РЕГУЛИРУЕМАЯ ПОДВЕСКА ХОДОВОЙ ЧАСТИ АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к транспортному машиностроению и может быть использована в транспортных средствах как с зависимой, так и независимой подвеской колес.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является гидропневматическая подвеска транспортного средства, содержащая гидроцилиндр подвески колеса левого борта передней оси и гидроцилиндр подвески колеса правого борта передней оси, гидроцилиндр подвески колеса левого борта задней оси и гидроцилиндр 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 гидроцилиндра подвески колеса левого борта передней оси посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса соединена с гидропневмоаккумулятором (гидравлической полостью гидропневмоаккумулятора) подвески колеса левого борта передней оси и соединена через дроссель посредством гидромагистрали со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта передней оси, а поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта передней оси посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса соединена с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта передней оси и посредством гидромагистрали соединена через дроссель со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта передней оси, и поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта задней оси посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса соединена с гидропневмоаккумулятором (гидравлической полостью гидропневмоаккумулятора) подвески колеса левого борта задней оси и соединена через дроссель посредством гидромагистрали со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта задней оси, а поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта задней оси посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса соединена с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта задней оси и посредством гидромагистрали соединена через дроссель со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта задней оси (патент РФ №2352475, МПК B60G 17/04, опубл. 20.04.2009).
Данная подвеска не обеспечивает автоматического регулирования дорожного просвета автомобиля (положения кузова относительно дорожного покрытия), имеет низкую эффективность гашения колебаний, что отрицательно сказывается на плавности хода автомобиля.
Была поставлена задача повысить эксплуатационные свойства автомобиля за счет улучшения плавности хода, обеспечиваемой автоматическим регулированием дорожного просвета автомобиля, эффективным гашением колебаний.
Поставленная задача решается за счет того, что регулируемая подвеска ходовой части автомобиля, содержащая гидравлические цилиндры двойного действия в количестве, соответствующем числу колес, имеющие поршневые полости и штоковые полости, сформированные с соответствующих сторон тела поршня, при этом поршневые и штоковые полости гидравлических цилиндров, размещенных с одной стороны автомобиля, соединены через демпферное устройство посредством гидромагистрали соответственно со штоковыми и поршневыми полостями гидравлических цилиндров, размещенных на другой стороне автомобиля, а также с гидроаккумулятором, дополнительно снабжена установленными на каждое колесо датчиками вертикального и горизонтального положения кузова автомобиля и обрабатывающим поступающие с вышеуказанных датчиков сигналы электронным блоком управления для дальнейшей выработки им и подачи сигнала на гидравлический распределитель, связанный гидромагистралью с гидравлическими цилиндрами, демпферными устройствами и гидроаккумуляторами, кроме того, подвеска снабжена распределителем контроля высоты, связанным с пультом управления, а гидромагистралью - с поршневыми полостями гидравлических цилиндров, и выполненным в виде двух, содержащих клапаны, правого и левого гидравлических блоков. В частном случае исполнения поршневые и штоковые полости гидравлических цилиндров, размещенных с одной стороны автомобиля, соединены со штоковыми и поршневыми полостями гидравлических цилиндров, размещенных на другой стороне и другом мосту автомобиля, кроме того, гидроаккумуляторы могут быть выполнены в виде цилиндров с поршнем, надпоршневое пространство которых заполнено гидравлическим маслом, а полость под поршнем заполнена газом под давлением, например, азотом.
Существенные признаки, заключающиеся в том, что регулируемая подвеска ходовой части автомобиля дополнительно снабжена установленными на каждое колесо датчиками вертикального и горизонтального положения кузова автомобиля и обрабатывающим поступающие с вышеуказанных датчиков сигналы электронным блоком управления для дальнейшей выработки им и подачи сигнала на гидравлический распределитель, связанный гидромагистралью с гидравлическими цилиндрами, демпферными устройствами и гидроаккумуляторами, позволяют автоматически регулировать дорожный просвет автомобиля, эффективно гасить колебания при езде по неровной поверхности, улучшив тем самым показатели по плавности хода, и, как следствие, повысить эксплуатационные качества автомобиля в целом.
Наличие распределителя контроля высоты, связанного с пультом управления, а гидромагистралью - с поршневыми полостями гидравлических цилиндров, и выполненного в виде двух, содержащих клапаны, правого и левого гидравлических блоков позволяет осуществлять автоматическое регулирование дорожного просвета, улучшить плавность хода автомобиля.
Признаки, заключающиеся в том, что поршневые и штоковые полости гидравлических цилиндров, размещенных с одной стороны автомобиля, соединены со штоковыми и поршневыми полостями гидравлических цилиндров, размещенных на другой стороне и другом мосту автомобиля, позволяют осуществить гидравлическую связь между левой и правой стороной автомобиля, а также между двумя мостами, исключив тем самым образование крена и клевкового эффекта, что положительно влияет на регулировке положения кузова относительно дорожного покрытия и, как следствие, на эксплуатационные свойства автомобиля.
Выполнение гидроаккумуляторов в виде цилиндров с поршнем, надпоршневое пространство которых заполнено гидравлическим маслом, а полость под поршнем заполнена газом под давлением, например, азотом, позволяет повысить упругие свойства подвески, вследствие чего снижаются вертикальные ускорения и динамические нагрузки, передаваемые на несущую конструкцию при движении автомобиля, повышается плавность хода и эксплуатационные характеристики автомобиля в целом.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного технического решения, не обнаружен.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна» и «промышленная применимость».
Заявляемое техническое решение представлено в виде схемы.
Регулируемая подвеска ходовой части автомобиля содержит гидравлические цилиндры 1 двойного действия в количестве, соответствующем числу колес, которые предназначены для нагнетания жидкости в упругие элементы и регулирования высоты положения кузова относительно дорожного покрытия. Гидроцилиндры 1 снабжены поршнем 2, шток 3 которого соединен с нижним рычагом подвески. Гидроцилиндры 1 имеют поршневую полость 4 и штоковую полость 5, сформированные с соответствующих сторон тела поршня. Поршневые и штоковые полости 4 и 5 гидравлических цилиндров, размещенных с одной стороны автомобиля, соединены посредством гидромагистрали 6 через демпферные устройства 7 соответственно со штоковыми и поршневыми полостями 5 и 4 гидравлических цилиндров, размещенных на другой стороне автомобиля, а также с гидроаккумуляторами 8. Гидроаккумуляторы 8 представляет собой цилиндрическую емкость, в которую помещен поршень. Нижняя полость (под поршнем) наполняется газом под давлением, например азотом, а верхняя полость (над поршнем) заполняется гидравлическим маслом. Гидравлическое масло воздействует на поршень, снижая тем самым вертикальные ускорения и динамические нагрузки, передаваемые на несущую конструкцию при движении автомобиля, т.е. гидроаккумулятор 8 является упругим элементом подвески. Гидроаккумуляторы по числу колес крепят к автомобилю с помощью держателей, выполненных в виде металлических кронштейнов с хомутом.
Демпферное устройство 7 выполнено в виде блока, который соединяется с гидроаккумулятором 8 через переходной фитинг, и предназначено для гашения колебаний в системе. Гидравлическое масло от гидравлического цилиндра 1, проходя через калиброванные отверстия демпферного устройства 7, гасит свою энергию, переводя ее в тепло. Демпферные устройства 7 нерегулируемого типа, положение дроссельных отверстий задается при проектировании, исходя из требуемой плавности хода. Блоки демпфирования и гидроаккумуляторы являются унифицированными на все колеса автомобиля.
Подвеска снабжена установленными на каждое колесо датчиками вертикального и горизонтального положения кузова автомобиля, 9 и 10 соответственно, и обрабатывающим поступающие с вышеуказанных датчиков сигналы электронным блоком управления 11 для дальнейшей выработки им и подачи сигнала на гидравлический распределитель 12. Гидравлический распределитель 12 гидромагистралью 6 связан с гидравлическими цилиндрами 1, демпферными устройствами 7 и гидроаккумуляторами 8. Гидравлический распределитель 12 - блок, отвечающий за стабилизацию автомобиля в продольной и поперечной плоскости, предназначен для регулировки подачи гидравлической жидкости в гидроцилиндры на основании управляющего сигнала от блока управления.
За автоматическое регулирование дорожного просвета отвечает распределитель контроля высоты 13, который представляет собой два гидравлических блока, правый и левый, установленные в центральной части рамы симметрично относительно продольной оси автомобиля.
Гидравлический распределитель 12 содержит клапаны 14-22, соединенные гидравлической магистралью 6 со штоковыми полостями 5 гидравлических цилиндров 1. Клапаны 23-34 распределителя контроля высоты 13 гидравлической магистралью 6 соединены с поршневой частью 4 гидравлических цилиндров 1. При подаче с пульта управления электрического сигнала происходит срабатывание соответствующих клапанов и подача масла в гидравлический цилиндр, тем самым регулируется высота автомобиля.
В частном случае исполнения поршневые и штоковые полости 4 и 5 гидравлических цилиндров 1, размещенные с одной стороны автомобиля, соединены со штоковыми и поршневыми полостями 5 и 4 гидравлических цилиндров 1, размещенными на другой стороне и другом мосту автомобиля.
Рабата гидропневматической подвески осуществляется следующим образом.
1. Поднятие левой передней части автомобиля.
Для поднятия левой передней части автомобиля будут активированы следующие клапаны: 27 и 23.
Клапан 27 (пропорциональный редукционный клапан) установлен на высокое давление, пока клапан 23 открыт. Это приводит к тому, что будет добавлено масло в поршневую полость 4 цилиндров первого и второго мостов на левой стороне автомобиля, пока не будет достигнута предполагаемая высота. В результате добавления масла в штоковой полости 5 выделяется масло и компенсируется в соединенных поршневых полостях цилиндров на мостах один-три. Добавление масла в поршневую полость цилиндров слегка влияет на высоту автомобиля в правой стороне. Если достигается предполагаемая высота, все клапаны будут выключены. В результате этого левые цилиндры первого и второго мостов двигаются наружу, а левая передняя часть автомобиля поднимается.
2. Снижение левой стороны автомобиля.
Для снижения левой передней стороны автомобиля будут активированы следующие клапаны: 27, 25, 23.
Клапан 27 (пропорциональный редукционный клапан) установлен на низкое давление, в то время как клапаны 25 и 23 открыты. Это приводит к тому, что выделяется масло в поршневой полости цилиндров на первом и втором мостах с левой стороны автомобиля, пока не будет достигнута предполагаемая высота. В результате вытеснения масла из поршневой полости, в штоковые полости цилиндров необходимо добавить масло и компенсировать с соединенными поршневыми полостями цилиндров на мосту один-три. Добавление масла в поршневые полости данных цилиндров слегка влияет на высоту автомобиля с правой стороны. В результате этого, левый цилиндр первого моста двигается внутрь и левая передняя сторона автомобиля опускается.
3. Поднятие левой стороны автомобиля.
Для поднятия левой стороны автомобиля будут активированы следующие клапаны: 27, 23, 29, 33.
Клапаны 27 и 29 (пропорциональные редукционные клапаны) установлены на высокое давление, притом, что клапаны 23 и 33 открыты. Это приводит к тому, что в поршневые полости цилиндров с левой стороны автомобиля добавляется масло, пока не будет достигнута предполагаемая высота. В результате добавления масла в поршневую полость, масло из этих цилиндров выделится в штоковую полость и будет компенсироваться в соединенных поршневых полостях цилиндров на мостах 1, 2 и 3. Добавление масла в поршневую полость в данных цилиндрах слегка влияет на высоту автомобиля в правой стороне. В результате этого цилиндры в левой части автомобиля двигаются наружу, сама же левая часть автомобиля поднимается.
4. Поднятие автомобиля.
Для поднятия автомобиля будут активированы следующие клапаны: 27, 23, 28, 24, 29, 33, 30, 32.
Клапаны 27, 28, 29 и 30 (пропорциональные редукционные клапаны) установлены на высокое давление, при том, что клапаны 23, 24, 33 и 32 открыты. Это приводит к тому, что к поршневым полостям всех цилиндров автомобиля добавляется масло, пока не будет достигнута предполагаемая высота. Масло выделится в штоковой полости, т.к. размер рабочей поверхности штока меньше, чем размер поверхности поршневой полости. Выделенное масло из штоковой полости будет поглощено поршневой полостью соединенного цилиндра. В результате чего все цилиндры автомобиля будут двигаться наружу, тем самым весь автомобиль поднимется.
5. Поднятие передней части автомобиля и снижение задней части автомобиля.
Для поднятия передней части автомобиля и снижения задней части автомобиля будут активированы следующие клапаны: 27, 23, 28, 24, 29, 31, 33, 30, 34, 32.
Клапаны 27 и 28 (пропорциональные редукционные клапаны) установлены на высокое давление и клапаны 29 и 30 (пропорциональные редукционные клапаны) установлены на низкое давление, притом, что клапаны 23, 24, 31, 33, 34 и 32 открыты. Это приводит к тому, что к поршневой полости цилиндров 1 в передней части автомобиля добавляется масло, пока не будет достигнута предполагаемая высота. В то же самое время выделяется масло в поршневой полости задних цилиндров автомобиля, пока не будет достигнута предполагаемая высота. Масло выделится в штоковой полости цилиндров первого моста автомобиля, т.к. размер штоковой поверхности меньше, чем размер поверхности поршневой полости. Выделенное масло из штоковой полости первого моста будет поглощено поршневой полостью соединенного цилиндра. Масло из штоковой полости второго моста и поршневой полости третьего моста будет выделено в резервуар. В результате этого цилиндры первого и второго мостов будут двигаться наружу, притом, что цилиндры на третьем мосту будут двигаться внутрь. Это приводит к тому, что передняя часть автомобиля поднимается, а задняя часть автомобиля опускается.
6. Поднятие левой стороны автомобиля и снижение правой стороны автомобиля.
Для поднятия левой стороны автомобиля и снижения правой стороны автомобиля будут активированы следующие клапаны: 27, 23, 28, 26, 24, 29, 33, 30, 34, 32.
Клапаны 27 и 29 (пропорциональные редукционные клапаны) установлены на высокое давление и клапаны 28 и 30 (пропорциональные редукционные клапаны) установлены на низкое давление, притом, что клапаны 23, 26, 24, 33, 34 и 32 открыты. Установка на высокое давление клапанов 27 и 29, в сочетании с активацией клапанов 23 и 33, приведет к добавлению масла в поршневые полости цилиндров с левой стороны автомобиля. Также добавляется масло в штоковые полости цилиндров с правой стороны автомобиля. В то же время, установка на низкое давление клапанов 28 и 30, в сочетании с активацией клапанов 26, 24, 34 и 32, приведет к выделению масла в резервуар со штоковой полости цилиндров с левой стороны автомобиля и с поршневой полости цилиндров с правой стороны автомобиля. В результате этого левые цилиндры в автомобиле будут двигаться наружу, а правые цилиндры автомобиля будут двигаться внутрь.
Это приводит к тому, что левая сторона автомобиля поднимается, а правая сторона опустится.
7. Поднятие колеса, переднего левого.
Для поднятия переднего левого колеса будут активированы следующие клапаны: 14, 17, 27, 25, 23, 19, 20, 16.
Клапан 27 (пропорциональный редукционный клапан) установлен на низкое давление, притом, что клапаны 25 и 23 открыты. Это приводит к уменьшению давления в поршневой полости левого цилиндра первого и второго мостов и вытеснению жидкости в резервуар. В то же время клапаны 14, 17 и 15 активированы, тем самым добавляется масло в штоковой полости левого цилиндра первого моста. В результате этого цилиндр двигается внутрь, а левое колесо первого моста поднимается.
8. Поднятие колеса, заднего правого.
Для поднятия колеса, заднего правого, будут активированы следующие клапаны:14, 18, 30, 34, 32, 16.
Клапан 30 (пропорциональный редукционный клапан) установлен на низкое давление, притом, что клапаны 34 и 32 открыты. Это приводит к утечке из поршневой полости правого цилиндра третьего моста в резервуар. В то же самое время, клапаны 14 и 16 активированы, тем самым добавляется масло в штоковую полость правого цилиндра третьего моста. В результате этого цилиндр двигается внутрь, и правое колесо третьего моста поднимается.
9. Режим крутого склона.
Для снижения нагрузки на первый мост будут активированы следующие клапаны: 14, 17, 18.
При активации клапанов 14, 17 и 18 максимальное давление насоса устанавливается в штоковой полости цилиндров обоих мостов, первого и третьего. Это приводит к снижению нагрузки на первый мост и направлению цилиндров третьего моста внутрь. В результате этого автомобиль отклонится назад во время преодоления крутого склона.
Данная подвеска имеет высокие эксплуатационные характеристики, позволяет осуществлять автоматическое регулирование дорожного просвета автомобиля, эффективное гашение колебаний.
Также возможно принудительное изменение дорожного просвета.
Заявляемая регулируемая подвеска ходовой части автомобиля соответствует требованию промышленной применимости и может быть выполнена на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных материалов и технологий.