Пневматическая подвеска

Заявленная полезная модель относится к области машиностроения, в частности к пневматическим подвескам и амортизационным устройствам для гашения вертикальных колебаний транспортных средств с использованием газа в камере с эластичной стенкой.
Известна пневматическая подвеска транспортного средства, содержащая пневмогидравлическую рессору с основным цилиндром, в котором установлен поршень с полым штоком, образующие в основном цилиндре пневматическую и гидравлическую полости, аккумулятор с дополнительным цилиндром, смонтированным на основном цилиндре и соединенным с пневматической полостью рессоры через клапанный элемент, выполненный в виде подпружиненного плунжера и образующий с корпусом подплунжерную полость, сообщенную с пневматической полостью рессоры, и надплунжерную полость, сообщенную с подплунжерной полостью через осевое дроссельное отверстие в плунжере, а в корпусе клапанного элемента выполнен дроссельный канал, соединяющий полость дополнительного цилиндра с пневматической полостью рессоры (патент на изобретение РФ №2226155, дата публикации: 27.03.04).
К основным недостаткам вышеуказанного 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 устройство пневматической подвески, выбранное в качестве прототипа, содержащее резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную емкость, установленную соосно и внутри основной рабочей полости, расположенную между ними перегородку, на которой жестко закреплено клапанное цилиндрическое устройство со штоком. В перегородке расположены калиброванное отверстие и предохранительный клапан для перетекания газа в процессе работы. Основной и дополнительный упругие элементы пневматической подвески установлены между подрессоренной и неподрессоренной массами амортизируемого объекта (авторское свидетельство СССР №968536, дата публикации: 23.10.1982 г.).
Основным недостатком устройства является нестабильность демпфирующих свойств подвески и низкая эффективность гашения колебаний при работе из-за того, что в гашении колебаний и в созданий упругой составляющей подвески участвует масса газа (воздуха) в основной рабочей полости, часть которой то отводится в процессе хода отбоя, то возвращается на ходе сжатия. Такое перетекание газа из основного упругого элемента подвески в дополнительный упругий элемент и, наоборот, приводит к нагреву рабочей среды подвески, что ведет к изменению термодинамических параметров газа, а следовательно, к ухудшению демпфирующих свойств подвески.
Также дополнительным недостатком устройства является то, что пневматический упругий элемент не обеспечивает регулирование упругодемпфирующей характеристики при воздействии любых внешних сил переменной частоты и амплитуды.
Техническим результатом предлагаемой к патентованию полезной модели является повышение эффективности, увеличения клиренса и подъемного усилия подвески.
Достигаемый технический результат реализуется за счет того, что пневматическая подвеска, содержит неподвижную часть рычага, шарнирный рычаг, упругие пневматические элементы, выполненные на каждом колесе, пневматическую стойку, выполненной в передней части, устройство подачи сжатого воздуха, воздушный ресивер, воздушные магистрали, датчики и блок управления подвеской, соединенные между собой. Новым является то, что на раме установлен шарнирный рычаг между подрессоренной и неподрессоренной массами, основная пневмостойка установлена на подвижной части рычага, пневматическая подушка пневмостойки соединена трубопроводом с воздушным каналом через электропневмоклапан, управляемый с помощью датчика давления и коммутирующего устройства, для подвода массы газа в начале каждого хода отбоя - с ресивером, а для отвода этой массы газа в начале каждого хода сжатия - с атмосферой.
Заявленная полезная модель характеризуется чертежами.
На Фиг. 1 представлен вид одноконтурной пневматической подвески для одноосного прицепа.
На Фиг. 2 представлен вид одноконтурной пневматической подвески для двухосного прицепа.
На Фиг. 3 представлен вид двухконтурной пневматической подвески для одноосного прицепа.
На Фиг. 4 представлен вид двухконтурной пневматической подвески для двухосного прицепа.
Где:
неподвижная часть рычага (1);
шарнирный рычаг (2);
упругие пневмоэлементы на каждое колесо (3);
пневмостойку в передней части (4);
устройство подачи сжатого воздуха (компрессор) (5);
воздушный ресивер (6);
воздушные магистрали; датчики и блок управления подвеской (7).
В пневматической подвеске в качестве упругих элементов применяются пневмоэлементы на каждом колесе. Можно выделить два основных типа пневмоподвески: одно-, двухконтурная. Одноконтурная устанавливается только на одну ось. В данном случае имеется возможность регулировки клиренса и жесткости оси в зависимости от загрузки прицепа. Повышением давления в пневмоэлементах увеличиваем клиренс прицепа или при загрузке прицепа клиренс остается на том же уровне, а полезная нагрузка увеличивается.
Двухконтурная пневмоподвески с установкой на одну ось, осуществляется независимое регулирование колес. Основное отличие двухконтурной подвески от одноконтурной заключается в том, что при подключении к блоку управления пневмоподвеской (блоку электроклапанов) магистрали на каждый пневмоэлемент колеса подключаются в отдельные разъемы, что позволяет регулировать давление в пневмоэлементе на какой либо из сторон прицепа (это позволяет нам регулировать клиренс при разных загрузках прицепа по сторонам).
Упругие пневмоэлементы являются исполнительными механизмами подвески, в задачи которых входит регулировка и поддержание клиренса. Регулировка может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режиме.
Ручной режим - это управление блоком управления подвески с помощью механических клавиш (ВВЕРХ/СТОП/ВНИЗ) и контроль давления в пневмоупорах по показаниям манометров системы.
Автоматический режим - это управление всей подвеской одной кнопкой (ПОДНЯТЬ/СТОП/ОПУСТИТЬ), остальные функции осуществляет блок управления подвески с комплексом датчиков (давления в системе, высоты клиренса).
Конструктивно пневмоэлемент состоит из корпуса, штока с поршнем и манжеты. Компрессор предназначен для подачи сжатого воздуха в ресивер и далее в исполнительные механизмы. Воздушный ресивер предназначен для осуществления регулировок клиренса в малых пределах без участия компрессора. Также за счет ресивера достигается быстрая и адекватная работа. Воздушные магистрали соединяют все элементы пневматической подвески в единую пневмосистему.
Упругие пневмоэлементы, расположенные на каждом колесе, возможно комбинировать из нескольких пневмоэлементов.
Пневмоподвеска позволяет регулировать высоту кузова в ручном и автоматическом режиме. В ручном режиме имеется возможность самостоятельно увеличивать или уменьшать дорожный просвет автомобиля. Пневматические амортизаторные стойки позволяют регулировать жесткости подвески. В автоматическом режиме происходит поддержание определенного заданного клиренса и жесткости амортизаторов в зависимости от различных условий.
Эксплуатация опытного образца подтвердила влияние совокупности существенных признаков на достигаемый технический результат: создание подвески простой, компактной конструкции с высокими упругими характеристиками, с большой регулировкой клиренса и подъемного усилия.
Полезная модель является новой, поскольку вся совокупность признаков не известна из предшествующего уровня техники, приведенной в соответствующем разделе описания, а также промышленно применимой в используемой области техники.