ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ПОДВЕСКА
PNEUMATIC SUSPENSION

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к амортизационным устройствам с использованием газа в камере с эластичной стенкой.
Известно устройство для осуществления гашения вертикальных колебаний транспортных средств (а.с. №261926, М.кл. B60G 11/26), содержащее резинокордную оболочку с крышкой, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку с калиброванными отверстиями и клапанное устройство в виде свободно висящей на перегородке диафрагмы, перекрывающей перепускные отверстия на ходе отбоя.
К основным недостаткам 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 также устройство пневматической подвески, описанное в патенте на изобретение №2325285 РФ, М. кл. B60G 11/26, F16F 9/04, (прототип), содержащее резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку, на которой жестко закреплен цилиндр с центральным осевым отверстием и с радиально расположенными перепускными отверстиями, внутри полости цилиндра установлен запорный клапан в виде поршня, в нижней части цилиндра установлена обмотка электромагнита, закрытая снизу торцевой крышкой цилиндра и подключенная к системе управления клапаном, запорный клапан в виде поршня имеет с одной стороны направляющий магнитопроводящий сердечник и снабжен возвратной пружиной, помещенной внутри обмотки электромагнита, причем поршень выполнен полым и имеет центральное сквозное отверстие и симметричные отверстия в нижней стенке поршня. Система управления клапаном содержит последовательно соединенные преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блок управления силовым ключом, силовой ключ для подключения обмотки электромагнита к источнику питания.
Основным недостатком устройства является низкая надежность при ударных воздействиях на амортизируемый объект. При ударных воздействиях, сопровождающихся большими перемещениями подвески на ходе сжатия, в основной рабочей полости создается высокое давление газа, воздействующее на поверхность поршня. Сила давления газа может превысить силы упругости возвратной пружины поршня, удерживающего его в положении перекрытия радиальных перепускных отверстий, при этом клапанное устройство самопроизвольно открывается на ходе сжатия, упругая сила подвески резко снижается, что может привести к пробою подвески.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы пневматической подвески при ударных воздействиях на амортизируемый объект.
Поставленная задача достигается тем, что в известной пневматической подвеске, содержащей резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную полость, расположенную между ними перегородку, на которой жестко закреплен цилиндр с радиально расположенными перепускными отверстиями, внутри полости цилиндра установлен запорный клапан в виде поршня, имеющий с одной стороны магнитопроводящий сердечник и снабженный возвратной пружиной, обмотку электромагнита, подключенную к системе управления, включающую последовательно соединенные преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блок управления силовым ключом, силовой ключ для подключения обмотки электромагнита к источнику питания, согласно изобретению, над цилиндром расположена крышка, имеющая на боковой поверхности радиально расположенные перепускные отверстия, а на внутренней поверхности концентрический уплотняющий элемент, запорный клапан в виде поршня имеет по всему нижнему периметру поршня выступающий обод, на верхней кромке которого расположен уплотняющий элемент, поршень дополнительно снабжен штоком, закрытым гофрометаллизированной оболочкой, с расположенной на нем возвратной пружиной и установленным на его конце магнитопроводящим сердечником, причем между внутренней поверхностью крышки и боковой поверхностью поршня образован кольцевой зазор.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
- на фиг.1 представлена предложенная пневматическая подвеска;
- на фиг.2 представлено клапанное устройство;
- на фиг.3 приведена структурная схема системы управления клапанным устройством.
Пневматическая подвеска содержит резинокордную оболочку 1 с крышкой 2, образующие основную рабочую полость 3, дополнительную полость 4, расположенную между ними перегородку 5 с клапанным устройством 6 и систему управления клапанным устройством 7.
Клапанное устройство 6, включает цилиндр 8, установленный внутри него запорный клапан в виде поршня 9, который имеет по всему нижнему периметру выступающий обод 10. На его верхней кромке расположен по всей поверхности уплотняющий элемент 11. Цилиндр 8 имеет радиальные перепускные отверстия 12. Поршень 9 снабжен штоком 13, закрытым гофрометаллизированной оболочкой 14, с расположенной на нем возвратной пружиной 15 и установленным на его конце магнитопроводящим сердечником 16. Снизу цилиндра 8 установлена обмотка электромагнита 17, закрытая крышкой 18 и подключенная к системе управления 7 клапанным устройством. Шток 13 и поршень 9 крепятся с помощью центрирующего крепежного элемента 19. Над цилиндром 8 установлена крышка 20, имеющая на внутренней поверхности концентрический уплотняющий элемент 21, на ее боковой поверхности расположены радиальные перепускные отверстия 22. Между внутренней боковой поверхностью крышки 20 и боковой поверхностью поршня 9 в месте расположения перепускных отверстий 22 образован кольцевой зазор 23, благодаря которому полости 3 и 4 сообщаются посредством радиальных перепускных отверстий 22 крышки 20 и радиальных перепускных отверстий 12 цилиндра 8.
Система управления 7 клапанным устройством содержит соединенные последовательно преобразователь перемещения 24 объекта, формирователь 25 сигнала скорости объекта, блок управления 26 силовым ключом, силовой ключ 27 для подключения обмотки электромагнита 17 к источнику питания.
Пневматическая подвеска работает следующим образом.
На ходе сжатия пневматической подвески давление в рабочей 3 полости увеличивается, в дополнительной 4 полости остается постоянным, т.к. запирающий элемент в виде поршня 9 под действием возвратной пружины 15 находится в верхнем положении, и полости 3 и 4 разъединены. Выступающий обод 10 поршня 9 с уплотняющим элементом 11 перекрывает отверстия 12 цилиндра 8. При этом верхняя часть поршня 9 прижата к концентрическому уплотняющему элементу 21 внутренней поверхности крышки 20. За счет уплотняющих элементов 11, 21 и гофрометаллизированной оболочки 14 при верхнем расположении поршня 9 газ под высоким давлением из рабочей полости 4 не проникает в дополнительную полость 3. Газ воздействует на внешнюю поверхность крышки 20 и через ее перепускные отверстия 22 на боковую поверхность поршня 9.
В начале хода отбоя система управления 7 включает электромагнит 17 и поршень 9 занимает нижнее положение. Полости 3 и 4 сообщаются посредством радиальных перепускных отверстий 22 крышки 20 и радиальных перепускных отверстий 12 цилиндра 8 и зазора 23. Дополнительная полость 4 полностью включена в работу. При этом газ перетекает из полости 4 с более высоким давлением в полость 3 и давление газа в полостях 3 и 4 выравнивается.
В начале очередного хода сжатия система управления 7 выключает электромагнит 17 и поршень 9, под действием возвратной пружины 15 занимает снова верхнее положение и перекрывает отверстия 12. Далее процесс повторяется.
В силу предложенной конструкции клапанного устройства резкое повышение давления газа в основной рабочей полости на ходе сжатия при ударных нагрузках теперь не может привести к сжатию возвратной пружины и самопроизвольному включению клапанного устройства, т.к. давление газа воздействует на внешнюю поверхность крышки и на боковую поверхность поршня и снижает вероятность пробоя (жестких ударов) предлагаемой пневматической подвески. Использование предлагаемой пневматической подвески позволяет повысить надежность ее работы при ударных нагрузках на амортизируемый объект, в частности в транспортных средствах, улучшает условия работы экипажа и обеспечивает требуемую сохранность грузов при их транспортировке.