ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ПОДВЕСКА
AIR SUSPENSION

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к конструкции гибких элементов машин и может быть использовано в пневматических подвесках легкового и грузового транспорта.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемой пневматической подвеске является пневматическая подвеска (патент RU 2044661, B60G 11/26, опубл. 27.09.95), содержащая гибкую оболочку, амортизатор, полый поршень, фланец и кольцо.
Недостатком известной пневматической подвески является ее недостаточный ресурс и невысокая надежность при работе в течение длительного времени, особенно в условиях загрязнения средними и крупными частицами (грязь, песок), вызывающими истирание гибкой оболочки о жесткую поверхность поршня и последующую потерю прочности и герметичности пневматической подвески.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности и ресурса пневматической подвески, а также сокращение влияния производства на окружающую среду.
Технический результат достигается за счет того, что наружная поверхность поршня пневматической подвески имеет неметаллическую вставку в области контакта поршня с эластичным гофром гибкой оболочки, имеющую малый коэффициент трения с материалом гибкой оболочки.
Сущность заявленного технического решения поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - общий вид пневматической подвески:
(а) - без неметаллической вставки,
(б) - с неметаллической вставкой;
фиг. 2 - работа пневматической подвески:
(а) - при перемещении отбоя,
(б) - в номинальном положении,
(в) - и при перемещении сжатия;
фиг. 3 - область контакта эластичного гофра и поршня пневматической подвески:
(а) - в номинальном положении,
(б) - при перемещении сжатия.
Заявленная пневматическая подвеска (фиг. 1б) содержит гибкую оболочку с сжатым газом, состоящую из эластичного гофра 1 с гибкой стенкой, установленную на посадочные поверхности поршня 2 и крышки 3, при этом наружная поверхность поршня 2 имеет неметаллическую вставку 4 в области контакта поршня 2 с эластичным гофром 1 гибкой оболочки.
Заявленная пневматическая подвеска работает следующим образом.
В процессе работы пневматической подвески периодически действующие внешние силы перемещают крышку 3 относительно поршня 2, тем самым растягивая гибкую оболочку с сжатым газом (отбой) или сжимая ее. При этом эластичный гофр 1 перемещается вверх или вниз относительно поршня 2 (фиг. 2а и 2в), что изменяет площадь контакта между эластичным гофром 1 гибкой оболочки и поршнем 2. Периодическое изменение площади контакта эквивалентно перекатыванию эластичного гофра 1 на некоторую величину n аналогично прокатыванию автомобильной шины по дорожному покрытию. При многократном перекатывании гибкой оболочки (на современном уровне развития техники - от нескольких десятков тысяч циклов-перемещений) суммарная величина перекатывания эквивалентна «прохождению» эластичным гофром 1 сравнительно большого расстояния. Аналогично перекатыванию автомобильной шины происходит истирание (износ) эластичного гофра 1 в процессе его перекатывания по поршню 2, обусловленное силами трения при перекатывании. В условиях загрязнения средними и крупными частицами (грязь, песок) износ происходит более интенсивно за счет увеличения трения. Кроме того, при большой скорости перемещения крышки 3 происходит не только перекатывание, но и проскальзывание эластичного гофра 1 по поршню 2, что дополнительно повышает истирание резины эластичного гофра 1, поскольку трение скольжения превышает трение качения.
Заявленное техническое решение сокращает влияние описанных негативных факторов - величины перекатывания гибкой оболочки и влияния сил трения за счет неметаллической вставки 4 в области контакта поршня 2 с эластичным гофром 1 гибкой оболочки. Неметаллическая вставка 4 выполнена из материала, имеющего малый коэффициент трения с материалом эластичного гофра 1, и износ эластичного гофра 1 гибкой оболочки сокращается за счет сокращения влияния сил трения на эластичный гофр 1, что повышает надежность и увеличивает ресурс пневматической подвески в целом.
Неметаллическая вставка 4 может быть изготовлена в двух вариантах.
В первом варианте неметаллическая вставка 4 выполнена из мягкого материала, к примеру из пористой резины, и деформируется при перекатывании эластичного гофра 1 на некоторую величину k за счет сил трения между эластичным гофром 1 и неметаллической вставкой 4 (фиг. 3б). Таким образом, величина перекатывания n эластичного гофра 1 относительно поверхности поршня 2 сокращается на величину k и при многократном деформировании сокращение суммарной величины перекатывания оказывается сравнительно велико, что сокращает износ эластичного гофра 1, повышая надежность и увеличивая ресурс гибкой оболочки и заявляемой пневматической подвески в целом. Попавшие на эластичный гофр 1 гибкой оболочки средние и крупные частицы (грязь, песок) вдавливаются в мягкий материал неметаллической вставки 4, что сокращает трение эластичного гофра 1 по неметаллической вставке 1 и, тем самым, дополнительно повышает надежность и увеличивает ресурс заявляемой пневматической подвески. Деформирование неметаллической вставки на величину k в направлении деформирования эластичного гофра 1 также сокращает воздействие на эластичный гофр 1 сил трения скольжения, что дополнительно повышает надежность и увеличивает ресурс заявляемой пневматической подвески.
Во втором варианте неметаллическая вставка 4 выполнена из материала, имеющего малый коэффициент трения с материалом эластичного гофра 1, и износ эластичного гофра 1 и гибкой оболочки в целом сокращается за счет сокращения влияния сил трения на эластичный гофр 1, что повышает надежность и увеличивает ресурс пневматической подвески в целом.
В качестве материала неметаллической вставки 4 могут быть использованы отходы производства, к примеру, резинотехнического и нефтехимического, что снижает объем отходов производства и сокращает влияние производства на окружающую среду.