа удаления объема текучей среды из внутреннего пространства амортизатора 1.
Далее со ссылками на фиг. 2 следует описание работы амортизатора 1. Во время своего перемещения в направлении отдачи поршень 2 приходит в положение опоры на плавающий поршень 3, который оказывает давление на текучую среду, в результате чего эта текучая среда, содержащаяся в камере 1d, заключенной между плавающим поршнем 3 и верхним затвором 4, выходит в направлении модуля отдачи через внутренний канал 5.
Клапанная система содержит первый клапан, образованный манжетой 18, удерживаемой на месте усилием прижатия к плавающему поршню 3 со стороны пружины 19, при этом упомянутая пружина 19 расположена между поршнем 2 и находящейся напротив него стороной манжеты 18. В этом положении манжета 18 перекрывает, по меньшей мере, одно отверстие 20 внутреннего канала 5 штока 17. Упомянутое отверстие 20 или предпочтительно два отверстия служат для установления сообщения между внутренним каналом 5 и внутренним пространством амортизатора 1.
Когда поршень 2 приходит в статическое положение амортизатора 1, упомянутый поршень 2 входит в контакт с плавающим поршнем 3. Этот контакт между поршнем 2 и плавающим поршнем 3 заставляет манжету 18 подниматься с преодолением действия пружины 19 и открывать отверстие 20 внутреннего канала 5. Этот контакт между поршнем 2 и плавающим поршнем 3 перемещает также отверстие 20 в положение напротив канала 6, расположенного внутри плавающего поршня 3. Это обеспечивает питание для работы противодействующего элемента, расположенного в модуле отдачи.
Эффект демпфирования, появляющийся в направлении отдачи и являющийся причиной снижения комфорта в зоне отдачи, прекращается при контакте головки поршня 2 с плавающим поршнем 3. Действительно, весь столб гидравлической текучей среды, толкаемый внутренним давлением амортизатора 1, перемещается вместе с плавающим поршнем 3, и, поскольку текучая среда не сжимается, эффект демпфирования прекращается.
Между плавающим поршнем 3 и верхним затвором 4 амортизатора 1 предусмотрена пирамидальная пружина 22, при этом более широкое основание упомянутой пирамидальной пружины 22 опирается на плавающий поршень 3, а меньшее основание опирается на верхний затвор 4.
Эта пирамидальная пружина 22 имеет более значительную жесткость, чем пружина 19 между поршнем 2 и манжетой 18, чтобы поддерживать сообщение между внутренним каналом 5 штока 17 головки поршня 2 и каналом 6. В случае необходимости, предусмотрен также спускной выход 23 для удаления текучей среды из внутренней камеры 1d амортизатора 1, находящейся между плавающим поршнем 3 и верхним затвором 4.
Как показано на фиг. 3, модуль 15 отдачи, предусмотренный на фиг. 3 для монтажа на оси с одним модулем для левого колеса и с одним модулем для правого колеса и касающийся только амортизатора, показанного на фиг. 1 и 2, содержит внутри приемный поршень, который под действием объема текучей среды, вытесненного из амортизатора 1, сжимает через соединительный упор 7 контрпружину 8. Это обеспечивает необходимое увеличение жесткости в фазе отдачи, что и является одним из отличительных признаков заявленного амортизатора 1. Соединительный упор 7 оказывается, таким образом, термически изолированным от амортизатора 1 и может работать в сухом состоянии и без риска деградации.
Как показано на фиг. 3, гидравлическая текучая среда, поступающая из амортизатора, проходит в модуль 15 отдачи через впускной вход 13. Соединительный трубопровод 21 соединяет внутренний канал 5 штока 17 с впускным входом 13 модуля 15 отдачи. На этом впускном входе 13 или в другом месте, которое специалист может посчитать более подходящим, расположена соответствующая клапанная система.
Эта клапанная система может быть системой традиционного типа или альтернативно и по выбору специалиста может быть клапанной системой, которая работает только с торможением движения в направлении сжатия для замедления скорости отдачи контрпружины 8 модуля 15 отдачи.
Напротив своего приемного поршня модуль 15 отдачи содержит первую и вторую последовательные камеры 9 и 10, соединенные между собой через канал 11, подсоединением которого для подачи текучей среды управляют при помощи ручного вентиля или электровентиля 12. Предпочтительно управление этим электровентилем 12 может происходить в двух режимах для применения автоматики с целью контроля за нагрузкой транспортного средства.
Именно первая камера 9, более близкая к упору 7, выполняет роль камеры, питаемой гидравлической текучей средой при регулировании электровентилем 12, причем на эту камеру 9 действует пружина 14 или напор газа 16, препятствуя входу в модуль 15 отдачи текучей среды из амортизатора 1.
В первом режиме электровентиль 12 может быть подключен к автоматическому устройству закрывания дверей транспортного средства, уже существующему на большинстве автотранспортных средств, или в альтернативном варианте - к тахометру упомянутого транспортного средства. Как только транспортное средство со своей нагрузкой на данный момент начинает движение при своей окончательной посадке, электровентиль 12 фиксирует оптимальное расположение модуля 15 отдачи, образующего противодействующий узел амортизатора 1.
Это расположение достигается при помощи толкающего усилия пружины 4 или напора газа под давлением 16, например азота. Таким образом, после каждой остановки транспортного средства можно учитывать реальную нагрузку упомянутого транспортного средства, в том числе с учетом уменьшения количества топлива в результате его постепенного расхода.
Во втором режиме электровентилем 12 управляет вручную водитель, в случае необходимости, по тревожному сигналу для облегчения маневров преодоления препятствий на низкой скорости не более 20 км/ч, в частности для транспортных средств, которые могут двигаться в условиях бездорожья.
Для соединения с правым и левым амортизаторами автотранспортного средства можно установить пару наружных модулей 15, при этом модули 15 отдачи имеют две независимые симметричные части, каждая из которых сообщается с соответствующим амортизатором.
Показанный на фиг. 3 модуль 15 отдачи работает с одной стороны с резервом газа 16 и с другой стороны с пружиной 14. Следует уточнить, что данный пример является чисто иллюстративным и что модуль 15 отдачи может иметь как пружину 14, так и камеру с газом 16 для каждой из своих независимых частей, соответственно связанных с амортизатором.
На фиг. 4 представлен третий вариант выполнения амортизатора в соответствии с настоящим изобретением. Этот третий вариант воспроизводит в целом работу, показанную на фиг. 1 и 2, но при этом имеет существенное отличие. Действительно, переход текучей среды между амортизатором 1 и модулем 15 отдачи происходит тоже через канал 17, но возвращение текучей среды от модуля 15 отдачи в камеру 1d может происходить как через канал 5, так и через канал 5bis при помощи соединительного тройника Т1 с прохождением через клапан CL1 за счет применения двухтрубной конструкции.
Кроме того, этот клапан CL1 регулирует поток между модулем 15 и камерой 1d, обеспечивая прохождение этого потока в направлении модуль - камера 1d и одновременно блокируют прохождение в другом направлении. Объем текучей среды, удаляемой через соединительное отверстие 25 вследствие захождения штока 17 в амортизатор, будет направляться в классический аккумулятор давления АР через тройник Т3, при этом электровентиль 12bis, установленный между тройниками Т2 и Т3, позволяет контролировать изменения нагрузки, которая может действовать на транспортное средство.
На фиг. 5 показан третий вариант выполнения настоящего изобретения, согласно которому в амортизаторе 1 применяют специальный шток. Этот вариант выполнения предусматривает в амортизаторе 1, закрытом в своей верхней части затвором 4, четыре отдельные камеры с1, с2, с3 и с4, при этом шток 17 амортизатора проходит через все четыре камеры. Главный поршень 2, установленный на штоке 17, расположен в камерах с1 и с4 и обеспечивает демпфирование в направлении отдачи, как и в направлении сжатия в секторе хода от полностью сжатого положения подвески до статического положения.
Этот же поршень 2 обеспечивает эффект демпфирования в направлении отдачи, как и в направлении сжатия, в секторе хода от статического положения до положения полной отдачи. Поскольку объем штока 17, заходящий в камеру с1, полностью компенсируется выходом такого же объема из этой камеры, то простого упора 27 из эластомера достаточно для поглощения расширения вследствие больших перепадов температуры амортизатора. Камеры с2 и с3 отделены от камеры с1 перегородкой 28, закрепленной в амортизаторе 1 стопорными кольцами 29, при этом камеры с2 и с3 отделены друг от друга плавающим поршнем 3.
Для камер с2 и с3 применена двухтрубная конструкция 30 для образования канала 5bis, выходящего через отверстие 31 в сторону модуля 15 отдачи. Между статическим положением и положением полной отдачи проходящий шток 17 увлекает за собой плавающий поршень 3, который выталкивает из камеры с3 объем текучей среды, действующий на модуль 15 так же, как это было описано выше со ссылками на фиг. 1-4. Этот амортизатор 1 дополнен отверстием 32 сообщения с атмосферой.
На фиг. 6 и 7 представлен четвертый вариант выполнения амортизатора в соответствии с настоящим изобретением. Этот четвертый вариант выполнения, который в некоторых случаях может представлять исключительный интерес, не предусматривает выноса узла контрпружина 8 - соединительный упор 35 во внешний модуль, а использует изоляцию текучей среды, содержащейся внутри амортизатора 1. Соединительный упор 35 находится на верхнем затворе 4 амортизатора 1. Как показано на фиг. 6, первый плавающий поршень 26 изолирует соединительный упор 35 от текучей среды амортизатора 1. Кроме того, стопорное кольцо 33 ограничивает ход вниз плавающего поршня 26. Узел контрпружина 8 - соединительный упор 35, входящий в состав конструкции Contractive®, расположен в верхней части амортизатора 1 между плавающим поршнем 26 и вторым плавающим поршнем, состоящим из трех частей 3, 3bis, 3ter.
В этом четвертом варианте выполнения, в частности, что касается сектора хода от положения полной отдачи до статического положения подвески, плавающий поршень из трех частей 3, 3bis, 3ter обеспечивает демпфирование фазы отдачи узла контрпружина 8 - соединительный упор 35. С другой стороны, что касается фазы сжатия этого же узла контрпружина 8 - соединительный упор 35, демпфирующий эффект упомянутого узла будет равен демпфирующему эффекту, который будет выбран в направлении отдачи, с клапанной системой поршня 2 в секторе хода от положения полного сжатия до статического положения.
Наконец, для сектора хода от положения полного сжатия до статического положения подвески поршень 2 будет обеспечивать эффект демпфирования в направлении отдачи с жесткостью, выбранной для сохранения посадки транспортного средства, а в направлении сжатия будет соответствовать эффекту, выбираемому специалистом. Это демпфирование очень близко к эффекту нулевого демпфирования или к умеренному демпфированию.
Как более наглядно показано на фиг. 7, где представлен плавающий поршень, состоящий из трех частей 3, 3bis, 3ter, части 3 и 3bis неподвижно соединены друг с другом при помощи крепежных винтов для облегчения монтажа амортизатора. Часть 3, предусмотренная для ограничения свободного прохода между 3bis и 3ter, предпочтительно выполнена ажурной, чтобы сохранять свободный проход, даже когда части 3 и 3ter находятся во взаимном контакте. Как показано на фиг. 7, в частях 3 и 3bis плавающего поршня из трех частей 3, 3bis, 3ter предусмотрен, по меньшей мере, один свободный проход 36 ограниченного сечения, даже когда части 3 и 3bis прижаты друг к другу, чтобы управлять посредством соответствующего торможения отдачей узла контрпружина 8 - соединительный упор 35. Этот свободный проход 36 может быть связан с одной или несколькими пластинками, которые могут перекрывать проход 36, а в альтернативном варианте его предпочтительно можно также калибровать при помощи жиклера 38.
Как показано на фиг. 6 и 7, где представлена работа плавающего поршня из трех частей 3, 3bis, 3ter в секторе, заключенном между положением полного сжатия и статическим положением, когда поднимающийся поршень 2 амортизатора 1 входит в контакт с плавающим поршнем из трех частей 3, 3bis, 3ter, поршень 2 толкает плавающий поршень до уровня 3 и открывает необходимый свободный проход между 3bis и 3ter для обеспечения сжатия узла контрпружина 8 - соединительный упор 35.
В конце хода сжатия узла контрпружина 8 - соединительный упор 35, когда контрпружина 8 начинает разжиматься, часть, обозначенная 3bis, вступит в контакт с частью 3ter упомянутого плавающего поршня, закрывая свободный проход. Под действием давления со стороны контрпружины 8 плавающий поршень 3, 3bis, 3ter, опять становится герметичным, и демпфирование может происходить за счет калибровки, по меньшей мере, одного свободного прохода 36 или при помощи пластинок, которые перекрывают свободный проход 36, требуя усилия торможения, соответствующего числу и толщине пластинок.
Как показано на фиг. 7, в поршне 2 тоже предусмотрен, по меньшей мере, один свободный проход 37, который может быть перекрыт жиклером 39 для регулирования демпфирования на низких скоростях в зоне сжатия.
На фиг. 8 схематично показан монтаж со специальной клапанной системой, позволяющей модулировать соответствующим образом значение демпфирования для каждой из 4 полуфаз работы подвески.
Показанная на этой фигуре клапанная система обеспечивает определение фаз, каждая из которых подразделена на две подфазы или полуфазы. Эта клапанная система включена в систему амортизатора 1, по существу, соответствующую амортизатору, показанному на фиг. 5, и предпочтительно, но не ограничительно содержит в этом примере модуль 15 отдачи и две камеры с2, с3, на уровне которых перемещается поршень 3. Интерес в применении предложенной клапанной системы, представленной на фиг. 8, состоит в том, что она может быть самодостаточной для реализации средств изменения демпфирования.
В варианте выполнения средства изменения демпфирования содержат:
- контур отвода текучей среды с отверстием О1, выходящим в камеру с4, и отверстием О2, выходящим в камеру с1. Этот контур включает в себя клапан А1, предпочтительно оснащенный упругой системой возврата в закрытое положение. Предпочтительно давление, действующее при закрывании на этот клапан А1, можно регулировать или корректировать по значению сопротивления, требуемому при открывании клапана А1. Выполненный таким образом, этот контур обеспечивает только одно направление циркуляции текучей среды и будет открываться только при соблюдении двойного условия движения подъема поршня 2 и давления в камере с1, которое способно преодолеть усилие пружины, причем в положении поршня 2 над отверстием О1;
- контур отвода текучей среды с отверстием О3 и отверстием О4, выходящими соответственно в камеру с1 и в камеру с4. Клапан А2 является, например, аналогичным клапану А1. Как и в предыдущем контуре с клапаном А1, клапан А2 создает асимметричную работу контура с закрыванием в направлении подъема поршня 2 и открыванием в направлении опускания поршня 2, когда давление в камере С4 превышает сопротивление открывания клапана А2.
Следует отметить, что оба отверстия О1 и О2 расположены таким образом, чтобы определять статическое положение поршня 2, показанное на фигуре. Кроме того, предпочтительно поршень 2 содержит клапаны В1 и В2, обеспечивающие два первых значения демпфирования - одно в фазе подъема поршня, другое в фазе опускания. В представленном случае модуль 15 отдачи и плавающий поршень 3 добавляют свое собственное действие к изменению жесткости и демпфирования.
Ниже более подробно описаны фазы демпфирования и участие каждого средства в демпфировании.
Предусмотрены четыре полуфазы:
Полуфаза 1: Полное сжатие подвески → Статическое положение.
Полуфаза 2: Статическое положение → Полная отдача подвески.
Полуфаза 3: Полная отдача подвески → Статическое положение.
Полуфаза 4: Статическое положение → Полное сжатие подвески.
Классическая система клапанов для фазы отдачи и для фазы сжатия, которой обычно оснащен поршень амортизатора, сохраняется для клапанов регулирования (В1 и В2); корпус амортизатора (СА1) охвачен вторым дополнительным корпусом (СА2) - двухтрубная конструкция.
Полуфаза 1:
Для обеспечения выбранного значения демпфирования в направлении отдачи между положением полного сжатия и статическим положение подвески именно регулировочный клапан (В2) обеспечивает соответствующее значение демпфирования для этой полуфазы.
Полуфаза 2:
Между статическим положением и положением полной отдачи отверстие (О1), расположенное сразу ниже положения, соответствующего статическому положению подвески, открывается для установления сообщения между камерой (С1) и камерой (С4) через отверстие (О2), выходящее в камеру (С1), вход которой оснащен регулировочным клапаном (А1), пропускающим поток текучей среды в единственном направлении, уменьшая таким образом значение демпфирования для этой полуфазы.
В камере с2 пористый буфер 40 может покрывать верхнюю стенку камеры для поглощения изменений объема текучей среды в зависимости от температуры.
Полуфаза 3:
Согласно той же логике и для обеспечения значения демпфирования в направлении сжатия между положением полной отдачи и статическим положением, именно регулировочный клапан (В1), связанный с клапаном регулирования модуля (CRM), который контролирует скорость отдачи контрпружины в модуле, будет контролировать общее значение демпфирования.
Полуфаза 4:
В том же направлении сжатия и при продолжении хода между статическим положением и уровнем, выбранным специалистом для позиционирования регулировочного клапана (А2), именно этот последний клапан (А2) обеспечивает оптимизацию значения демпфирования в фазе 4. Однако для оставшегося хода, который может меняться в зависимости от выбора специалиста, - см. отметку с, соответствующую пространству между местом расположения клапана (А2) и концом хода сжатия подвески, - именно регулировочный клапан (В1) будет контролировать конец хода сжатия соответствующим и гораздо более энергичным образом с требуемым демпфированием.
Предпочтительно эта отметка с находит свое соответствие между отверстием О2 и верхним концом амортизатора 1.
На фиг. 9 представлен вариант выполнения для одного или нескольких из этих клапанов. Это решение можно легко внедрить в промышленность и позволяет отказаться от геликоидальных пружин. Регулирование жесткости при закрывании клапана происходит при помощи упругих органов, таких как шайбы.
Наконец, предусмотрен монтаж с демпфированием, управляемым электронными средствами. Этот монтаж предусматривает наличие датчика перемещения, который напрямую или опосредованно определяет значения перемещения поршня, и эти значения поступают в вычислительное устройство, управляющее демпфированием в зависимости от значений в соответствии с критериями демпфирования, которые предусматривают демпфирование в направлении отдачи и демпфирование в направлении сжатия, отличающиеся для каждой из подфаз от положения полного сжатия до положения покоя и от положения покоя до положения полной отдачи.
В этом варианте выполнения, не показанном на фигурах, можно предусмотреть датчик перемещения, установленный в амортизаторе или параллельный упомянутому амортизатору, который выдает вычислительному устройству, управляющему демпфированием, соответствующие значения для рассматриваемых четырех зон работы.
Например, ниже представлена сравнительная таблица со значениями демпфирования, выбранными в зависимости от определенной жесткости. В данном примере эти значения учитываются при единой скорости 0,3 м/с со значениями жесткости, взятыми для существующего серийного транспортного средства, то есть для классического амортизатора со значением жесткости 5 даН/мм в фазе сжатия и в фазе отдачи, и для этого же амортизатора в версии Contractive® со значением жесткости в фазе отдачи, доведенным до 15 даН/мм. Сравнение приведено для автотранспортного средства, оборудованного традиционными амортизаторами, для транспортного средства, оборудованного амортизаторами Contractive® и, наконец, для амортизаторов в соответствии с настоящим изобретением под названием 4 A.V.S. В скобках указаны идеальные теоретические значения дли физически оптимизированного демпфирования.
| Значения демпфирования при 0,3 м/с и жесткости для рассматриваемого серийного ТС | Традиционная подвеска | «Классическая» подвеска Contractive | Подвеска 4 A.V.S |
| Рабочий сектор отдачи | |||
| Значение демпфирования в направлении отдачи (полуфаза 2) | 178 кг (0 кг) | 178 кг (0 кг) | 0 кг (0 кг) |
| Рассматриваемая жесткость | 5 даН/мм | 15 даН/мм | 15 даН/мм |
| Рабочий сектор отдачи | |||
| Значение демпфирования в направлении сжатия (полуфаза 3) | 80 кг (178 кг) | 80 кг (308 кг) | 308 кг (308 кг) |
| Рассматриваемая жесткость | 5 даН/мм | 15 даН/мм | 15 даН/мм |
| Рабочий сектор сжатия | |||
| Значение демпфирования в направлении отдачи (полуфаза 1) | 178 кг (178 кг) | 178 кг (178 кг) | 178 кг (178 кг) |
| Рассматриваемая жесткость | 5 даН/мм | 5 даН/мм | 5 даН/мм |
| Рабочий сектор сжатия | |||
| Значение демпфирования в направлении сжатия (полуфаза 4) | 80 кг (0 кг) | 80 кг (0 кг) | 0 кг (0 кг) |
| Рассматриваемая жесткость | 5 даН/мм | 5 даН/мм | 5 даН/мм |
Объектом изобретения является также способ подвески автотранспортного средства в самом широком смысле термина, то есть любого транспортного средства с подвесками, приводимого в движение своими собственными средствами, причем этот способ использует такой амортизатор, причем этот амортизатор является активным вокруг статического положения как в фазе сжатия, так и в фазе отдачи, при этом подвеска имеет разную жесткость или гибкость между сектором хода подвески от статического положения до положения полного сжатия и сектором хода подвески от статического положения до положения полной отдачи, при этом, согласно способу, предусмотрен этап изменения значения демпфирования с разными значениями для направления сжатия и для направления отдачи для каждого из секторов работы амортизатора в зависимости от того, происходит работа между статическим положением подвески и положением полного сжатия или между статическим положением подвески и положением полной отдачи, то есть применяют четыре разных значения демпфирования для четырех рабочих фаз вместо двух значений демпфирования для четырех рабочих фаз, как в случае традиционных подвесок.
Это показано в вышеупомянутой таблице. Для подфазы отдачи в рабочем секторе отдачи значение демпфирования уменьшилось до 0 кг, тогда как оно было равно 178 кг для традиционной подвески или подвески типа Contractive®. Точно так же для подфазы сжатия в рабочем секторе отдачи значение демпфирования увеличилось до 308 кг, тогда как оно было равно 80 кг для традиционной подвески или подвески типа Contractive®. Наконец, для подфазы сжатия в рабочем секторе сжатия значение демпфирования уменьшилось до 0 кг, тогда как оно было равно 80 кг для традиционной подвески или подвески типа Contractive®.
В случае, представленном в таблице, три подфазы, то есть подфаза отдачи в рабочем секторе отдачи, подфаза сжатия в рабочем секторе отдачи и подфаза сжатия в рабочем секторе сжатия имеют измененные значения демпфирования.
Однако это не является ограничением, и возможна другая комбинация подфаз с измененными значениями, или возможно использование только одной подфазы с измененным значением демпфирования.
Можно также во время одной и той же фазы сжатия или соответственно отдачи иметь значение демпфирования амортизатора при действии амортизатора между статическим положением и максимальным положением сжатия или соответственно отдачи, отличное от значения демпфирования при обратном действии.
Таким образом, как показано в вышеупомянутой таблице, причем исключительно в целях иллюстрации и не ограничительно, значение демпфирования для подфазы отдачи в рабочем секторе отдачи изменилось и равно 0 кг и отличается от значения демпфирования для подфазы сжатия в рабочем секторе отдачи, которое изменилось и равно 308 кг. Точно так же значение демпфирования для подфазы сжатия в рабочем секторе сжатия изменилось и равно 0 кг и отличается от значения демпфирования для подфазы отдачи в зоне сжатия, которое равно 178 кг.
Можно также производить другие изменения значения демпфирования, по меньшей мере, для одной подфазы зоны сжатия или отдачи, при этом одна или несколько подфаз могут быть изменены.
Предпочтительно производят регулирование противодействующего узла контрпружина - соединительный упор в зависимости от нагрузки автотранспортного средства в данный момент.
Предпочтительно управление демпфированием осуществляют при помощи электронных средств.
Изобретение не ограничивается описанными вариантами выполнения и охватывает любой вариант выполнения, соответствующий его принципу.
ОБОЗНАЧЕНИЯ
| 1. Амортизатор 1а. Камера 1b. Камера 1с. Замкнутое пространство 1d. Камера 2. Поршень 3. Плавающий поршень 3bis. Вторая часть плавающего поршня 3ter. Третья часть плавающего поршня 4. Верхний затвор 5. Внутренний канал 5bis. Канал двухтрубного решения 6. Канал 7. Соединительный упор 8. Контрпружина 9. Первая камера 10. Вторая камера 11. Канал 12. Электровентиль 12bis. Электровентиль 13. Впускной вход 14. Пружина 15. Модуль отдачи 16. Газ под давлением 17. Шток 18. Манжета 19. Пружина 20. Отверстие 21. Соединительный трубопровод 22. Пирамидальная пружина 23. Спускной выход |
24. Плавающая нижняя перегородка 25. Отверстие сообщения 26. Плавающий поршень 27. Упор из эластомера 28. Разделительная перегородка 29. Стопорные кольца 30. Архитектура 31. Отверстие 32. Выход в атмосферу 33. Крепежное стопорное кольцо 35. Соединительный упор 36. Свободный проход 37. Свободный проход 38. Жиклер 39. Жиклер 40. Буфер CL1. Клапан с1-с4 Камеры Т1 Тройник Т2 Тройник Т3 Тройник АР Аккумулятор давления А1, А2 Клапан В1, В2 Клапан СА1 Корпус СА2 Дополнительный корпус О1,О2 Отверстие О3,О4 Отверстие CRM Клапан регулирования модуля |
1. Демпфирующее устройство, содержащее амортизатор (1), внутри которого находится поршень (2), связанный со штоком (17), при этом поршень (2) и связанный с ним шток (17) являются подвижными как при сжатии, так и при отдаче вокруг статического положения внутри амортизатора (1) для осуществления демпфирующего действия, при этом внутренний объем амортизатора (1) заполнен гидравлической текучей средой, отличающееся тем, что амортизатор (1) взаимодействует со средствами изменения демпфирования с возможностью формирования:
- фазы сжатия, включающей в себя соответственно подфазу сжатия, когда движение поршня направлено от статического положения к максимальному положению сжатия поршня (2), и подфазу отдачи, когда движение поршня направлено от максимального положения сжатия к статическому положению, и
- фазы отдачи, включающей в себя соответственно подфазу отдачи, когда движение поршня направлено от статического положения к максимальному положению отдачи поршня (2), и подфазу сжатия, когда движение поршня направлено от максимального положения отдачи к статическому положению, соответственно,
при этом средства изменения значения демпфирования управляют системой демпфирования так, что значение демпфирования подфазы сжатия фазы сжатия и/или подфазы отдачи фазы отдачи отличается от значения демпфирования, соответственно, подфазы отдачи фазы сжатия и подфазы сжатия фазы отдачи, то есть значение демпфирования является различным, соответственно, в фазе сжатия, когда поршень перемещается в положение максимального сжатия или в противоположном направлении, и/или в фазе отдачи, когда поршень перемещается в положение максимальной отдачи или в противоположном направлении, причем
средства для изменения значения демпфирования, для каждой из фаз отдачи и сжатия, выполнены таким образом, чтобы значение демпфирования подфаз отличалось, при этом устройство дополнительно содержит модуль отдачи, обеспечивающий управление системой демпфирования с возможностью изменения степени жесткости и демпфирования в каждой подфазе, причем
модуль отдачи содержит вход для жидкости, соединенный с отверстием в первой внутренней камере, действующий с помощью указанного входа для жидкости на силовой поршень, который сжимает возвратную пружину через стопорную кулису с усилием декомпрессии возвратной пружины, управляемой клапанным устройством, регулирующим модуль отдачи.
2. Демпфирующее устройство по п. 1, в котором амортизатор содержит плавающий поршень, установленный на штоке между поршнем и концом амортизатора, при этом плавающий поршень является подвижным вдоль штока и ограничивает первую внутреннюю камеру, направленную к упомянутому концу в амортизаторе, при этом амортизатор содержит герметичную перегородку, расположенную между поршнем и плавающим поршнем и образующую вторую внутреннюю камеру между плавающим поршнем и перегородкой, причем
положение плавающего поршня влияет на давление гидравлической текучей среды в первой и второй внутренней камере с возможностью изменения жесткости и демпфирования амортизатора.
3. Демпфирующее устройство по п. 1, в котором модуль (15) отдачи содержит последовательно установленные первую и вторую камеры, соединенные между собой трубопроводом, причем подвод жидкости регулируется электромагнитным вентилем, причем первая камера подвергается действию со стороны пружины или напора газа, препятствующему прохождению текучей среды в модуль отдачи из амортизатора для поддержания первой камеры под давлением.
4. Демпфирующее устройство по п. 2, в котором амортизатор содержит третью и четвертую камеры соответственно между поршнем и концом амортизатора и между поршнем и запорной стенкой.
5. Демпфирующее устройство по п. 2, в котором средства изменения демпфирования выполнены таким образом, что в фазе отдачи и в фазе сжатия значение демпфирования отличается, причем демпфирующее устройство дополнительно содержит модуль отдачи, управляющий амортизатором с возможностью изменения значения жесткости и демпфирования в каждой подфазе, причем модуль отдачи содержит вход для жидкости, соединенный с отверстием (31) в первой внутренней камере, причем указанный вход воздействует на силовой поршень, сжимающий возвратную пружину через стопорную кулису с усилием декомпрессии возвратной пружины, управляемой клапанным устройством, регулирующим модуль отдачи, причем амортизатор содержит третью и четвертую камеры соответственно между поршнем и концом амортизатора и между поршнем и запорной стенкой.
6. Демпфирующее устройство по п. 2, в котором средства изменения демпфирования выполнены таким образом, что в фазе отдачи и в фазе сжатия значение демпфирования отличается, причем демпфирующее устройство дополнительно содержит модуль отдачи, управляющий амортизатором с возможностью изменения значения жесткости и демпфирования в каждой подфазе, причем модуль отдачи содержит последовательно расположенные первую и вторую камеру, соединенные трубопроводом, причем подвод жидкости регулируется электромагнитным вентилем, причем указанная первая камера подвергается действию со стороны пружины или напора газа, препятствующему прохождению текучей среды в модуль отдачи из амортизатора для поддержания первой камеры под давлением, причем амортизатор содержит третью и четвертую камеры соответственно между поршнем и концом амортизатора и между поршнем и запорной стенкой.
7. Демпфирующее устройство по п. 4, в котором средства изменения демпфирования содержат:
- первый контур отвода текучей среды между третьей камерой и четвертой камерой, при этом упомянутый контур содержит клапанное устройство, выполненное с возможностью обеспечения прохождения текучей среды в контуре в первом направлении движения поршня и перекрывания прохождения текучей среды в контуре во втором направлении движения поршня;
- второй контур отвода текучей среды между третьей камерой и четвертой камерой, при этом упомянутый контур содержит клапанное устройство, выполненное с возможностью обеспечения прохождения текучей среды в контуре во втором направлении движения поршня и перекрывания прохождения текучей среды в контуре в первом направлении движения поршня.
8. Демпфирующее устройство по предыдущему пункту, в котором первый и второй контуры отвода ограничены наружной стенкой первого цилиндра, внутренняя стенка которого ограничивает камеры, и внутренней стенкой дополнительного цилиндра.
9. Демпфирующее устройство по п. 7, в котором первый и второй контуры отвода содержат, каждый, отверстие, выходящее соответственно в камеры на уровне статического положения поршня.
10. Демпфирующее устройство по п. 7, в котором первый и второй контуры отвода содержат, каждый, отверстие, выходящее соответственно в камеры на заранее определенном расстоянии соответственно от конца амортизатора и от запорной стенки.
11. Демпфирующее устройство по п. 7, в котором поршень содержит два клапана, каждый из который выполнен с возможностью обеспечения однонаправленного прохода текучей среды через поршень, причем эти проходы имеют противоположные направления.
12. Демпфирующее устройство по п. 1, в котором предусмотрен датчик перемещения, определяющий напрямую или косвенно значения перемещения головки поршня, причем эти значения поступают в вычислительное устройство, управляющее демпфированием в зависимости от упомянутых значений.
13. Автотранспортное средство, содержащее по меньшей мере одно демпфирующее устройство по любому из пп. 1-12.
14. Автотранспортное средство по п. 13, в котором модуль отдачи амортизатора объединен по меньшей мере с одним устройством предварительного напряжения, управляющим автоматическим регулированием предварительного напряжения упомянутого модуля отдачи в зависимости от реальной нагрузки автотранспортного средства в данный момент, причем устройство предварительного напряжения автоматически управляется через устройство автоматического закрывания дверей и/или через тахометр автотранспортного средства.
15. Способ подвески колеса автотранспортного средства, с использованием демпфирующего устройства по одному из пп. 1-12, в котором формируют:
- фазу сжатия, состоящую соответственно из подфазы сжатия, в которой движение поршня направлено от статического положения к максимальному положению сжатия поршня, и подфазы отдачи, в которой движение поршня направлено от максимального положения сжатия к статическому положению соответственно,
и
- фазу отдачи, состоящую соответственно из подфазы отдачи, в которой движение поршня направлено из статического положения в максимальное положение отдачи поршня, и подфазы сжатия, в которой движение поршня направлено из упомянутого максимального положения отдачи в статическое положение соответственно,
причем
выбирают разное значение демпфирования между подфазой сжатия и подфазой отдачи фазы сжатия и/или между подфазой сжатия и подфазой отдачи фазы отдачи, то есть значение демпфирования является различным, соответственно, в фазе сжатия, когда поршень перемещается в положение максимального сжатия или в противоположном направлении, и/или в фазе отдачи, когда поршень перемещается в положение максимальной отдачи или в противоположном направлении.
16. Способ по п. 15, в котором используют демпфирующее устройство, в котором амортизатор является активным вокруг статического положения как в фазе сжатия, так и в фазе отдачи, при этом подвеска имеет разную жесткость или гибкость между сектором хода подвески от статического положения до положения полного сжатия и сектором хода подвески от статического положения до положения полной отдачи, причем предусмотрен
этап изменения значения демпфирования в направлении сжатия и отдачи для каждого рабочего сектора демпфирующего устройства, в зависимости от того, произведена ли указанная работа между статическим положением подвески и положением полного сжатия, либо между статическим положением подвески и положением полной отдачи.
17. Способ по п. 15, в котором во время одной и той же фазы сжатия или соответственно отдачи значение демпфирования амортизатора для действия амортизатора между статическим положением и максимальным положением сжатия или соответственно максимальным положением сжатия отличается от значения демпфирования для обратного действия.
18. Способ по п. 15, в котором управление демпфированием осуществляют при помощи электронных средств.
19. Способ по п. 16, в котором величина перемещения поршня передается от датчика перемещения, предусмотренного в амортизаторе, или установленного в параллель с амортизатором, на компьютер, выполненный с возможностью определения значений демпфирования для каждой подфазы.
20. Способ по п. 16, в котором в течение одной и той же фазы сжатия или отдачи значение демпфирования амортизатора действующего между статическим положением и положением максимального сжатия отличается от значения демпфирования для противоположного действия, причем величина перемещения поршня передается от датчика перемещения, предусмотренного в амортизаторе, или установленного в параллель с амортизатором, на компьютер, выполненный с возможностью определения значений демпфирования для каждой подфазы.
21. Способ по п. 16, в котором демпфирование осуществляют с использованием электронных средств, причем значения перемещения поршня передают от датчика перемещения, предусмотренного в амортизаторе, или установленного в параллель с амортизатором, на компьютер, выполненный с возможностью определения значений демпфирования для каждой подфазы.
