ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ПОДВЕСКА
AIR 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, описанное в АС №261926, опубл. 13.01.1970 г., 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 устройство пневматической подвески, описанное в Патенте RU №2325568, опубл. 27.05.2008 г., 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 устройство. Клапанное устройство включает направляющий цилиндр, который предназначен для перемещения внутри его полости возвратно-поступательного запорного клапана, выполненного в виде поршня и имеющего с его обеих сторон направляющие магнитопроводящие сердечники, снабженные возвратными пружинами, и крышку клапанного устройства. В верхней части внутри цилиндра и в крышке клапанного устройства установлены обмотки электромагнитов импульсного втяжного действия, внутри которых перемещаются сердечники и установлены пружины. В торце направляющего цилиндра и на крышке клапанного устройства смонтированы эластичные обратные клапаны. Цилиндр имеет осевые отверстия, а в стенке его выполнены осевые каналы, связывающие основную рабочую полость пневматической подвески с полостью цилиндра и перекрываемые запорным клапаном на ходе сжатия. В крышке клапанного устройства выполнены осевые отверстия. В стенке цилиндра выполнены перепускные радиальные отверстия, расположенные в одной плоскости и перекрываемые запорным клапаном на ходе отбоя. Осевые отверстия перекрываются эластичными обратными клапанами.
Основным недостатком устройства является, как и всех клапанов с механическим управлением, заключается в том, что возникающее трение между трубчатым поршнем и цилиндром снижает демпфирующие свойства пневматической подвески, что снижает эффективность работы всего устройства.
∂
Задачей предлагаемого изобретения является повышение демпфирующих свойств пневматической подвески и эффективности работы всего устройства. Снижение амплитуды колебаний амортизируемого объекта (АО) при широком спектре весовых характеристик (M).
Поставленная задача достигается тем, что в известной пневматической подвеске, содержащей резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость и дополнительную полость, установленную соосно и внутри основного рабочего объема, разделенные перегородкой, на которой жестко закреплено клапанное устройство. Клапанное устройство, согласно изобретению, состоит из цилиндра, вдоль оси которого вырезано отверстие, соединяющее полости пневмоамортизатора, внутри, установлен запорный клапан в виде лопатки изготовленной из диэлектрика. Лопатка оснащена разветвленным припоем в виде параллельно расположенных металлических пластин. В области припоя расположен постоянный магнит.
Клапанное устройство управляется системой управления, которая содержит преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блока управления направлением электрического тока в припое лопатки, источника питания.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
- на фиг. 1 представлена предложенная пневматическая подвеска;
- на фиг. 2 представлена пластина клапана с припоем;
на фиг. 3 представлены упругодемпфирующие характеристики пневматической подвески.
Пневматическая подвеска соединенная с источником питания (на черт. не показано) содержит резинокордную оболочку 1 с крышкой 2, образующие основную рабочую полость 3 с объемом Vp и давлением Рр, дополнительную полость 4 с объемом V∂ и давлением Р∂, установленную соосно и внутри основной рабочей полости 3, и расположенную между ними перегородку 5. На перегородке 5 жестко закреплено клапанное устройство 6, выполненное в виде цилиндра. Вдоль оси цилиндра вырезано отверстие, соединяющее полости пневмоамортизатора. Внутри полости цилиндра установлена запорная лопатка 9 толщиной h, изготовленная из диэлектрика. Лопатка оснащена разветвленным припоем 11, в виде параллельно расположенных металлических пластин. В области припоя расположен постоянный SN магнит 7. Система управления клапаном содержит преобразователь перемещения объекта 10, блока управления электроэнергией 8 пластины клапана 9.
Пневматическая подвеска работает следующим образом.
На ходе сжатия пневматической подвески (точка "а" на упругодемпфирующей характеристике, фиг. 3.) преобразованный сигнал с преобразователя перемещения 10, подает на блок управления электроэнергией 8, подающий электрический ток на пластину клапана 9, которая под действием силы Лоренца разделяет основную и дополнительную полости. Давление в рабочем объеме пневматической подвески возрастает и начинается ход отбоя (кривая а-b Фиг. 3) и блок управления электроэнергией подает ток на пластину 9 в обратном направлении (точка "b" Фиг. 3). Клапан переходит в положение «открыто» соединяя основную и дополнительную полости и газ через отверстие переходит из рабочего объема в дополнительный (кривая b-с Фиг. 3). Далее давление в объемах пневматической подвески выравнивается (точка "с" Фиг. 3). В начале хода отбоя преобразованный сигнал с преобразователя перемещения, подается на блок управления электроэнергией 8, подающий электрический ток на пластину клапана 9, которая под действием силы Лоренца разделяет основную и дополнительную полости. На ходе отбоя давление в рабочем объеме пневматической подвески уменьшается (кривая c-d Фиг. 3). Затем начинается очередной ход сжатия (в точке "d" Фиг. 3) и блок управления электроэнергией 8 подает ток на пластину клапана 9 в обратном направлении. Клапан переходит в положение «открыто» соединяя основную и дополнительную полости и газ через отверстия клапана перетекает из дополнительного объема в рабочий объем (кривая d-a Фиг. 3). Давление в объемах выравнивается (точка "а"Фиг. 3).
Площадь петли на упругодемпфирующей характеристике (кривая a-b-c-d-а, Фиг. 3) отражает величину поглощенной энергии пневматической подвеской за один период колебания объекта. Как видно из Фиг. 3, предложенная пневматическая подвеска с электродинамическим клапаном и его система управления удовлетворяют требованиям высокого быстродействия и обеспечивают быстрое выравнивание давлений в емкостях подвески в начале каждого хода сжатия и отбоя, исключают аккумулирование энергии как в рабочей полости 3, так и дополнительной емкости 4, уменьшают относительные ходы амортизируемого объекта.
Таким образом, предложенная пневматическая подвеска позволяет повысить демпфирующие свойства и эффективность работы.