ЭЛЕКТРОННО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ РЕССОРНЫЙ АМОРТИЗАТОР
ELECTRONICALLY CONTROLLED SHOCK ABSORBER

Изобретение относится к области техники, где применяется гашение механических колебаний, в частности предназначено для использования в подвесках транспортных средств.
Известна рессора, содержащая пакет пластин, использующая для гашения колебаний силу трения между их соприкасающимися поверхностями. Она проста в исполнении, хорошо рассеивает тепло, может иметь одну хорошую демпферную характеристику, но громоздка и имеет большой вес.
Известны исполнительные механизмы тормозных систем современных транспортных средств, содержащие прикрепленные к неподвижной части объекта (подвески кузова) тормозные колодки, которые в нужный момент времени под действием привода, имеющего разнообразные конструкции, прижимаются к специальным металлическим поверхностям подвижной части объекта (часть подвески, жестко соединенная с колесом), создавая сопротивление ее двусторонне направленному движению (тормозя ее) вплоть до полной остановки. Это можно сравнить с гашением механических колебаний сверхнизкой частоты.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является телескопический несущий пневмоамортизатор Горбулина, содержащий устройство, создающее сопротивление движению элементов, один из которых прикреплен к одной части объекта, а другой - к другой его части, управляющее устройство в виде электронного коммутатора, отслеживающее все поступающие на его вход сигналы от датчиков и управляющее работой привода. RU №2136985, кл. F16F 9/04, 1999 г.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение надежного контакта колеса транспортного средства (ТС) с полотном дороги, наличие в одном амортизаторе пакета демпферных характеристик на выбор, регулирование жесткости рессоры при поворотах и изменении веса перевозимого груза.
Указанная задача решается в электронно-регулируемом рессорном амортизаторе (ЭРРА), содержащем две группы, состоящие из одной и более пластин, закрепленных к разным частям объекта. Группы снабжаются прижимным устройством, которое в зависимости от величины перевозимого груза изменяет жесткость рессоры и переменное усилие сопротивления их взаимному перемещению в каждый отдельный момент времени такой величины, которая в данный момент времени отвечает требованию заданной демпферной характеристики за счет того, что величина усилия сопротивления делается управляемой.
Работой прижимного устройства посредством привода, который может быть электрическим, механическим, гидравлическим, пневматическим и другим, управляет процессор, на входное устройство которого подаются сигналы от датчиков, непрерывно отслеживающих изменение параметров, контролирующих работу ЭРРА. Процессор поддерживает заданные водителем жесткость рессоры в зависимости от загрузки ТС и дорожных условий и демпферную характеристику ЭРРА в зависимости от скорости движения ТС. Возможно использование одного процессора для управления работой нескольких амортизаторов, которые могут быть установлены как сзади, так и спереди ТС.
А также тем, что с целью улучшения тормозящих свойств конструкции пластины имеют тормозные накладки или тормозные прокладки между ними, что в свою очередь продлевает срок службы самих пластин.
А также тем, что пластины располагаются вертикально или под углом к горизонту, при этом одна группа крепится к неподвижной части объекта, а другая - к подвижной. В данном случае вертикальный или наклонный ЭРРА может располагаться вместо заднего гидравлического амортизатора внутри стойки, полностью заменяя его функции. Причем необязательно, чтобы пластины были упругими.
А также тем, что для возможности использовать ЭРРА в передних стойках между пластинами и средствами крепления устанавливаются подшипники, позволяющие ЭРРА вращаться вокруг своей оси независимо от частей объекта.
А также тем, что в ЭРРА с вертикальным и наклонным расположением роль пластин могут выполнять другие конструктивные элементы, снабженные трущимися поверхностями, которые, в необходимые моменты времени, имеют возможность прижиматься между собой с требуемой силой.
На рисунке схематично показан общий вид ЭРРА, устанавливаемый на неподвижной части объекта. Он представляет собой несущую горизонтально расположенную конструкцию, как правило, используемую в задних подвесках ТС.
ЭРРА содержит упругие пластины 1, 2 с направляющими элементами 3, 4 и средствами крепления к неподвижной части объекта 5, 6 и к подвижной части объекта 7. Пластины 1, 2 снабжаются прижимным устройством 8, 9, сближающим их между собой с необходимой силой, обеспечивающей требуемое трение между ними. Между пластинами могут располагаться тормозные накладки или прокладки 10.
Привод прижимного устройства, процессор, датчики на рисунке не показаны.
ЭРРА работает следующим образом.
В основе управления работой ЭРРА заложено разделение управляющих сигналов по переменной и постоянной составляющим. Постоянная составляющая регулирует жесткость рессоры в зависимости от величины перевозимого груза: чем больше величина груза, тем с большим усилием пластины 1, 2 приближаются друг к другу прижимным устройством 8, тем жестче рессора. В режиме покоя на незагруженном транспортном средстве взаимное расположение пластин 1, 2 относительно друг друга принимается за опорное. Этому расположению пластин 1, 2 соответствует опорное значение величины постоянной составляющей исполнительного сигнала на прижимное устройство 8, 9. Величина опорного значения исполнительного сигнала плавно или дискретно может меняться водителем при желании увеличить или уменьшить в определенных пределах жесткость рессоры. Причем выбранное водителем расположение пластин 1, 2 автоматически поддерживается вне зависимости от перевозимого груза за счет регулирования жесткости ЭРРА путем изменения постоянной составляющей сигнала, управляющего работой прижимного устройства 8, 9. При этом пластины 1, 2 принимают рабочее положение при включенном в работу ЭРРА (например, во время погрузо-разгрузочных работ) и в начале движения ТС при первых возникших колебаниях частей объекта. В программе работы процессора предусматривается увеличение жесткости ЭРРА, нагружаемых при поворотах, путем увеличения постоянной составляющей их исполнительного сигнала до значения, исключающего возникновение крена ТС. Величина постоянной составляющей может выбираться водителем при движении по дорогам с разным дорожным покрытием
Переменная составляющая имеет положительную и отрицательную полярности относительно постоянной составляющей и предназначена для гашения механических колебаний подвижной части объекта. При ходе сжатия процессор своей командой на прижимное устройство 8, 9 сигналом с отрицательной полярностью уменьшает постоянную составляющую управляющего сигнала, снижая жесткость рессоры и тем самым величину отклонения неподвижной части объекта от воздействия на нее подвижной. При ходе отбоя процессор, обработав сигналы от датчиков, определяет в каждый конкретный момент времени работы ЭРРА оптимальную величину усилия сопротивления возвратному движению подвижной части объекта и выдает согласно заданной демпферной характеристики команду-сигнал соответствующей величины и полярности прижимному устройству 8, 9, которое соответственно регулирует величину трения между пластинами 1, 2, обеспечивая тем самым надежный контакт колеса ТС с полотном дороги. Процессор может иметь несколько демпферных характеристик, предназначенных для движения в разных дорожных условиях и при разных скоростях, одну из которых выбирает водитель.
В качестве задних амортизаторов ТС ЭРРА может работать в вертикальном или наклонном положении, если средство крепления 5 установить на неподвижной части объекта, а средство крепления 6 - на подвижной или наоборот. Возможно совместное использование двух ЭРРА в наклонном положении, если один их край закрепить на неподвижной части объекта, а два других - на подвижной. В этом случае средство крепления 7 отсутствует.
При этом если между средствами крепления 5, 6 и пластинами 1, 2 с направляющими 3, 4 установить подшипники так, чтобы пластины 1, 2 с расположенными на них прижимными устройствами 8, 9 могли свободно вращаться вокруг своей оси вне зависимости от частей объекта, то ЭРРА с вертикальным расположением можно использовать в передних стойках подвески ТС. В случае вертикального расположения ЭРРА работает только как амортизатор и в случае выхода из строя несущей пружины стойки может служить опорой, позволяя ТС самостоятельно доехать до места ремонта или стоянки. При этом на прижимное устройство 8, 9 подается исполнительный сигнал в виде постоянной составляющей такой величины, чтобы исключить перемещение пластины 1 относительно пластины 2.
В ЭРРА, предназначенных работать в вертикальном и наклонном положениях, вместо пластин 1, 2 могут быть использованы другие конструктивные элементы, снабженные трущимися поверхностями, которые в каждый момент времени имеют возможность соприкасаться между собой с нужной силой трения.