УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ДВИЖЕНИЙ КУЗОВА
BODY DISPLACEMENT COMPENSATOR

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для компенсации движений кузова в автотранспортном средстве, имеющему конструкцию из четырех первых пар поршень-цилиндр, которые предназначены в каждом случае для одного колеса автотранспортного средства.
Уровень техники
Во время поездки автотранспортные средства подвергаются возбуждениям, которые приводят как к угловым колебаниям кузова в продольной плоскости, так и к угловым колебаниям кузова в поперечной плоскости. Указанные возбуждения могут быть вызваны, например, проезжей частью или соответствующей ситуацией вождения.
Здесь интенсивные маневры разгона или маневры торможения, в частности, приводят к угловому колебанию кузова в продольной плоскости. Быстрые повороты приводят к угловому колебанию кузова в поперечной плоскости.
Для повышения комфорта пассажиров и для того, чтобы сделать возможными динамические маневры вождения, из уровня техники известны решения, которые осуществляют компенсацию угловых колебаний в продольной плоскости и от угловых колебаний в поперечной плоскости.
Недостатком решений в соответствии с уровнем техники является то, что известные системы имеют очень сложную конструкцию и очень дороги.
Раскрытие изобретения
Поэтому целью настоящего изобретения является предоставление устройства для компенсации движений кузова, которое оптимизировано относительно предшествующего уровня техники.
Эта цель достигается благодаря устройству для компенсации движений кузова посредством признаков по п. 1 формулы изобретения.
Примерный вариант осуществления изобретения относится к устройству для компенсации движений кузова в автотранспортном средстве, имеющему конструкцию из четырех первых пар поршень-цилиндр, которые предназначены в каждом случае для одного колеса автотранспортного средства, при этом предложенный компенсационный блок имеет пятую пару поршень-цилиндр и шестую пару поршень-цилиндр, при этом поршни пятой пары поршень-цилиндр, а также шестой пары поршень-цилиндр соединены друг с другом через соединительный элемент, в котором по меньшей мере первый номер первых пар поршень-цилиндр и пятая пара поршень-цилиндр находятся в соединении по текучей среде друг с другом и по меньшей мере второй номер первых пар поршень-цилиндр и шестая пара поршень-цилиндр находятся в соединении по текучей среде друг с другом, а компенсационный блок имеет средство для компенсации движений кузова.
Посредством компенсационного блока, который противодействует движению кузова, во-первых, возможно увеличение комфорта вождения, а также возможно улучшение динамики вождения.
Также предпочтительно, если каждая пара поршень-цилиндр имеет поршень, который является подвижным в осевом направлении в цилиндре, при этом по обеим сторонам поршня в каждом случае предусмотрен один объем, при этом первая пара поршень-цилиндр имеет первый объем и второй объем, вторая пара поршень-цилиндр имеет третий объем и четвертый объем, третья пара поршень-цилиндр имеет пятый объем и шестой объем и четвертая пара поршень-цилиндр имеет седьмой объем и восьмой объем, при этом пятая пара поршень-цилиндр имеет девятый объем и десятый объем и шестая пара поршень-цилиндр имеет одиннадцатый объем и двенадцатый объем.
Устройство для компенсации движений кузова может быть реализовано особенно предпочтительным образом посредством использования описанных пар поршень-цилиндр, поскольку простое соединение между кузовом и шасси может быть реализовано посредством указанных пар поршень-цилиндр.
Кроме того, может быть предпочтительным, если первый - восьмой объемы имеют в каждом случае одно отверстие в гидросистеме, а девятый - двенадцатый объемы имеют в каждом случае два отверстия в гидросистеме.
Также может быть целесообразным, если одиннадцатый объем находится в соединении по текучей среде с первым объемом и с шестым объемом, при этом двенадцатый объем находится в соединении по текучей среде со вторым объемом и пятым объемом, при этом девятый объем находится в соединении по текучей среде с третьим объемом и восьмым объемом, при этом десятый объем находится в соединении по текучей среде с четвертым объемом и седьмым объемом.
Посредством такой взаимосвязи объемов пар поршень-цилиндр можно достичь крестообразного соединения между парой поршень-цилиндр на левом переднем колесе и парой поршень-цилиндр на правом заднем колесе, а также между парой поршень-цилиндр на правом переднем колесе и парой поршень-цилиндр на левом заднем колесе. Особенно хорошая компенсация движений кузова может быть достигнута посредством таких крестообразных взаимосвязей.
Кроме того, может быть особенно предпочтительным, если средство для компенсации движений кузова имеет первый чувствительный элемент, который определяет угловое колебание кузова в продольной плоскости, и/или имеет второй чувствительный элемент, который определяет угловое колебание кузова в поперечной плоскости.
Движение кузова может быть определено особенно простым образом посредством чувствительных элементов. В качестве чувствительного элемента могут быть использованы, например, датчики положения, датчики измерений передвижения, GPS-датчики или подобные.
Предпочтительный примерный вариант осуществления отличается тем, что средство для компенсации движений кузова имеет первый управляющий элемент, который прикладывает силу и/или момент к соединительному элементу в виде функциональной зависимости от определенного углового колебания в продольной плоскости, и/или имеет второй управляющий элемент, который прикладывает силу и/или момент к соединительному элементу в виде функциональной зависимости от определенного углового колебания в поперечной плоскости.
Требуемые силовые составляющие для активной компенсации движений кузова могут быть образованы управляющими элементами. Здесь управляющие элементы могут быть образованы, например, механическими пружинами, гидравлическими элементами или электронными исполнительными механизмами.
Также предпочтительно, если первый чувствительный элемент и/или второй чувствительный элемент образован электронным устройством, и/или механическим устройством, и/или гидравлическим устройством.
В особенно целесообразном усовершенствовании изобретения также обеспечивается то, что первый управляющий элемент и/или второй управляющий элемент образован электронным устройством, и/или механическим устройством, и/или гидравлическим устройством.
В альтернативном усовершенствовании изобретения может быть предусмотрено, что компенсационный блок сконфигурирован так, что поршень пятой пары поршень-цилиндр и поршень шестой пары поршень-цилиндр выполнены с возможностью смещения в одинаковом направлении или в противоположных направлениях.
Посредством смещения в одинаковом направлении, например, может быть компенсировано небольшими возбуждениями углового колебания в продольной плоскости, при этом посредством смещения в противоположных направлениях малые угловые колебания кузова в поперечной плоскости могут быть компенсированы в силу того, что в каждом случае поршень пятой и шестой пар поршень-цилиндр смещается таким образом, что изменения в объеме на парах поршень-цилиндр, предназначенных для колес, компенсируется движением поршней пятой и шестой пар поршень-цилиндр.
Концепция настоящего изобретение заключается в реализации соединения пар поршень-цилиндр таким образом, чтобы опорные рессоры автотранспортного средства не генерировали моменты угловых колебаний в продольной плоскости и от угловых колебаний в поперечной плоскости. Например, в случае, когда пневматические рессоры служат в качестве опорных рессор. Однако, также возможно использование стальных рессор в качестве опорных рессор.
Предпочтительно также, если предусмотрены четыре пневматических пружинных элемента, предназначенные в каждом случае для одного из колес автотранспортного средства, при этом пневматические пружинные элементы находятся в соединении по текучей среде друг с другом и/или с переключаемым вспомогательным объемом.
Посредством пневматических пружинных элементов и, в частности, переключаемого вспомогательного объема, например, можно добиться снижения собственной частоты хода. Это делает особенно большой вклад в комфорт вождения в случае низких поперечных и продольных ускорений.
Предпочтительные усовершенствования настоящего изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения и в последующем описании фигур.
Краткое описание графических материалов
Изобретение будет подробно описано ниже на основе примерного варианта осуществления и со ссылкой на графические материалы, на которых:
фиг. 1 показывает схематический вид устройства для компенсации движений кузова, при этом указанное устройство образовано четырьмя первыми парами поршень-цилиндр и компенсационным блоком, образованным пятой и шестой парой поршень-цилиндр, при этом предусмотренные четыре пневматических пружинных элемента находятся в соединении по текучей среде друг с другом и с вспомогательным объемом,
фиг. 2 показывает схематический вид компенсационного блока, при этом указанный компенсационный блок содержит пятую и шестую пару поршень-цилиндр, и поршни пятой и шестой пары поршень-цилиндр соединены друг с другом через соединительный элемент, при этом средство для компенсации движений кузова действует на соединительный элемент,
фиг. 3 показывает схематический вид устройства для компенсации движений кузова, содержащего первые пары поршень-цилиндр и компенсационный блок, при этом фигура показывает нормальное положение, в котором возбуждения не действуют на устройство,
фиг. 4 показывает вид по фиг. 3, при этом показано стандартное возбуждение хода,
фиг. 5 показывает вид по фиг. 3, при этом показано возбуждение углового колебания в продольной плоскости, вызванного дорогой,
фиг. 6 показывает вид по фиг. 3, при этом показана компенсация возбуждения углового колебания в продольной плоскости,
фиг. 7 представляет собой схематическую иллюстрацию компенсационного блока, при этом показана компенсация возбуждения углового колебания в продольной плоскости
фиг. 8 показывает вид по фиг. 3, при этом показано возбуждение углового колебания в поперечной плоскости, вызванного дорогой,
фиг. 9 показывает вид по фиг. 3, при этом показана компенсация возбуждения углового колебания в поперечной плоскости,
фиг. 10 представляет собой схематическую иллюстрацию компенсационного блока, при этом показана компенсация возбуждения углового колебания в поперечной плоскости.
Осуществление изобретения
Фиг. 1 показывает схематический вид устройства 1 для компенсации движений кузова автотранспортного средства. Для этих целей устройство 1 имеет четыре первых пары 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр, которые предназначены в каждом случае для одного колеса автотранспортного средства. Каждая из указанных пар 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр имеет поршень 15, 18, 21, 24. Указанные поршни 15, 18, 21, 24 являются подвижными в осевом направлении в цилиндре пары 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр. По обеим сторонам поршней 15, 18, 21, 24 в каждом случае предусмотрен один объем.
Пара 2 поршень-цилиндр имеет первый объем 13 выше поршня 15 и второй объем 14 ниже поршня 15. Пара 3 поршень-цилиндр имеет первый объем 16 выше поршня 18 и второй объем 17 ниже поршня 18. Пара 4 поршень-цилиндр имеет первый объем 19 выше и второй объем 20 ниже поршня 21. Наконец, четвертая пара 5 поршень-цилиндр имеет первый объем 22 выше и второй объем 23 ниже поршня 24.
Здесь в показанном примерном варианте осуществления пара 5 поршень-цилиндр предназначена для левого переднего колеса, пара 2 поршень-цилиндр предназначена для правого переднего колеса, пара 3 поршень-цилиндр предназначена для правого заднего колеса, а пара 4 поршень-цилиндр предназначена для левого заднего колеса. Соединение шасси с кузовом автотранспортного средства реализуется посредством пар 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр и пневматических рессор 10. Таким образом, изменения в режиме давления в парах 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр влияют на движение кузова относительно шасси.
Принадлежность поршней к отдельным парам поршень-цилиндр и объемам выше и ниже поршней на всех последующих фигурах обозначена номерами позиций, соответствующими номерам позиций на фиг. 1.
Пневматические рессоры 10 в каждом случае расположены смежно с парами 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр. Пневматические рессоры 10 находятся в соединении по текучей среде друг с другом и переключаемым вспомогательным объемом 11. Шасси соединено с кузовом в области колеса в каждом случае посредством одной пневматической рессоры 10 и одной пары 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр.
Компенсационный блок 6 показан в центре в середине фиг. 1. Компенсационный блок 6 состоит из двух вторых пар 7, 8 поршень-цилиндр, которые по аналогии с первыми четырьмя парами 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр также в каждом случае имеют один первый объем выше поршня 27, 30 и один второй объем ниже поршня 27, 30, который является подвижным в осевом направлении в цилиндре.
Пара 7 поршень-цилиндр имеет первый объем 25 выше и второй объем 26 ниже поршня 27. Пара 8 поршень-цилиндр имеет первый объем 28 выше и второй объем 29 ниже поршня 30.
Пара 5 поршень-цилиндр находится в соединении по текучей среде с парой 7 поршень-цилиндр и парой 3 поршень-цилиндр. Пара 2 поршень-цилиндр находится в соединении по текучей среде с парой 8 поршень-цилиндр и парой 4 поршень-цилиндр.
Объемы 25, 26, 28, 29 пар 7, 8 поршень-цилиндр в каждом случае имеют два отверстия в гидросистеме. Другие объемы 13, 14, 16, 17, 19, 20, 22 и 23 в каждом случае имеют только одно отверстие в гидросистеме.
Пары 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр соединены друг с другом крестообразно, таким образом, в каждом случае пара 5 поршень-цилиндр, предназначенная для левого переднего колеса, взаимосвязана с парой 3 поршень-цилиндр, предназначенной для правого заднего колеса, а пара 2 поршень-цилиндр, предназначенная для правого переднего колеса, взаимосвязана с парой 4 поршень-цилиндр, предназначенной для правого заднего колеса.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, верхний объем 22 пары 5 поршень-цилиндр находится в соединении по текучей среде с верхним объемом 25 пары 7 поршень-цилиндр. Кроме того, верхний объем 25 находится в соединении по текучей среде с нижним объемом 17. Верхний объем 16, в свою очередь, находится в соединении по текучей среде с нижним объемом 26, при этом нижний объем 26 также находится в соединении по текучей среде с нижним объемом 23.
Регулировка поршня 24, 27 или 18 соответственно приводит к изменению в объеме и, следовательно, к вытеснению текучей среды, что влечет за собой движение соответствующего другого поршня 24, 27, 18 пар 5, 7, 3 поршень-цилиндр, которые находятся в соединении по текучей среде друг с другом.
Верхний объем 13 находится в соединении по текучей среде с верхним объемом 28, при этом верхний объем 28 также находится в соединении по текучей среде с нижним объемом 20. Верхний объем 19, в свою очередь, находится в соединении по текучей среде с нижним объемом 29, при этом нижний объем 29 также находится в соединении по текучей среде с нижним объемом 14.
Смещение поршня 15, 30 или 21, таким образом, также приводит к изменению в объеме и к вытеснению текучей среды, что приводит к движению соответствующего другого поршня 15, 30, 21.
Пара 7 поршень-цилиндр или поршень 27 соединен с поршнем 30 пары 8 поршень-цилиндр через соединительный элемент 9. Указанный соединительный элемент 9 прикреплен на креплении 12. Соединительный элемент 9 делает возможным вдоль крепления 12 смещение поршней 30 и 27 в одинаковом направлении, а также смещение поршней 30 и 27 в противоположных направлениях. Для этого соединительный элемент 9 выполнен с возможностью смещения в горизонтальном движении вдоль крепления 12. Соединительный элемент 9 также выполнен с возможностью вращения вокруг крепления 12.
Соединительный элемент 9 может быть образован, например, механическим элементом. В альтернативных вариантах осуществления также может быть предусмотрено, что соединение поршней реализуется посредством электронной схемы или посредством использования исполнительных механизмов или гидравлических управляющих элементов.
Базовая конструкция устройства 1 для компенсации движений кузова и расположение отдельных компонентов в указанном устройстве 1 остаются неизменными на нижеследующих фиг. 2-10. Подробное описание, например, пар поршень-цилиндр и их взаимосвязи друг с другом, не будет дано ниже.
Фиг. 2 показывает схематический вид компенсационного блока 50. Компенсационный блок 50, показанный на фиг. 2, является подробной иллюстрацией компенсационного блока 6 уже указанного на фиг. 1.
Точка 12 крепления, показанная на фиг. 1, показана более подробно на фиг. 2. Крепление соединительного элемента 9 реализуется посредством четырех точек 46, 47, 48, 49 крепления. Крепления 46, 47 делают возможным вертикальное движение соединительного элемента 9. Соединительный элемент 9 поддерживается относительно креплений 46, 47, 48, 49 посредством нескольких пружинных элементов 40, 41, 42, 43. Крепления 48 и 49 делают возможным движение пружинных элементов 43 и 41 вдоль соответствующих криволинейных траекторий 44 и 45.
Пружинные элементы 41 и 43 уже сжаты. В результате отклонения пружинного элемента 43 направление действия силы пружинного элемента 43 изменяется благодаря ее направлению на криволинейной траектории 45, которое имеет фиксированное положение относительно компенсационного блока 50. В результате генерируется усилие пружины, которое действует на компенсационный блок. В частности, усилие пружины пружинного элемента 43 приводит к созданию момента вокруг центра 76 вращения. Здесь момент определяется величиной усилия пружины пружинного элемента 43 и рычага между указанным усилием пружины и центром 76 вращения.
В результате отклонения пружинного элемента 41 благодаря возбуждению углового колебания в продольной плоскости пружинный элемент 41 сжимается, в результате чего создается силовая составляющая 61, которая действует на соединительный элемент 9 и которая противодействует движению соединительного элемента 9 вниз.
Предварительная нагрузка действует на компенсационный блок 50 в целом благодаря пружинным элементам. По функциональным причинам пружинные элементы 41 и 43 должны быть предварительно загружены. Точный режим работы компенсационного блока 50 будет объяснен более подробно на следующих фигурах.
Фиг. 3 показывает расположение пар 2, 3, 4, 5, 7, 8 поршень-цилиндр в основном состоянии, в котором возбуждение не действует на транспортное средство.
Поршни 15, 18, 21, 24,  27 и 30 в этом случае находятся в центральном положении в цилиндрах, а также верхние объемы и нижние объемы имеют примерно одинаковый размер. Соединительный элемент 9 устанавливается в свое исходное положение на крепление 12 и не отклоняется, в частности, потому, что поршни 27 и 30 расположены на одном уровне.
Давления в объемах 5, 25 и 17, и в объемах 23, 27 и 16, и в объемах 13, 28 и 20, и в объемах 14, 29 и 19 в каждом случае одинаковы. Это происходит благодаря соединению по текучей среде объемов друг с другом и применяется по меньшей мере для стационарных состояний или примерно стационарных состояний. Во время динамических маневров могут возникать временные разности давлений в соответствующих объемах вследствие инерции текучей среды.
Фиг. 4 показывает устройство 1, когда оно подвергается стандартному возбуждению хода. Стандартное возбуждение хода следует понимать как движение кузова транспортного средства в вертикальном направлении, указанное движение идентично на всех четырех колесах и, следовательно, на всех четырех парах 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр.
Возбуждение хода приводит к втягиванию поршней 15, 18, 21, 24 в соответствующие пары 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр. В результате верхние объемы 13, 16, 19, 22 в каждом случае уменьшаются в размерах, а нижние объемы 14, 17, 20, 23 в каждом случае увеличиваются в размерах.
Текучая среда, вытесненная из верхнего объема 22, поступает в верхний объем 25 и далее оттуда в нижний объем 17. В результате направленного вверх движения поршня 18 текучая среда, так сказать, смещается от верхнего объема 16, при этом указанная текучая среда перетекает в нижний объем 26. Из нижнего объема 26 текучая среда течет далее в нижний объем 24. Таким образом, объемы 25, 26 пары 7 поршень-цилиндр остаются неизменными.
Изменения поршней 15, 21 для пар 2, 4 поршень-цилиндр и для вставленной пары 8 поршень-цилиндр происходят аналогично.
Соединительный элемент 9, установленный посредством крепления 12, остается в неизменном положении. Поршни 27 и 30 пар 7 и 8 поршень-цилиндр остаются неизменными в их центральном положении, которое соответствует начальному положению, показанному на фиг. 3.
Давления в верхних объемах 25, 28 и давления в нижних объемах 26, 29 пар 7, 8 поршень-цилиндр находятся в равновесии друг с другом.
Общий объем взаимосвязанных объемов 22, 25 и 17 и 23, 26 и 16, и 13, 28 и 20, и 14, 29 и 19 соответственно остается одинаковым все время. Это основано на том, что несжимаемая текучая среда предпочтительно протекает в пары 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 поршень-цилиндр и в линии текучих сред, которые соединяют их.
Фиг. 5 показывает состояние устройства 1, в котором происходит возбуждение углового колебания в продольной плоскости, вызванного дорогой. В случае возбуждения углового колебания в продольной плоскости нагрузки на колесо, действующие на два передних колеса, изменены по отношению к нагрузкам, действующим на два задних колеса. Указанное изменение довольно мало в случае возбуждения углового колебания в продольной плоскости, вызванного дорогой, вызванного, например, торможением или маневром разгона.
Указанное изменение нагрузок на колесо приводит, как показано на фиг. 5, к регулировке поршней 15 и 24 пар 2 и 5 поршень-цилиндр, предназначенных для передних колес, и к регулировке поршней 18, 21 пар 3 и 4 поршень-цилиндр, предназначенных для задних колес. В результате регулировки поршней 15, 24 текучая среда вытесняется из соответствующего верхнего объема 13, 22. Текучая среда течет в соответствующий верхний объем 28 или 25. Поршни 18 и 21 движутся в направлении, противоположном направлению поршней 15, 24. В результате верхние объемы 16 и 19 увеличивается в размерах и нижние объемы 17 и 20 уменьшаются в размерах. Поскольку верхний объем 16 находится в соединении по текучей среде с нижним объемом 26 и верхний объем 19 также находится в соединении по текучей среде с нижним объемом 29, и в то же время общее количество текучей среды остается неизменным, указанное изменение поршней 15, 18, 21, 24 компенсируется движением вниз поршней 27 и 30 компенсационного блока 6 в одинаковом направлении. По отношению к основному положению, показанному на фиг. 3, соединительный элемент 9 отклоняется в направлении поступательной степени свободы благодаря движению поршней 27 и 30 в одинаковом направлении. Это означает, что углового отклонения не происходит.
Смещение поршней 27, 30 таким образом компенсирует изменение в объеме пар 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр, которое происходит из-за изменения нагрузок на колесо.
Фиг. 6 показывает схему устройства 1, в котором не происходят изменения в объеме в парах 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр, а изменение давления компенсируется дополнительной силовой составляющей 61, действующей на соединительный элемент 9. Смещение нагрузки на колесо, которое возникает вследствие действия углового колебания в продольной плоскости на транспортное средство, полностью компенсируется посредством указанной дополнительной силовой составляющей 61. Кузов при этом остается в центральном неизмененном положении.
Благодаря компенсации силовой составляющей 61 все из поршней 15, 18, 21, 24 пар 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр, предназначенные для колес, а также поршни 27 и 30 компенсационного блока 6 находятся в центральном положении, соответствующем невозбужденному начальному состоянию по фиг. 3.
Создание силовой составляющей 61 будет описано на следующей фиг. 7.
Силовые составляющие 55, 56, 57 и 58 показаны на поршнях 15, 18, 21 и 24. Указанные силовые составляющие соответствуют изменению нагрузки на колесо из-за возбуждения углового колебания в продольной плоскости, вызванного дорогой. Здесь силовые составляющие 55, 56, 57 и 58, как показано в формулах, пропорциональны разностям давлений, возникающих в парах 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр между соответствующим верхним объемом 13, 16, 19, 22 и соответствующим нижним объемом 14, 17, 20, 23.
В отличие от некомпенсированного возбуждения углового колебания в продольной плоскости по фиг. 5 соединительный элемент 9 не отклоняется от своего первоначального положения, как показано на фиг. 3. Силовая составляющая 61 действует на соединительный элемент 9, так что оба поршня 27 и 30 остаются в своем исходном положении.
В зависимости от приводной скорости компенсационного блока 50 может возникнуть ситуация, в которой соединительный элемент 9 первоначально перемещен вниз посредством двух поршней 27 и 30 вследствие возбуждения углового колебания в продольной плоскости, перед компенсацией посредством силовых составляющих 61 и соединительного элемента 9 и, таким образом, поршни 27 и 30 смещены назад в свое начальное положение.
Особо желательна самая высокая из возможных рабочая скорость, которая обеспечивает как можно более короткий период времени между определением углового колебания в продольной плоскости и создания компенсирующей силовой составляющей.
В целом движение кузова предотвращается посредством указанной взаимосвязи пар 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 поршень-цилиндр и посредством дополнительного приложения силовой составляющей 61 к соединительному элементу 9.
pitch
Силовая составляющая 61, которая обозначена ссылкой F в формуле, пропорциональна изменению режимов давления в соответствующих парах 2, 5 поршень-цилиндр, которые, в свою очередь, пропорциональны изменению нагрузок на колесо ΔFz. Следовательно, посредством введения дополнительной силовой составляющей 61 движения, которые могут возникнуть в связи с изменением нагрузок 55 и 58 на колесо, компенсируются, в результате чего кузов в целом остается в неизмененном центральном положении.
Фиг. 7 показывает подробный вид компенсационного блока 50, как уже было показано на фиг. 2. Фиг. 7 показывает состояние компенсационного блока 50, в котором создается дополнительная силовая составляющая 61, которая служит для компенсации углового колебания кузова в продольной плоскости. Компенсационный блок 50 таким образом дает компенсацию возбуждения, которая уже была показана на фиг. 6.
Как уже было показано на фиг. 6, силовая составляющая 61 пропорциональна разности давлений, которые возникают в парах поршень-цилиндр и пропорциональна изменениям нагрузки на колесо на колесах.
Как уже отмечалось на фиг. 2, пружинный элемент 41 предварительно нагружен. Посредством смещения крепления пружины вдоль криволинейной траектории 44 направление действия силы изменяется. Это дает составляющую, соответствующую стрелке 61 силы, вдоль поступательной степени свободы.
Указанная силовая составляющая 61 компенсирует, так сказать, движение соединительного элемента 9 вниз, при этом соединительный элемент 9 остается в базовом положении и в центральном положении. Как уже было описано выше, степень фактически возникающего движения соединительного элемента 9 зависит от рабочей скорости компенсационного блока 50.
Как уже упоминалось, пружинный элемент 41 предварительно нагружен, а сила 61 действует в направлении исходного положения, а не в направлении степени свободы. Силовая составляющая 61 создается в силу того, что крепление 48 пружинного элемента 41 движется вниз по криволинейной траектории 44. Так как линия действия силы пружинного элемента 41, однако, не расположена вдоль допустимого направления движения соединительного элемента 9, это приводит к тому, что направленная вверх силовая составляющая 61 силы 60, действующая вдоль пружинного элемента 41, определяется посредством sin(α) силы 60. При этом угол α является углом между силой 60, которая образует гипотенузу в треугольнике сил, и противоположной стороной, которая расположена под прямым углом к силовой составляющей 61. Здесь силовая составляющая 61 соответствует смежной стороне треугольника силы.
Только указанная силовая составляющая 61 силы 60 может действовать в поступательном направлении на соединительный элемент 9. Любое другое движение соединительного элемента 9 предотвращается посредством других креплений, в частности креплений 46 и 47.
Как пружинные элементы могут быть использованы механические пружины, как показано на фиг. 7. В альтернативных вариантах осуществления, однако, также могут быть использованы исполнительные механизмы, которые регулируются посредством электрических контроллеров и гидравлических элементов. Здесь пружинные элементы могут быть механически или электронно приводимы посредством блока управления. В данном случае важно, что создается сила 61. В случае электрических или гидравлических исполнительных механизмов они могут быть размещены непосредственно в направлении действия.
pitch store
Фиг. 7 служит для иллюстрации создания отдельных силовых составляющих, а не носит ограничивающий характер относительно варианта осуществления компенсационного блока 50. Кроме того, на фиг. 7 сила 60 обозначается как F.
Фиг. 8 показывает устройство 1 в состоянии, когда транспортное средство подвергается возбуждению углового колебания в поперечной плоскости, вызванного дорогой. На фиг. 8, как и на фигуре 5, не создается активная компенсация углового колебания кузова в поперечной плоскости.
Угловое колебание в поперечной плоскости кузова транспортного средства приводит к изменению нагрузок на колесо от левой стороны транспортного средства к правой стороне транспортного средства. В то время как нагрузки на колесо на одной из сторон транспортного средства увеличиваются, нагрузки на колесо на противоположной стороне транспортного средства уменьшаются до такой же степени.
На фиг. 8 давление в верхнем объеме 22 и в верхнем объеме 19 пар 5 и 4 поршень-цилиндр увеличивается, в результате чего текучая среда перемещается в соответствующий нижний объем 23 или 20. Посредством пар 7 и 8 поршень-цилиндр соответствующим образом создается положение в правых парах 2, 3 поршень-цилиндр, когда соответствующий верхний объем 13 или 16 уменьшается в размерах, в то время как нижний объем 14 или 17 увеличивается в размерах. Поршни 24 и 21 левых пар 5, 4 поршень-цилиндр смещаются вниз, в то время как поршни 15 и 18 правых пар 2, 3 поршень-цилиндр смещаются вверх.
Чтобы компенсировать изменение в объеме в отдельных парах 2, 3, 4, 5, поршень-цилиндр, поршни 27 и 30 центральных пар 7 и 8 поршень-цилиндр перемещаются в противоположных направлениях. При этом поршень 27 перемещается вниз, в то время как поршень 30 внутри пары 8 поршень-цилиндр перемещается вверх. Это приводит к наклонному положению соединительного элемента 9 относительно центра вращения крепления 12.
Фиг. 9 показывает, наконец, состояние устройства 1, в котором посредством активной компенсации углового колебания в поперечной плоскости все поршни 15, 17, 21, 24 первых четырех пар 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр, а также поршни 27 и 30 центральных пар 7 и 8 поршень-цилиндр снова находятся в своих центральных положениях, соответствующих исходному положению по фигуре 3.
Изменение нагрузок на колесо в результате возбуждения углового колебания в поперечной плоскости на фиг. 9 пропорционально разности давлений соответствующего верхнего объема по отношению к нижнему объему отдельных пар 2, 3, 4, 5 поршень-цилиндр. Указанные разности давления в каждом случае снова пропорциональны изменениям нагрузки на колесо ΔFz, которые обозначены силами 70, 71, 72 и 73.
Посредством введения дополнительного момента 74 достигается то, что соединительный элемент 9 не подвергается вращению вокруг крепления 12. Поршни 27 и 30 центральных пар 7 и 8 поршень-цилиндр также остаются в центральном положении, которое соответствует исходному положению по фиг. 3.
Roll
Roll
Момент 74, который создается, указанный момент также помечен M, в этом случае пропорционален увеличению давлений верхнего объема 22 и верхнего объема 19 на левой стороне и нижнего объема 14 и нижнего объема 17 на правой стороне. Указанный момент также является пропорциональным уменьшением давлений нижнего объема 23 и нижнего объема 20 левой стороны и верхнего объема 13 и верхнего объема 16 правой стороны. Точное создание момента 74 или M объясняется на фиг. 10.
Фиг. 10 показывает подробный вид компенсационного блока 50, как уже было показано на фиг. 2 и фиг. 7. Ссылочные обозначения соответствуют обозначениям на предыдущих иллюстрациях компенсационного блока 50.
Roll store
Момент 74 реализуется посредством отклонения пружинного элемента 43. Указанный пружинный элемент 43 предварительно нагружается и отклоняется от вертикали вдоль криволинейной траектории 45. Усилие 75 пружины предварительно нагруженного пружинного элемента 43 также помечено R и уже действует благодаря предварительной нагрузке пружинного элемента 43. В результате отклонения по криволинейной траектории 45 направление действия усилия 75 пружины изменяется по степени свободы. Так как оно остается, из-за креплений 46 и 47 соединительный элемент 9 может осуществлять только вертикальное движение и вращение вокруг центра 76 вращения, только момент 74 может действовать на соединительный элемент 9 как результат силы 75.
Указанный момент 74 является результатом силы 75, умноженной на плечо r рычага, образованного между вектором силы силы 75 и центром 76 вращения. Здесь плечо r рычага находится под прямым углом к силе 75 и пересекает центр 76 вращения.
Здесь момент 74 действует на соединительный элемент 9 таким образом, что он остается в своем нейтральном исходном положении, соответствующем фиг. 2. Таким образом, момент 74 противодействует вращению соединительного элемента 9, которое может возникнуть в результате углового колебания кузова в поперечной плоскости, аналогично фиг. 8. Таким образом, имеет место компенсация, в результате чего кузов транспортного средства в целом остается в нейтральном центральном положении.
Здесь также степень фактического отклонения и движение соединительного элемента 9, в частности, зависит от рабочей скорости компенсационного блока 50.
Как уже было описано на фиг. 7, пружинные элементы по фиг. 10 могут быть образованы простыми механическими пружинами, гидравлическими элементами либо исполнительными механизмами с электронным управлением, которые прикладывают соответствующие силы к компенсационному блоку 50. Здесь важно, что создается сила 75. В случае электрических или гидравлических исполнительных механизмов момент 74 может действовать непосредственно вокруг центра 76 вращения.
Все иллюстрации, показанные на фиг. 1-10, служат лишь для иллюстрации принципа. Фиг. 1-10 не носят ограничивающего характера в отношении конфигурации отдельных компонентов и/или их расположения относительно друг друга.
Перечень ссылочных обозначений
1 Устройство для компенсации движений кузова
2 Пара поршень-цилиндр
3 Пара поршень-цилиндр
4 Пара поршень-цилиндр
5 Пара поршень-цилиндр
6 Компенсационный блок
7 Пара поршень-цилиндр
8 Пара поршень-цилиндр
9 Соединительный элемент
10 Пневматическая рессора
11 Вспомогательный объем
12 Крепление
13 Объем
14 Объем
15 Поршень
16 Объем
17 Объем
18 Поршень
19 Объем
20 Объем
21 Поршень
22 Объем
23 Объем
24 Поршень
25 Объем
26 Объем
27 Поршень
28 Объем
29 Объем
30 Поршень
40 Пружинный элемент
41 Пружинный элемент
42 Пружинный элемент
43 Пружинный элемент
44 Криволинейная траектория
45 Криволинейная траектория
46 Крепление
47 Крепление
48 Крепление
49 Крепление
50 Компенсационный блок
55 Сила
56 Сила
57 Сила
58 Сила
59 Сила
60 Силовая составляющая
61 Сила
70 Сила
71 Сила
72 Сила
73 Сила
74 Момент
75 Сила
76 Центр вращения