ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ПОДВЕСКА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE HYDROPNEUMATIC SUSPENSION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к гидропневматическим подвескам транспортных средств и может быть использовано для создания гидропневматических подвесок автомобилей, автомобильных кранов и другой техники.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известна гидропневматическая подвеска транспортного средства /авторское свидетельство СССР №1331667, опубликованное 23.08.1987 г./, содержащая гидроцилиндр подвески колеса левого борта и гидроцилиндр подвески колеса правого борта, каждый гидроцилиндр содержит корпус, шток, поршень и поршневую полость (рабочую камеру). У гидроцилиндра отсутствует штоковая полость. Кроме того, поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта посредством гидромагистрали соединена со своим гидропневмоаккумулятором, и поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта посредством гидромагистрали соединена со своим гидропневмоаккумулятором. Подвеска снабжена насосом и средствами автоматики, включающими регуляторы высоты для каждого гидроцилиндра.
Техническим результатом аналога являются стабилизация, с помощью гидроцилиндров и автоматики, высоты кузова с последующим устранением крена во время движения при повороте транспортного средства за счет выдвижения штока сжатого во время поворота гидроцилиндра, т.е. за счет подъема той стороны кузова, которая опустилась в момент начала поворота.
Недостатком аналога является пониженная устойчивость транспортного средства от опрокидывания во время движения по дороге с неровным покрытием на поворотах и при маневрах, так как центр тяжести транспортного средства поднимается.
Прототипом изобретения является гидропневматическая подвеска транспортного средства /патент США US 3752497, опубликованный 14.08.1973 г./, содержащая гидроцилиндр подвески колеса левого борта и гидроцилиндр подвески колеса правого борта, каждый гидроцилиндр содержит корпус, шток, поршень, причем поршень делит внутреннюю полость гидроцилиндра на поршневую полость и штоковую полость, и поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта посредством гидромагистрали соединена с гидропневмоаккумулятором (гидравлической полостью гидропневмоаккумулятора) подвески колеса левого борта и штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта, а поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта посредством гидромагистрали соединена с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта и штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта. Вышеприведенные признаки прототипа совпадают с признаками изобретения.
Кроме того, прототип характеризуется признаками, которые отличают его от изобретения:
1. Прототип имеет один клапан, который «включает» и «выключает» гидроцилиндр подвески колеса левого борта и гидроцилиндр подвески колеса правого борта. При этом клапан расположен в гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта и поршневой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта. И этот же клапан расположен в гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта и поршневой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта.
2. В гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта с гидропневмоаккумулятором подвески колеса левого борта, расположен дроссель.
3. В гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта, расположен дроссель.
Недостатком прототипа является пониженная устойчивость транспортного средства от опрокидывания во время движения по дороге с неровным покрытием на поворотах и при маневрах.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Решаемая задача: создание гидропневматической подвески, обеспечивающей повышенную безопасность транспортного средства в процессе движения.
Указанная задача решается тем, что гидропневматическая подвеска транспортного средства содержит гидроцилиндр подвески колеса левого борта и гидроцилиндр подвески колеса правого борта, каждый гидроцилиндр содержит корпус, шток, поршень, причем поршень делит внутреннюю полость гидроцилиндра на поршневую полость и штоковую полость, и поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса левого борта соединена с гидропневмоаккумулятором (гидравлической полостью гидропневмоаккумулятора) подвески колеса левого борта и штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта, а поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса правого борта соединена с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта и штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта, при этом в гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта, расположен дроссель, и в гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта, расположен дроссель.
Отличительными признаками предлагаемой гидропневматической подвески транспортного средства от прототипа являются следующие признаки: поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса левого борта соединена с гидропневмоаккумулятором (гидравлической полостью гидропневмоаккумулятора) подвески колеса левого борта и штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта, а поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса правого борта соединена с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта и штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта, при этом в гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта, расположен дроссель, и в гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта, расположен дроссель.
В частном случае реализации изобретения колесо правого борта и колесо левого борта являются колесами одной оси.
В другом частном случае реализации изобретения колесо правого борта и колесо левого борта являются колесами разных осей, в частности, колесо правого борта является колесом передней оси, а колесо левого борта является колесом задней оси или колесо правого борта является колесом задней оси (соседней оси), а колесо левого борта является колесом передней оси. При этом оси могут быть неразрезные и/или разрезные.
Техническим результатом изобретения является повышение устойчивости транспортного средства от опрокидывания во время движения по дороге с неровным покрытием, в частности, на поворотах и при маневрах. Указанный технический результат достигается без использования каких-либо специальных средств автоматики.
Повышение устойчивости транспортного средства достигается за счет:
1) автоматического снижения центра масс во время движения при повороте транспортного средства;
2) максимально точной компенсации инструментальных погрешностей подвески транспортного средства при заправке гидросистемы подвески рабочей жидкостью;
3) снижения ударных нагрузок на шток (и в целом на транспортное средство) при наезде на препятствие при поворотах и маневрах.
Подробно остановимся на трех вышеуказанных направлениях повышения устойчивости.
Автоматическое снижение центра масс во время движения при повороте транспортного средства обеспечивается гидравлической связью поршневой полости гидроцилиндра подвески колеса левого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта, а также гидравлической связью поршневой полости гидроцилиндра подвески колеса правого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта. При повороте транспортное средство прижимается к земле, уменьшается плечо опрокидывающей силы относительно точки опрокидывания. Подробно этот механизм будет раскрыт ниже.
Максимально точная компенсация инструментальных погрешностей подвески транспортного средства требуется для того, чтобы обеспечить его горизонтальное положение при нахождении транспортного средства на горизонтальной площадке. Достижение вышеуказанного горизонтального положения требуется для того, чтобы в дальнейшем обеспечить максимальную устойчивость транспортного средства от опрокидывания во время движения по дороге с неровным покрытием на поворотах и при маневрах в любую сторону.
В частном случае, для самоходного крана, заявленная подвеска обеспечивает горизонтальное положение плоскости неповоротного устройства крана при нахождении его на подготовленной для работы горизонтальной площадке. Это позволяет крану безопасно поднимать и перемещать груз, находясь на колесах при выключенной подвеске (не вывешивая кран на выносных опорах).
Компенсация инструментальных погрешностей подвески (или горизонтирование транспортного средства) обеспечивается при заправке рабочей жидкостью поршневых полостей гидроцилиндров. Клапаны 22 и 30 расположены в гидромагистралях таким образом, что с их помощью можно, при необходимости, перекрыть движение жидкости из полостей 20 и 28 (закрыть каждую поршневую полость в момент достижения транспортным средством горизонтального положения).
У прототипа (патент US 3752497) клапан управления всеми гидроцилиндрами подвески один (а у заявленного изобретения для каждого гидроцилиндра подвески свой клапан). Выключение клапана (перемещение поршней 30 и 31 клапана в крайнее правое или левое положение) приведет к тому, что поршни 12а и 12b гидроцилиндров подвески займут крайние верхние положения. И если у подвески была инструментальная погрешность, то транспортное средство на горизонтальной площадке не займет горизонтального положения, со всеми вытекающими от сюда недостатками.
Снижение ударных нагрузок на шток и в целом на транспортное средство при наезде на препятствие при поворотах и маневрах обеспечивается расположением дросселей 35 и 24 в гидромагистралях. Они не препятствуют движению рабочей жидкости из поршневых полостей 20 и 28 гидроцилиндров в гидропневмоаккумуляторы 25 и 31 (см. фиг.3). Установка их в магистралях, соединяющих штоковые полости одних гидроцилиндров с поршневыми полостями других гидроцилиндров, позволяет демпфировать обратные ходы поршней гидроцилиндров, препятствуя развитию колебательных процессов в подвеске. Это важное отличительное свойство заявленной подвески от прототипа.
У прототипа дроссели расположены в гидромагистралях между поршневыми полостями гидроцилиндров и гидропневмоаккумуляторами. Тем самым при наезде на препятствие (при движении поршней вверх) рабочая жидкость, преодолевая сопротивление дросселей, попадает в гидропневмоаккумуляторы. Ограничиваются демпфирующие свойства гидропневмоаккумуляторов. Подвеска прототипа более жесткая, более подвержена колебаниям при наездах транспортного средства на препятствия, что существенно повышает опасность опрокидывания транспортного средства во время движения по дороге с неровным покрытием на поворотах и при маневрах.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Предлагаемая гидропневматическая подвеска транспортного средства иллюстрируется следующими чертежами.
На фиг.1 и 2 изображены гидравлические схемы подвесок одной оси транспортного средства.
На фиг.3 изображена гидравлическая схема подвески передней и задней оси транспортного средства при закрытых клапанах.
На фиг.4 изображена гидравлическая схема подвески передней и задней оси транспортного средства при открытых клапанах.
На фиг.5, 6 и 7 представлены иллюстрации достигаемых технических результатов аналогами и заявленным изобретением.
На фиг.8 представлена схема крепления гидроцилиндра подвески к колесу транспортного средства в случае, когда ось разрезная.
На фиг.9 представлена схема крепления гидроцилиндра подвески к оси транспортного средства в случае, когда ось неразрезная.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагаемая гидропневматическая подвеска транспортного средства имеет сходство с прототипом (см. фиг.1). На фиг.1 представлены общие для изобретения и прототипа конструктивные признаки. Подвеска содержит гидроцилиндр 1 подвески колеса левого борта и гидроцилиндр 2 подвески колеса правого борта. Гидроцилиндр 1 содержит корпус 3 (корпус - это элемент гидроцилиндра, в котором размещается поршень со штоком, его еще называют гильзой гидроцилиндра), шток 4, поршень 5, причем поршень делит внутреннюю полость гидроцилиндра на поршневую полость 6 и штоковую полость 7. Гидроцилиндр 2 содержит корпус 8, шток 9, поршень 10, причем поршень делит внутреннюю полость гидроцилиндра на поршневую полость 11 и штоковую полость 12.
Шток 4, а также штоки всех гидроцилиндров подвески соединены с рамой (позиция 77 фиг.8) транспортного средства посредством шарниров.
Поршневая полость 6 гидроцилиндра 1 подвески колеса левого борта посредством гидромагистрали 13 соединена с гидропневмоаккумулятором 14 (гидравлической полостью 15 гидропневмоаккумулятора) подвески колеса левого борта и соединена со штоковой полостью 12 гидроцилиндра 2 подвески колеса правого борта.
Под гидромагистралью понимается устройство, содержащее канал для движения рабочей жидкости, или соединенные между собой устройства, содержащие каналы для движения рабочей жидкости между определенными элементами гидравлической системы.
Гидромагистраль, в частности, может состоять из трубопровода или соединенных между собой трубопроводов или соединенных между собой трубопроводов и полостей для движения рабочей жидкости, расположенных в различных гидравлических устройствах, например, внутри штока гидроцилиндра, или проходить через клапан или через дроссель и др.
Поршневая полость 11 гидроцилиндра 2 подвески колеса правого борта посредством гидромагистрали 16 соединена с гидропневмоаккумулятором 17 подвески колеса правого борта и штоковой полостью 7 гидроцилиндра 1 подвески колеса левого борта.
В частном случае реализации гидропневматическая подвеска транспортного средства (см. фиг.2) содержит клапан 22 (в частности, запорный клапан или гидроклапан) подвески колеса левого борта, расположенный в гидромагистрали (образующий гидравлический элемент этой магистрали) между поршневой полостью 6 гидроцилиндра 1 и гидропневмоаккумулятором 14 подвески колеса левого борта.
Также в частном случае реализации гидропневматическая подвеска транспортного средства (см. фиг.2) содержит клапан 30 подвески колеса правого борта, расположенный в гидромагистрали между поршневой полостью 11 гидроцилиндра 2 и гидропневмоаккумулятором 17 подвески колеса правого борта.
В гидромагистрали 23 (см. фиг.3) между полостью 27 и гидропневмоаккумулятором 25 расположен дроссель 24. И в гидромагистрали 34 между полостью 33 и гидропневмоаккумулятором 31 расположен дроссель 35.
Гидромагистраль, соединяющая поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта, содержит трубопровод с внутренним диаметром 12 мм (от 6 до 15 мм) и толщиной стенки 2 мм (от 0,5 до 5 мм), при этом протяженность гидромагистрали составляет от 1 до 5 м.
Гидромагистраль, соединяющая поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта, содержит трубопровод с внутренним диаметром 12 мм (от 6 до 15 мм) и толщиной стенки 2 мм (от 0,5 до 5 мм), при этом протяженность гидромагистрали составляет от 1 до 5 метров.
В гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта, расположен дроссель с внутренним диаметром канала 7 мм (от 3 до 10 мм); а также в гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта, расположен дроссель с внутренним диаметром канала 7 мм (от 3 до 10 мм).
Часть гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта, проходит через шток гидроцилиндра подвески колеса левого борта, а также через шток гидроцилиндра подвески колеса правого борта.
А также в гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта, проходит через шток гидроцилиндра подвески колеса правого борта, а также через шток гидроцилиндра подвески колеса левого борта.
Шток 75 (см. фиг.8) гидроцилиндра подвески колеса левого борта (а также все штоки гидроцилиндров подвески) своим свободным концом (на котором расположена шаровая опора 76, которую еще называют шаровым шарниром) крепится к раме 77 транспортного средства посредством шарового шарнира (шаровой опоры 76), а к корпусу 78 гидроцилиндра крепится колесо 63 и рычаги 64 и 65 (эти рычаги еще называют V-образные рычаги), посредством которых корпус гидроцилиндра крепится к раме транспортного средства. Рычаги выполнены регулируемые по длине. Рычаги к раме крепятся посредством шарниров, в частности, шаровых шарниров (см. позиции 85 и 86 фиг.8).
На корпусе закреплен рычаг 87, который шарнирно соединен с тягой 88, обеспечивающей поворот корпуса гидроцилиндра 78 с колесом 63 относительно штока 75, относительно продольной оси гидроцилиндра 89, а также относительно рычагов 64 и 65. Рычаги 64 и 65 крепятся к корпусу гидроцилиндра через поворотную часть 91 и шарнир 90. Шарнир 90 закреплен на корпусе гидроцилиндра неподвижно, а именно без возможности поворота относительно корпуса 78.
Шарнир 76 выполнен шаровым или цилиндрическим, не допускающим поворот штока относительно продольной оси 89 гидроцилиндра.
Продольные оси рычагов 64 и 65 лежат в одной плоскости.
Угол 66 (см. фиг.8) между прямой 79, параллельной продольной оси 89 гидроцилиндра, и перпендикуляром 80 к местному горизонту составляет величину 5 градусов (принимает значения из диапазона от 0 до 15 градусов). Прямая 79 может быть продолжением продольной оси 89 гидроцилиндра.
Удобно прямую 79 располагать на наружной поверхности корпуса 78 гидроцилиндра, параллельно продольной оси гидроцилиндра.
Шток гидроцилиндра подвески колеса правого борта своим свободным концом также крепится к раме транспортного средства посредством шарового шарнира (шаровой опоры), а к корпусу гидроцилиндра крепится колесо и рычаги, соединяющие корпус гидроцилиндра с рамой транспортного средства.
В данном случае ось между правым и левым колесами является разрезной.
На фиг.9 показан вариант крепления гидроцилиндра к оси 67 транспортного средства. К оси 67 крепятся правое и левое колеса. В данном случае ось является неразрезной.
Конструктивно, часть гидромагистрали (или часть гидромагистралей) может быть выполнена в виде гибкого шланга. Так, к магистралям (каналам) 81 и 82 (см. фиг.9), проходящим внутри штока, крепятся гибкие шланги 83 и 84.
Ход поршня каждого гидроцилиндра составляет 180 мм (от 100 до 300 мм).
Каждый гидропневмоаккумулятором выполнен в виде емкости, во внутренней полости которой расположена эластичная (упругая) мембрана 69 (см. фиг.3), разделяющая внутреннюю полость гидропневмоаккумулятора на гидравлическую полость 41 и пневматическую (газовую) полость 68.
В частном случае реализации изобретения гидропневматическая подвеска может быть описана следующим образом.
Гидропневматическая подвеска транспортного средства содержит гидроцилиндр 18 (см. фиг.3) подвески колеса левого борта передней оси и гидроцилиндр 19 подвески колеса правого борта передней оси, гидроцилиндр 36 подвески колеса левого борта задней оси и гидроцилиндр 43 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 20 гидроцилиндра 18 подвески колеса левого борта передней оси посредством гидромагистрали 21 и клапана 22 (запорного гидроклапана 22) соединена с гидропневмоаккумулятором 25 (гидравлической полостью 26 гидропневмоаккумулятора 25) подвески колеса левого борта передней оси и соединена посредством гидромагистрали 23 со штоковой полостью 27 гидроцилиндра 19 подвески колеса правого борта передней оси, а поршневая полость 28 гидроцилиндра 19 подвески колеса правого борта передней оси посредством гидромагистрали 29 и клапана 30 соединена с гидропневмоаккумулятором 31 (гидравлической полостью 32 гидропневмоаккумулятора 31) подвески колеса правого борта передней оси и посредством гидромагистрали 34 соединена со штоковой полостью 33 гидроцилиндра 18 подвески колеса левого борта передней оси.
В гидромагистрали 23 расположен дроссель 24, а в гидромагистрали 34 расположен дроссель 35.
Поршневая полость 38 гидроцилиндра 36 подвески колеса левого борта задней оси посредством гидромагистрали 39 и клапана 49 соединена с гидропневмоаккумулятором 40 (гидравлической полостью 41 гидропневмоаккумулятора 40) подвески колеса левого борта задней оси и соединена посредством гидромагистрали 42 со штоковой полостью 37 гидроцилиндра 43 подвески колеса правого борта задней оси, а поршневая полость 44 гидроцилиндра 43 подвески колеса правого борта задней оси посредством гидромагистрали 45 и клапана 50 соединена с гидропневмоаккумулятором 46 (гидравлической полостью 51 гидропневмоаккумулятора 46) подвески колеса правого борта задней оси и посредством гидромагистрали 47 соединена со штоковой полостью 48 гидроцилиндра 36 подвески колеса левого борта задней оси.
На фиг.3 клапаны 22, 30, 49 и 50 закрыты. При закрытых клапанах гидроцилиндры не работают в качестве амортизаторов.
На фиг.4 клапаны 22, 30, 49 и 50 открыты. При открытых клапанах гидроцилиндры работают в качестве амортизаторов.
В гидромагистрали 42 расположен дроссель 53, а в гидромагистрали 47 расположен дроссель 52.
Кроме того, гидропневмоаккумулятор 25 посредством гидромагистрали 70 и кранов 55 и 58 соединен с заправочной магистралью 74.
Гидропневмоаккумулятор 31 посредством гидромагистрали 71 и кранов 56 и 58 соединен с заправочной магистралью 74.
Гидропневмоаккумулятор 40 посредством гидромагистрали 72 и кранов 54 и 58 соединен с заправочной магистралью 74.
Гидропневмоаккумулятор 46 посредством гидромагистрали 73 и кранов 57 и 58 соединен с заправочной магистралью 74.
Краны 55 и 58 служат для заправки гидромагистралей и полостей 20 и 27 гидроцилиндров 18 и 19 рабочей жидкостью - маслом.
Через открытые краны 58 и 55 заполняются маслом полости 26, 20, 27, а также внутренние полости гидромагистралей 21 и 23.
Через открытые краны 58 и 56 заполняются маслом полости 32, 28, 33, а также внутренние полости гидромагистралей 29 и 34.
Через открытые краны 58 и 54 заполняются маслом полости 41, 38, 37, а также внутренние полости гидромагистралей 39 и 42.
Через открытые краны 58 и 57 заполняются маслом полости 51, 44, 48, а также внутренние полости гидромагистралей 45 и 47.
Магистрали 70, 71, 72 и 73 называются заправочными магистралями. Кроме того, они могут выполнять роль сливных магистралей.
Вышеописанная конструкция может быть применена для многоосного, в частности, двуосного транспортного средства.
Работу заявленной гидропневматической подвески покажем в сравнении с работами других подвесок транспортных средств.
Во время движения транспортного средства, не оснащенного гидропневматической подвеской, при его повороте налево (см. фиг.5) появляется сила 60, приложенная к центру масс 59. Произведение силы 60 на плечо 62 даст опрокидывающий момент. При этом центр масс смещается вправо - в сторону опрокидывания. Кузов транспортного средства наклонится на угол 61. В случае если угол превысит критическое значение, транспортное средство опрокинется.
У прототипа подвеска работает так, чтобы при повороте не допустить появления угла наклона кузова (см. фиг.6). В этом случае повышается устойчивость транспортного средства.
Заявленная гидропневматическая подвеска работает так, что во время движения транспортного средства при повороте его кузов прижимается к земле, высота центра масс уменьшается, опрокидывающий момент уменьшается при отсутствии угла наклона кузова.
Заявленная подвеска работает следующим образом. Во время движения транспортного средства, оснащенного гидропневматической подвеской, при его повороте налево (см. фиг.7 и 1) появляется сжимающая сила, действующая на шток 9 гидроцилиндра 2 (см. фиг.1). Давление в поршневой полости 11 под поршнем 10 растет, в связи с чем масло из поршневой полости 11 по магистрали 16 поступает в штоковую полость 7 гидроцилиндра 1 левого борта, а также в гидравлическую полость гидропневмоаккумулятора 17. Поршень 10 совершает прямой ход, шток 9 втягивается в гидроцилиндр 2. Давление в полости 7 гидроцилиндра 1 растет, и масло давит на поршень 5, который сжимает масло в поршневой полости 6. Масло из поршневой полости 6 по магистрали 13 поступает в штоковую полость 12 гидроцилиндра 2 и в гидравлическую полость гидропневмоаккумулятора 14. Поршень 5 совершает прямой ход, шток 4 втягивается в гидроцилиндр 2. Таким образом, оба штока 9 и 4 втягиваются в гидроцилиндры, при этом кузов (или рама) транспортного средства прижимается к земле.
Двухосная подвеска работает следующим образом. Во время движения транспортного средства, при его повороте налево (см. фиг.7 и 4) появляются сжимающие силы, действующие на штоки гидроцилиндров 19 и 43 (см. фиг.4) правого борта. Давление в полостях 28 и 44 под поршнями растет, в связи с чем масло из полостей 28 и 44 соответственно по магистралям поступает в штоковые полости 33 и 48 гидроцилиндров левого борта, а также в гидравлические полости 32 и 51 гидропневмоаккумуляторов 31 и 46 правого борта. Давление в полостях 33 и 48 гидроцилиндров 18 и 36 растет, и масло давит на поршни, которые сжимают масло в поршневых (их еще называют подпоршневых) полостях 20 и 38. После чего масло из поршневых полостей 20 и 38 по магистралям поступает в штоковые полости 27 и 37 гидроцилиндров 19 и 43 и в гидравлические полости 26 и 41 гидропневмоаккумуляторов 25 и 40. Таким образом, штоки всех гидроцилиндров втягиваются - кузов (или рама) транспортного средства прижимается к земле, расстояние от земли до центра масс уменьшается, опрокидывающий момент уменьшается.
В случае, если клапаны 22, 30, 49 и 50 открыты, то поршневые полости 20, 28, 38 и 44 гидравлически соединены с гидропневмоаккумуляторами 25, 31, 40 и 46, а также со штоковыми полостями 27, 33, 37 и 48. Подвеска выполняет свои функции.
Если клапаны 22, 30, 49 и 50 закрыты, то поршневые полости 20, 28, 38 и 44 изолированы от гидропневмоаккумуляторов 25, 31, 40 и 46, а также изолированы от штоковых полостей 27, 33, 37 и 48. Подвеска не будет выполнять свои функции.
Характеристики дросселей 35, 24, 52 и 53 выбирают так, чтобы эффективно гасить колебания подвески, не допускать резонанса или автоколебаний.
Гидропневмоаккумуляторы в подвеске выполняют функции пружины.
Исследования показали, что для демпфирования колебаний (ухода от резонансов) транспортного средства во время движения целесообразно, чтобы площади проходных сечений (минимальных проходных сечений) дросселей 35 и 24 были отличны по величине, от площади проходных сечений (минимальных проходных сечений) дросселей 52 и 53. Кроме того, целесообразно, чтобы площади проходных сечений (минимальных проходных сечений) дросселей 35 и 24 были различными по величине, а также целесообразно, чтобы площади проходных сечений (минимальных проходных сечений) дросселей 52 и 53 также были различными по величине.
Для демпфирования колебаний также целесообразно, чтобы внутренний объем гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта с гидропневмоаккумулятором подвески колеса левого борта отличался по величине от внутреннего объема гидромагистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта.
Кроме того, для этой же цели необходимо, чтобы внутренний объем гидромагистрали, соединяющей штоковую полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта отличался по величине от внутреннего объема гидромагистрали, соединяющей штоковую полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта с гидропневмоаккумулятором подвески колеса левого борта.
Целесообразно (см. фиг.9 и 1), чтобы площадь проходного сечения магистрали 82 (соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта с гидропневмоаккумулятором подвески колеса левого борта) была больше площади проходного сечения магистрали 81 (соединяющей штоковую полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта).
Целесообразно (см. фиг.9 и 1), чтобы площадь проходного сечения магистрали, соединяющей поршневую полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта была больше площади проходного сечения магистрали, соединяющей штоковую полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта с гидропневмоаккумулятором подвески колеса левого борта.
Кроме того, для предотвращения автоколебательных процессов подвеска должна быть выполнена таким образом, что гидромагистраль, соединяющая гидропневмоаккумулятор подвески колеса левого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта, отличается по протяженности от гидромагистрали, соединяющей гидропневмоаккумулятор подвески колеса правого борта со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта.
Для предотвращения автоколебательных процессов подвеска должна быть выполнена таким образом, что гидромагистраль, соединяющая гидропневмоаккумулятор подвески колеса левого борта с поршневой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта, отличается по протяженности от гидромагистрали, соединяющей гидропневмоаккумулятор подвески колеса правого борта с поршневой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта.
Как правило, при работе подвески краны 54, 55, 56, 57 и 58 закрыты.
При необходимости обеспечить максимальное гашение колебаний подвески при ее работе могут быть открыты краны 54, 55, 56 и 57. Кран 58 закрыт. В этом случае полость 28 гидроцилиндра 19 соединена не только с полость 32 гидропневмоаккумулятора 31, но и с полостями 51, 41, 26 других гидропневмоаккумуляторов.
Компенсация инструментальных погрешностей подвески обеспечивается при заправке рабочей жидкостью поршневых полостей гидроцилиндров. Заправка идет по магистралям через краны 58, 54-57 (см. фиг.3) при открытых клапанах 22 и 30. Клапаны 22 и 30 (а также клапаны 49 и 50) расположены в гидромагистралях таким образом, что с их помощью можно, при необходимости, перекрыть движение жидкости из полостей 20, 28, 38 и 44 (закрыть каждую поршневую полость в момент достижения транспортным средством горизонтального положения).
Снижение ударных нагрузок на шток и в целом на транспортное средство при наезде на препятствие при поворотах и маневрах обеспечивается расположением дросселей 35 и 24, а также 52 и 53 в гидромагистралях. Они не препятствуют движению рабочей жидкости из поршневых полостей 20 и 28, а также 38 и 44 гидроцилиндров в гидропневмоаккумуляторы 25 и 31, а также 40 и 46 (см. фиг.3). Установка дросселей в магистралях, соединяющих штоковые полости одних гидроцилиндров с поршневыми полостями других гидроцилиндров, позволяет демпфировать обратные ходы поршней гидроцилиндров, препятствуя развитию колебательных процессов в подвеске. Это важное отличительное свойство заявленной подвески от прототипа.
Таким образом, обеспечивается достижение технического результата. Достигается повышение устойчивости транспортного средства от опрокидывания за счет: автоматического снижения центра масс во время движения при повороте транспортного средства; максимально точной компенсации инструментальных погрешностей подвески; снижения ударных нагрузок на шток и в целом на транспортное средство при наезде на препятствие при поворотах и маневрах.