ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКАЯ РЕССОРА

Полезная модель относится к области автомобилестроения, а именно к гидропневматической подвеске транспортных средств и может быть использована для создания гидропневматических подвесок грузовых и легковых автомобилей, автокранов и другой техники.
Известна гидропневматическая подвеска транспортного средства, содержащая гидроцилиндр подвески колеса левого борта передней оси и гидроцилиндр подвески колеса правого борта передней оси, гидроцилиндр подвески колеса левого борта задней оси и гидроцилиндр подвески колеса правого борта задней оси, каждый гидроцилиндр содержит корпус, шток, поршень, причем поршень делит внутреннюю полость гидроцилиндра на поршневую полость и штоковую полость, при этом поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта передней оси посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса соединена с гидропневмоаккумулятором (гидравлической полостью гидропневмоаккумулятора) подвески колеса левого борта передней оси и соединена через дроссель посредством гидромагистрали со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта передней оси, а поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта передней оси посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса соединена с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта передней оси и посредством гидромагистрали соединена через дроссель со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта передней оси, и поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта задней оси посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса соединена с гидропневмоаккумулятором (гидравлической полостью гидропневмоаккумулятора) подвески колеса левого борта задней оси и соединена через дроссель посредством гидромагистрали со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта задней оси, а поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта задней оси посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса соединена с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта задней оси и посредством гидромагистрали соединена через дроссель со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта задней оси (патент № RU 352475, МПК В60G 17/04, опубл. 20.04.2009 г.).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является блок гидропневматической рессоры подвески транспортного средства, содержащий гидроцилиндр, состоящий из корпуса, штока и поршня, который делит гидроцилиндр на поршневую и штоковую полости, которые посредством гидромагистралей соединены с гидропневмоаккумуляторами, гидромагистраль, соединяющая штоковую и поршневую полости гидроаккумулятора, снабжена дроссельным узлом и клапаном (патент RU 167214, МПК В60G 17/04, опубл. 27.12.2016 г.).
Недостатками данных аналогов является то, что они не обеспечивают заданные нормы плавности хода транспортного средства в независимости от состояния дорожного покрытия и изменения подрессоренной массы автомобиля.
Поставлена задача разработать конструкцию гидропневматической рессоры, исключающую указанные недостатки, а именно обеспечить плавность хода транспортного средства при движении как в условиях бездорожья, так и по ровному дорожному покрытию независимо от загрузки транспортного средства.
Технический результат совпадает с поставленной задачей и достигается за счет того, что в гидропневматической рессоре, содержащий гидроцилиндр, состоящий из корпуса, штока и поршня, который делит гидроцилиндр на поршневую и штоковую полости, соединенные посредством гидромагистралей с гидропневмоаккумуляторами через демпфирующие устройства, каждое из которых содержит дроссели, обратные клапаны и гидрораспределители, дроссели выполнены регулируемыми, при этом в каждом демпфирующем устройстве дроссели установлены последовательно, обеспечивая разные уровни демпфирования в сочетании с электроуправляемыми гидрораспределителями, один из дросселей соединен параллельно с обратным клапаном, а другой дроссель соединен параллельно с гидрораспределителем, кроме того, в одном из демпфирующих устройств для расширения диапазона регулировки сопротивления установлен дополнительный дроссель.
Дроссели выполнены с ручным управлением. Уровни демпфирования переключаются автоматически либо вручную с панели управления. Один из гидрораспределителей выполнен дискретного действия, а другой гидрораспределитель выполнен пропорционального действия. Гидрораспределители выполнены с электромагнитным управлением.
Новыми признаками являются то, что дроссели выполнены регулируемыми, при этом в каждом демпфирующем устройстве дроссели установлены последовательно, обеспечивая разные уровни демпфирования, один из дросселей соединен параллельно с обратным клапаном, а другой дроссель соединен параллельно с гидрораспределителем, кроме того, в одном из демпфирующих устройств для расширения диапазона регулировки сопротивления установлен дополнительный дроссель.
Все существенные признаки, в том числе зависимые, позволяют обеспечить плавность хода транспортного средства при движении как в условиях бездорожья, так и по ровному дорожному покрытию, так как при расположении дросселей последовательно, а обратного клапана и двухлинейного двухпозиционного гидрораспределителя с дискретным электромагнитным управлением, параллельно им, обеспечивает два уровня демпфирования узла, переключением положения гидрораспределителя. Применение гидрораспределителя с пропорциональным электромагнитным управлением позволяет обеспечить плавность хода независимо от загрузки автомобиля. Таким образом технический результат достигнут.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Гидропневматическая рессора в составе подвески автомобиля выполняет функцию демпфера колебаний подрессоренных масс, а также выполняет гашение колебаний неподрессоренных масс, т.е. колеса (оси) транспортного средства, переключаемый в зависимости от состояния дорожного покрытия и загрузки автомобиля. Проходя через демпфирующие устройства гидропневматической рессоры, создающее гидравлическое сопротивление течению, рабочая жидкость теряет часть своей энергии в результате взаимодействия с гидравлическим сопротивлением демпфера, с преобразованием данной части энергии в тепло. Таким образом, преобразуя кинетическую энергию движения подвески, при наличии возмущений со стороны дорожного покрытия демпфирующее устройство гидропневматической рессоры гасит колебания подрессоренных и неподрессоренных масс транспортного средства. При загрузке транспортного средства (увеличении подрессоренных масс), поддержание статического положения подвески, за счет управления клиренсом посредством подачи рабочей жидкости в поршневую полость гидроцилиндра, приводит к увеличению жесткости подвески. Данное обстоятельство, при постоянстве сопротивления дросселя, приводит к уменьшению коэффициента демпфирования подвески, что влечет за собой ухудшение показателей плавности хода. Подбор параметров гидравлического сопротивления демпфирующего устройства, наряду с параметрами упругого элемента и направляющего аппарата, позволяет обеспечить необходимую плавность хода транспортного средства, а наличие гидрораспределителя с пропорциональным электромагнитным управлением позволяет обеспечить требуемый уровень демпфирования в зависимости от загрузки автомобиля и дорожных условий.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена схема гидравлическая принципиальная гидравлической рессоры.
Гидропневматическая рессора содержит гидроцилиндр 1, состоящий из корпуса, штока и поршня. Поршень делит гидроцилиндр на поршневую и штоковую полости 2 и 3 соответственно. Корпус гидроцилиндра выполнен с верхней проушиной 4, которая шарнирно соединяется с кузовом (рамой) транспортного средства, и нижней проушиной 5, которая также шарнирно соединяется с элементами неподрессоренных масс (с осью в случае зависимой подвески или рычагом колеса в случае независимой подвески) транспортного средства. Поршневая и штоковая полости 2 и 3 посредством гидромагистралей соединены с гидропневмоаккумуляторами 6 и 7 через демпфирующие устройства 8 и 9. В частности, демпфирующее устройство 8 снабжено установленными последовательно регулируемыми дросселями 10, 11, 12 с ручным управлением первой, второй и третьей ступени соответственно, а также обратным клапаном 13 и двухпозиционным двухлинейным гидрораспределителем 14 дискретного действия с электромагнитным управлением. Дополнительный дроссель 10 предназначен для расширения диапазона регулировки сопротивления. Дроссель 11 соединен параллельно с обратным клапаном 13, а дроссель 12 соединен параллельно с гидрораспределителем 14. Демпфирующее устройство 9 снабжено установленными последовательно регулируемыми дросселями 15, 16 с ручным управлением первой ступени и второй ступени соответственно, обратным клапаном 17 и двухпозиционным двухлинейным гидрораспределителем 18 с пропорциональным электромагнитным управлением. Дроссель 15 соединен параллельно с обратным клапаном 17, а дроссель 16 соединен параллельно с гидрораспределителем 18.
Для обеспечения поперечной и продольной устойчивости транспортного средства поршневая полость 2 гидроцилиндра 1, например, левого колеса передней оси транспортного средства, может быть соединена со штоковой полостью гидроцилиндра, расположенного у правого колеса задней оси, а штоковая с поршневой. Поршневая полость гидроцилиндра правого колеса передней оси соединена со штоковой полостью левого гидроцилиндра задней оси, а штоковая с поршневой.
Передача усилий от колеса транспортного средства на шток гидроцилиндра 1 приводит к осевому перемещению последнего и вытеснению жидкости из поршневой полости 2 гидроцилиндра 1 через демпфирующие устройства 8 или 9 гидропневматической рессоры, где происходит потеря части энергии движущейся жидкости, в гидропневмоаккумулятор 6 или 7. В обратном направлении, при ходе отбоя гидроцилиндра, жидкость будет проходить через соответствующее демпфирующее устройство 8 или 9. Наличие обратных клапанов 13 и 17 в демпфирующих устройствах 8 и 9 позволяет обеспечить большее гидравлическое сопротивление хода отбоя, что необходимо для исключения ударных явлений в конце хода отбоя. Автоматическое обеспечение второго уровня демпфирования (увеличение сопротивления) достигается за счет подачи электрического управляющего сигнала на электромагнит гидрораспределителя 14 или 18 демпфирующего устройства 8 или 9 гидропневматической рессоры, что приводит к увеличению сопротивления демпфирующего устройства.
При возникновении необходимости ручной регулировки общего сопротивления демпфирующего устройства 8 или 9 гидропневматической рессоры и для упрощения регулировки сопротивления каждого демпфирующего устройства можно установить в демпфирующие устройства дроссели с непосредственным доступом к элементам регулировки.
Гидропневматическая рессора может быть изготовлена на стандартном оборудовании с использованием современных технологий и материалов.