Подвеска опорных катков транспортного средства
SUSPENSION OF ROAD ROLLERS OF VEHICLE

Область применения
Изобретение относится к подвескам опорных катков транспортных средств, особенно актуально для гусеничных машин, имеющих большую массу и работающих на высоких скоростях.
Известна подвеска опорных катков транспортного средства (полезная модель РФ №193879 B60G 11/18 от 19.11.2019, Бюл. №32), включающая несущий опорный каток, балансир и два торсиона различной жесткости, первый жестко соединен с балансиром, а его второй конец соединен через трубу со вторым торсионом, свободный конец которого жестко закреплен на раме транспортного средства, при этом она также снабжена гидравлическим демпфером, в цилиндрическом корпусе которого установлен лопастный поршень с жиклерами, жестко соединенный с балансиром и первым торсионом, а лопастный поршень вместе с упорами, жестко закрепленными внутри цилиндрического корпуса, разделяют демпфер на две полости заполненные магнитно-реологической жидкостью, при этом упоры снабжены электромагнитными катушками соединенные с электронным блоком управления, который получает сигнал от датчиков вибрации, установленных на раме транспортного средства.
Основным недостатком известной конструкции являются большие габариты торсионных валов, так как их может быть два и более в одном комплекте. Это приводит к снижению их долговечности, кроме того, они имеют линейную характеристику, что приводит к резонансным режимам [1, 2]
(1. Поливаев О.И. Результаты имитационного моделирования движения гусеничной машины по неровностям почвы. // Естественные и технические науки. М., №7, 2019, c. 119-124. 2. Поливаев О.И. Расчет торсионных валов гусеничных движителей мобильных энергетических средств. // Естественные и технические науки. М., №9, 2019, с. 130-134).
Технический результат - снижение габаритов за счет замены торсионных валов на пакеты тарельчатых пружин различной жесткости работающих в среде магнитно-реологической жидкости, что позволяет снизить нагрузку на них и получить нелинейную характеристику, а также приведет к повышению хода опорных катков, долговечности и плавности хода при возникновении вертикальных и резонансных колебаний транспортного средства и подвески в широком амплитудно-частотном диапазоне.
Технический результат достигается тем, что в подвеске опорных катков транспортных средств, включающей несущий опорный каток, балансир, гидравлический демпфер, в цилиндрическом корпусе которого установлен лопастный поршень с жиклерами, жестко соединенный с балансиром, который вместе с упорами, жестко закрепленными внутри цилиндрического корпуса, разделяют демпфер на две полости, заполненные магнитно-реологической жидкостью, а упоры снабжены электромагнитными катушками, соединенными с электронным блоком управления, который получает сигнал от датчиков вибрации, установленных на раме транспортного средства, при этом она снабжена вторым гидравлическим демпфером, в цилиндрическом корпусе которого размещен поршень со штоком и жиклерами, в верхней части поршня выполнена полость, связанная каналами с полостями первого гидравлического демпфера, а нижняя часть поршня подпружинена пакетами тарельчатых пружин различной жесткости и установлена на его штоке, при этом лопастный поршень установлен на валу гидравлического демпфера, соединенном с балансиром.
На фиг. 1 представлена подвеска транспортного средства. Подвеска транспортного средства включает гидравлический демпфер, который состоит из цилиндрического корпуса 1, жестко установленного на раме 2 транспортного средства, и размещенного в цилиндрическом корпусе 1 поршня, выполненного в виде двухсторонней лопасти 3 и 4. Лопасти 3 и 4 установлены жестко на валу 5, который через балансир 6 связан с осью 7 колес 8 транспортного средства.
Внутренняя полость цилиндрического корпуса гидравлического демпфера 1, в которой жестко установлены упоры 9, 10 и поршень в виде двухсторонней лопасти 3 и 4, заполнена магнитно-реологической жидкостью. Магнитно-реологическая жидкость состоит из смеси синтетического масла, содержащего в себе железные микрочастицы 1-5 мкм. При этом лопасти 3, 4 и упоры 9, 10 разделяют полость корпуса на две камеры Б и В, а в лопастях 3 и 4 имеются жиклеры 11 и 12, служащие для перетекания жидкости из камеры В в камеру Б, а при обратном ходе из камеры Б в камеру В (фиг. 2 - гидравлический демпфер, вид спереди.). В упорах 9 и 10 вмонтированы электромагнитные катушки 13 и 14, связанные с электронным блоком управления (ЭБУ) 15 и датчиками вибрации 16 и 17, установленных на передней и задней части рамы транспортного средства, которые подают сигнал на ЭБУ. При этом подвеска снабжена дополнительным демпфером выполненным в виде цилиндра 18, жестко соединенного с корпусом гидравлического демпфера 1, (фиг. 3 разрез А-А), внутри которого находится поршень 19 с жиклером 20, верхняя часть поршня 19 со стороны вала образует полость С, которая сообщается через каналы 21 с полостями В гидравлического демпфера, работающего при ходе сжатия опорных катков, а нижняя часть поршня 19 подпружинена и имеет шток, на котором насажены пакеты тарельчатых пружин различной жесткости 22, 23 и 24, образует полость Д, которая также заполнена магнитно-реологической жидкостью и сообщается через жиклеры поршня 19 с полостями С и В гидравлического демпфера 1, посредством каналов 21.
Подвеска транспортного средства работает следующим образом (фиг. 1, фиг. 2, и фиг 3). При ходе сжатия, то есть при наезде колеса транспортного средства на препятствие, балансир 6 поворачивается против часовой стрелки. При этом срабатывают датчики вибрации 16 и 17, установленные на передней и задней части рамы транспортного средства, которые передают сигнал на электронный блок управления 15. ЭБУ мгновенно подает электрический ток на магнитные катушки 13 и 14, установленные в упорах 9 и 10, что приводит к изменению вязкости магнитно-реологической жидкости, которая меняет свои свойства (вязкость) под действием электромагнитного поля, создаваемого катушками. Синхронно с поворотом балансира 6, поворачивается вал 5 и жестко связанная с ним двухсторонняя лопасть 3 и 4, которая оказывает давление на магнитно-реологическую жидкость и через жиклеры 11 и 12 она перетекает из полости В в полость Б, а через каналы 21 часть жидкости перетекает из полости В в полость С, образованной в верхней части поршня 19. Синхронно жидкость перемещает поршень 19, который сжимает пакеты тарельчатых пружин различной жесткости 22, 23 и 24, а жидкость из полости Д перетекает по жиклерам 20, расположенным в поршне 19, тем самым дополнительно, совместно с гидравлическим демпфером 1 защищает тарельчатые пружины от больших перегрузок и увеличивает угол перемещения балансира 6, а следовательно, и опорных катков 8, что положительно влияет на плавность хода транспортной машины. И, чем выше полученное значение ускорения остова, тем больше будет управляющий сигнал с датчиков 16 и 17 на ЭБУ и большая сила тока поступает к катушка 13 и 14 амортизатора. Это позволяет своевременно изменить вязкость магнитно-реологической жидкости в гидравлическом демпфере 1 и полостях С и Д цилиндра 19, а следовательно, более эффективно гасить динамические и резонансные нагрузки, защищая при этом тарельчатые пружины, подвеску опорных катков и раму транспортного средства от перегрузок, что увеличивает их долговечность, надежность и повышает плавность хода.
При ходе отбоя подвески, датчики вибрации 16 и 17, установленные в корпусе транспортного средства, подают сигнал в ЭБУ, а от него электрический ток поступает на магнитные катушки 13 и 14, установленные в корпусе 1, тем самым уменьшая вязкость магнитно-реологической жидкости, то есть уменьшается ее демпфирующая способность и она легче перетекает из камеры Б в камеру В, через жиклеры 11 и 12. Под действием тарельчатых пружин 22, 23, и 24 поршень 19 выдавливает жидкость из полости С через каналы 21 в полость В гидравлического демпфера, а через жиклеры 11 и 12 в полость Б, мягко возвращая колесо в первоначальное положение, при этом часть жидкости через жиклеры 20 заполняет полость Д.
Таким образом, достигается снижение габаритов за счет замены торсионных валов на пакеты тарельчатых пружин различной жесткости работающих в среде магнитно-реологической жидкости, что позволяет снизить динамические нагрузки на них и получить нелинейную характеристику, а это приводит к увеличению хода опорных катков, долговечности и повышению плавности хода при возникновении вертикальных колебаний транспортного средства и подвески в широком амплитудно-частотном диапазоне.