ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ПОДВЕСКА
PNEUMATIC SUSPENSION

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к амортизационным устройствам с использованием газа в камере с эластичной стенкой.
Известно устройство для осуществления гашения вертикальных колебаний транспортных средств (а.с. №261926, М.кл. B60G 11/26), содержащее резинокордную оболочку с крышкой, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку с калиброванными отверстиями и клапанное устройство в виде свободно висящей на перегородке диафрагмы, перекрывающей перепускные отверстия на ходе отбоя.
К основным недостаткам устройства относится то, что при вынужденных колебаниях амортизированного объекта с большими амплитудами происходит смещение его среднего положения вниз относительно исходного вследствие постоянного аккумулирования энергии сжатого газа в дополнительной емкости в начале каждого хода сжатия, что приводит к уменьшению динамического хода подвески и снижению эффективности гашения колебаний.
Известно также устройство пневматической подвески, описанное в заявке на выдачу патента РФ на изобретение №2006130589, М.кл. F16F 9/04, B60G 11/26, опубликованное 27.02.2008 г. (прототип), содержащее резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку, на которой жестко закреплен цилиндр с центральным осевым отверстием и с радиально расположенными перепускными отверстиями, внутри полости цилиндра установлен запорный клапан в виде поршня, в нижней части цилиндра установлена обмотка электромагнита, закрытая снизу торцевой крышкой цилиндра и подключенная к системе управления клапаном, запорный клапан в виде поршня имеет с одной стороны направляющий магнитопроводящий сердечник и снабжен возвратной пружиной, помещенной внутри обмотки электромагнита, причем поршень выполнен полым и имеет центральное сквозное отверстие и симметричные отверстия в нижней стенке поршня. Система управления клапаном содержит последовательно соединенные преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блок управления силовым ключом, силовой ключ для подключения обмотки электромагнита к источнику питания.
Основным недостатком устройства является низкая надежность при ударных воздействиях на амортизируемый объект. При ударных воздействиях при больших перемещениях подвески на ходе сжатия в основной рабочей полости создается высокое давление газа, воздействующее на поверхность поршня. Сила давления газа может превысить силы упругости возвратной пружины поршня, удерживающего его в положение перекрытия радиальных перепускных отверстий, при этом клапанное устройство самопроизвольно открывается на ходе сжатия, упругая сила подвески резко снижается, что может привести к пробою подвески.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы пневматической подвески при ударных воздействиях на амортизируемый объект.
Поставленная задача достигается тем, что в известной пневматической подвеске, содержащей резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную полость, расположенную между ними перегородку, на которой жестко закреплен цилиндр с центральным осевым отверстием, внутри полости цилиндра установлен запорный клапан, имеющий с одной стороны магнитопроводящий сердечник и снабженный возвратной пружиной, обмотку электромагнита, подключенную к системе управления, включающую последовательно соединенные преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блок управления силовым ключом, силовой ключ для подключения обмотки электромагнита к источнику питания, согласно изобретению внутри цилиндра выполнена фигурная перегородка с отверстием на боковой грани, сбоку цилиндра установлена обмотка электромагнита, закрытая крышкой, запорный клапан выполнен в виде куба, снабженного штоком с закрывающей его гофрометаллизированной оболочкой и с размещенной на нем и внутри полого запорного клапана возвратной пружиной, а на боковой грани фигурной перегородки вокруг отверстия установлены концентрические уплотняющие элементы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
- на фиг.1 представлена предложенная пневматическая подвеска;
- на фиг.2 представлено клапанное устройство;
- на фиг.3 приведена структурная схема системы управления клапанным устройством.
Пневматическая подвеска содержит резинокордную оболочку 1 с крышкой 2, образующие основную рабочую полость 3, дополнительную полость 4, расположенную между ними перегородку 5 с клапанным устройством 6 и систему управления клапанным устройством 7.
Клапанное устройство 6 включает цилиндр 8, установленную внутри него фигурную перегородку 9 с отверстием 10 на боковой грани, сбоку цилиндра 8 установлена обмотка электромагнита 11, закрытая крышкой 12 и подключенная к системе управления 7 клапанным устройством, полого запирающего элемента 13 в виде куба, имеющего с одной стороны магнитопроводящий сердечник 14, помещенный внутри обмотки электромагнита 11, и снабженного штоком 15 с размещенными на нем и внутри полого запирающего элемента 13 возвратной пружиной 16 и закрывающей его гофрометаллизированной оболочкой 17, а на боковой грани фигурной перегородки 9 вокруг отверстия 10 установлены концентрические уплотняющие элементы 18. Шток 15 и запирающий элемент 13 крепятся с помощью центрирующего крепежного элемента 19.
Система управления 7 клапанным устройством содержит преобразователь перемещения 20 объекта, формирователь 21 сигнала скорости объекта, блок управления 22 силовым ключом, силовой ключ 23 для подключения обмотки электромагнита 11 к источнику питания, причем преобразователь перемещения 20 объекта соединен с формирователем сигнала скорости 21 объекта, который соединен с блоком управления 22 силовым ключом, а выход блока 22 соединен с управляющим входом силового ключа 23.
Пневматическая подвеска работает следующим образом.
На ходе сжатия пневматической подвески давление в рабочей 3 и дополнительной 4 полостях изменяется одинаково, т.к. запирающий элемент 13 под действием электромагнита 11 находится в крайнем левом положении, и полости 3 и 4 сообщаются посредством отверстия 10. Дополнительная полость 4 полностью включена в работу.
В начале хода отбоя система управления 7 отключает электромагнит 11 и под действием возвратной пружины 16 запирающий элемент 13 занимает крайнее правое положение и перекрывает отверстие 10. Часть массы газа из рабочей полости 3 аккумулируется в дополнительной полости 4, которая полностью выключается из работы, а давление в рабочей полости 3 быстро уменьшается.
В начале очередного хода сжатия система управления 7 включает электромагнит 11 и запирающий элемент 13, сжимая пружину 16, занимает крайнее левое положение и открывает отверстие 10. При этом газ перетекает из полости 4 с более высоким давлением в полость 3 и давление газа в полостях 3 и 4 выравнивается. Далее процесс повторяется.
В силу предложенного размещения клапанного устройства 6 относительно цилиндра 8 резкое повышение давления в основной рабочей полости 3 на ходе сжатия при ударных нагрузках теперь не может привести к самопроизвольному включению клапанного устройства и снижает вероятность пробоя (жестких ударов) предлагаемой пневматической подвески. Использование предлагаемой пневматической подвески позволяет повысить надежность ее работы при ударных нагрузках на амортизируемый объект, в частности в транспортных средствах, улучшает условия работы экипажа и обеспечивает требуемую сохранность грузов при их транспортировке.