ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ РЕССОРА ПОДВЕСКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к подрессориванию транспортных средств, в частности к пневматическим рессорам.
Известна пневмогидравлическая рессора подвески транспортного средства, содержащая цилиндр, в котором установлен поршень со штоком, образующие в цилиндре поршневую и кольцевую полости, и гидроаккумулятор, соединенный с полостью цилиндра через саморегулируемый по амплитуде и направлению колебаний клапан, выполненный в виде кольцевого поршня, установленного в цилиндре с возможностью осевого перемещения вдоль штока клапана, один конец которого соединен с опорой, закрепленной на торце цилиндра, а на другом конце «установлен ограничитель хода кольцевого поршня, образующего с цилиндром, кольцевую полость клапана, сообщенную с гидроаккумулятором через выполненные в опоре отверстия, образующие дополнительный дроссельный канал, и сообщенную с поршневой полостью через основной дроссельный канал, выполненный в кольцевом поршне, и через обратный клапан, установленный с одной из сторон кольцевого поршня, а в поршне со штоком выполнено глухое осевое отверстие, в которое в конце хода сжатия рессоры входит ограничитель, образуя внутреннюю полость демпфера максимальных колебаний, сообщенную с поршневой полостью (патент РФ №2312029, B60G 11/26, F16F 5/00, 2006). Данная рессора обеспечивает снижение динамических нагрузок и увеличение свободного хода штока рессоры с ослабленным демпфированием без увеличения ее габаритов, а также несимметричность демпфирующей характеристики на ходах сжатия и отбоя и увеличение ее жесткости в конце хода сжатия, что приводит к упрощению конструкции, повышению надежности и уменьшению нагрева рессоры, повышению плавности хода при движении транспортного средства по любым типам дорог с часто встречающимися мелкими неровностями, наиболее вероятная высота которых не превышает приведенного к колесу хода штока рессоры с ослабленным демпфированием.
Недостатки данной рессоры состоят в том, что она не обеспечивает регулирования демпфирующих характеристик гидравлического амортизатора при изменении в процессе эксплуатации массы подрессоренной части транспортного средства, что существенно ухудшает виброзащитные свойства подвески, а также быстро выходит из строя при низкой температуре окружающей среды, снижая плавность и безопасность дорожного движения.
Наиболее близким из известных технических решений является пневморессора с регулируемым по амплитуде и направлению воздушным демпфером, содержащая верхнюю крышку с заправочным штуцером, резинокордную оболочку, образующую основную камеру переменного объема, направляющий поршень, образующий дополнительную камеру постоянного объема, резиновый буфер, закрепленный на перегородке, соединяющей резинокордную оболочку с направляющим поршнем, упругий стержень, один конец которого закреплен на верхней крышке, а второй конец снабжен поршнем, расположенным в гильзе, имеющей в средней части верхний и нижний радиальные каналы, выполненные на расстоянии, равном длине поршня, корпус демпфера, снабженный верхним и нижним обратным клапанами в виде эластичных ниппелей (патент РФ №2044661, B60G 11/26, F16F 5/00, 2005).
Данная рессора обеспечивает поддержание постоянного клиренса при изменении загрузки и повышение плавности хода транспортного средства за счет реализации регулируемого по амплитуде и направлению силы воздушного демпфирования.
Недостатки данной рессоры состоят в том, что она не обеспечивает эффективную виброизоляцию объекта одновременно в низкочастотной резонансной и высокочастотной зарезонансной частотных областях вибровоздействия. Кроме того, при длительной работе в резонансной области частот вибровоздействия, известная пневматическая рессора начинает функционировать в режиме «пробоя» подвески, вследствие того, что верхний и нижний обратный клапаны, выполненные в виде эластичных ниппелей не обеспечивают восстановление давления в полости резинокордной оболочки до требуемой нормативной величины к началу каждого очередного хода сжатия. Это приводит к увеличению в резонансном режиме квазистатического прогиба пневморессоры, уменьшению динамического хода и циклическому «пробою» подвески.
В этой связи важнейшей задачей является создание новой конструкции пневматической рессоры подвески транспортного средства с саморегулируемым импульсным по амплитуде и направлению колебаний клапаном, обеспечивающим несимметричность демпфирующей характеристики на ходах сжатия и отбоя и импульсным восстановлением давления воздуха в основной емкости переменного объема в начале каждого хода сжатия резинокордной оболочки.
Техническим результатом заявленной пневматической рессоры является повышение плавности хода транспортного средства в резонансной и зарезонансной частотных областях при изменяющейся в процессе эксплуатации массы подрессоренных частей.
Указанный технический результат достигается тем, что пневматическая рессора подвески транспортного средства содержит обратный клапан, выполненный в виде втулки с возможностью осевого перемещения во внутреннем осевом отверстии втулки с клапанными тарелками прикрепленными к ее торцам с зазорами относительно поверхностей перегородки, в которой выполнены дроссельные отверстия.
Благодаря тому, что в пневматической рессоре подвески транспортного средства обратный клапан выполнен в виде втулки с клапанными тарелками и с возможностью осевого перемещения в перегородке и упругого изогнутого стержня, установленного с возможностью осевого перемещения во внутреннем осевом отверстии втулки, в начале каждого хода сжатия пневматической рессоры при работе в области резонансных частот с большой амплитудой перемещений подрессоренной части транспортного средства, осуществляется импульсное выравнивание давления сжатого воздуха в основной и дополнительной камерах, что повышает эффективность виброзащиты и плавность хода в области резонанса.
Вследствие того, что клапанные тарелки прикреплены к торцам втулки с зазорами относительно поверхностей перегородки, в которой выполнены дроссельные отверстия, обеспечивается свободное протекание сжатого воздуха из основной камеры в дополнительную и обратно при работе пневматической рессоры в зарезонансной области частот, когда амплитуды колебаний подрессоренной части транспортного средства небольшие. Это позволяет повысить эффективность виброзащиты и плавность хода в высокочастотной зарезонансной области функционирования подвески.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого решения, позволило установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого решения по совокупности признаков позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.
Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень».
На фиг.1 изображена предлагаемая пневматическая рессора подвески транспортного средства, продольный разрез.
Пневматическая рессора подвески транспортного средства содержит крышку 1 с заправочным штуцером, резинокордную оболочку 2, образующую основную камеру переменного объема, направляющий поршень 3, образующий дополнительную камеру постоянного объема, резиновый буфер 4, закрепленный на перегородке 5, соединяющей резинокордную оболочку 2 с направляющим поршнем 3, обратный клапан, выполненный в виде втулки 6 с возможностью осевого перемещения в перегородке 5, установленного с возможностью осевого перемещения во внутреннем осевом отверстии втулки 6 упругого изогнутого стержня 7 закрепленного верхним концом к верхней крышке 1, клапанных тарелок 8 и 9 прикрепленных к торцам втулки 6 с зазорами h относительно поверхностей перегородки 5, в которой на различном расстоянии от продольной оси пневматической рессоры выполнены дроссельные отверстия большого 10 и малого 11 проходного сечения. При этом клапанная тарелка 8 выполнена с меньшим диаметром, чем клапанная тарелка 9, что обеспечивает открытие всех дроссельных отверстий большого 10 и малого 11 проходного сечения на ходе сжатия и перекрытие дроссельных отверстий большого проходного сечения 10 на ходе отбоя пневматической рессоры.
Предлагаемая пневматическая рессора подвески транспортного средства работает следующим образом.
На резонансном режиме работы пневматической рессоры амплитуды колебаний подрессоренной части транспортного средства большие. На ходе сжатия резинокордная оболочка 2 демпфируется, верхняя крышка 1 передает усилие упругому изогнутому стержню 7, который перемещаясь в осевом отверстии втулки 6 перемещает ее силой трения по ходу движения крышки 1, до соприкосновения клапанной тарелки малого диаметра 8 с перегородкой 5. При этом сжатый воздух свободно протекает из основной камеры в дополнительную, что снижает динамические нагрузки на ходе сжатия пневматической рессоры. На ходе отбоя основная камера, образованная резинокордной оболочкой разжимается, упругий изогнутый стрежень 7 увлекает за собой втулку 6 и перемещает ее до соприкосновения клапанной тарелки большого диаметра 9 с перегородкой 5, перекрывая дроссельные отверстия большого проходного сечения 10. При дальнейшем расжатии основной камеры, сжатый воздух перетекает из дополнительной камеры 3 в основную камеру 2 через дроссельные отверстия с малым проходным сечением 11. За счет этого обеспечивается высокая степень рассеивания энергии сжатого воздуха и уменьшение скорости выравнивания давления в основной и дополнительной емкости, что снижает восстанавливающую упругую силу пневматической рессоры на ходе отбоя и предотвращает интенсивные колебания подрессоренной части транспортного средства.
В начале очередного хода сжатия упругий изогнутый стержень 7 перемещает втулку 6 до упора в перегородку 5, открывая дроссельные отверстия с большим проходным сечением 10. Сжатый воздух, находящийся в дополнительной камере к моменту времени очередного хода сжатия под более высоким давлением, чем в основной камере, импульсно перетекает через дроссельные отверстия с большим 10 и малым 11 проходным сечением в основную камеру. Таким образом, в начальный момент хода сжатия пневматической рессоры, давление в основной и дополнительной камерах выравнивается, что обеспечивает увеличение восстанавливающей упругой силы, предотвращающей резкое смещение, вплоть до соприкосновения с буферами 4, подрессорной части транспортного средства, опирающейся на верхнюю крышку 1. Этим устраняется «пробой» подвески и уменьшение статического прогиба подвески на резонансном режиме ее работы.
На зарезонансном режиме работы пневматической рессоры деформация резинокордной оболочки 2 незначительная и не превышает величину 2h. Поэтому дроссельные отверстия большого проходного сечения 10 постоянно открыты на ходах сжатия и отбоя, не препятствуя свободному перетеканию воздуха из основной камеры в дополнительную и обратно. Демпфирующая сила при этом незначительная, что обеспечивает высокую степень виброизоляции в зарезонансной области частот.
Выполнение упругого стержня 7 изогнутым позволяет улучшить взаимодействие между ним и поверхностью внутреннего осевого отверстия втулки 6 за счет возникновения на поверхностях их контакта дополнительных сил действующих в радиальном и осевом направлениях и способствующих скачкообразному перемещению втулки 6 на ходах сжатия и отбоя.
Предлагаемая пневматическая рессора подвески транспортного средства обеспечивает эффективную виброзащиту в области низких резонансных и высоких зарезонансных частот. Применение этой рессоры приведет к снижению вибронагруженности подвески и производительности при движении практически по любым дорогам с любой степенью загрузки транспортного средства, а так же снижение эксплуатационных затрат.
Таким образом, вышеизложенное свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- Пневматическая рессора подвески транспортного средства, воплощающая заявленную полезную модель при ее осуществлении, предназначена для применения в подвески транспортных средств и обеспечивает высокую эффективность виброизоляции в области низких резонансных и высоких зарезонансных частот колебаний, повышает плавность хода транспортных средств в любых дорожных условиях и уменьшает эксплуатационные затраты;
- Для заявленной полезной модели в том виде, как она охарактеризована в формуле изобретения, подтверждена возможность ее осуществления в соответствии с описанием и прилагаемым чертежом;
- Пневматическая рессора, воплощающая заявленную полезную модель при ее осуществлении, способна обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «промышленная применимость».