ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ МАГНИТНАЯ ПОДВЕСКА
PNEUMATIC MAGNET SUSPENSION

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам виброзащиты.
Известно устройство магнитного амортизатора, описанное в патенте РФ №2298118, МПК F16F 6/00, содержащее цилиндрический корпус, закрытый с обеих сторон крышками, шток, пропущенный в отверстие одной крышки, с поршнем, выполненным в виде круглой магнитной шайбы, имеющей калиброванные сквозные каналы, неподвижную круглую магнитную шайбу, укрепленную на второй крышке, набор круглых магнитных шайб со сквозными калиброванными каналами, размещенными между неподвижной круглой магнитной шайбой и поршнем на некотором расстоянии друг от друга, причем каждая пара круглых магнитных шайб, подвижных и неподвижных, повернута друг к другу своими одноименными полюсами.
К основным недостаткам устройства относится то, что магнитный амортизатор обладает низкой энергоемкостью, способен демпфировать только колебания с малым размахом в силу близкодействия магнитных сил постоянных магнитов, поэтому для амортизации крупногабаритных объектов с большими массами и размахами колебаний его применение затруднительно.
Известно также устройство пневматической подвески, описанное в патенте РФ №2325285, МПК F16F 9/04 (прототип), содержащее резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку с электромагнитным клапаном, управляемым системой управления. Основная рабочая полость и дополнительная емкость установлены между подрессоренной и неподрессоренной массами амортизируемого объекта.
К основным недостаткам устройства относится то, что при амортизации крупногабаритных объектов с большими массами и размахами колебаний при возможных пробоях пневматической подвески динамические воздействия (удары) на амортизируемый объект сопровождаются повышенными перегрузками, что отрицательно сказывается на состоянии амортизируемого объекта, его механизмов, а также сохранности груза и состоянии экипажа, если амортизируемым объектом является транспортное средство.
Задачей предлагаемого изобретения является недопущение пробоев и снижение их вредных воздействий за счет резкого увеличения жесткостных параметров пневматической подвески путем создания дополнительных магнитных сил, действующих вблизи зон пробоя пневматической подвески.
Поставленная задача достигается тем, что в известной пневматической подвеске, содержащей резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, размещенную в цилиндрическом корпусе, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку с электромагнитным клапаном, управляемым системой управления, согласно изобретению внутри основной рабочей полости на крышке и на перегородке размещены оппозитно попарно постоянные магниты, обращенные магнитными полюсами одной полярности друг к другу, на цилиндрическом корпусе основной рабочей полости и на внешней поверхности дополнительной емкости размещены упоры с возможностью соударения на ходе сжатия, причем постоянные магниты установлены таким образом, чтобы при соприкосновении упоров цилиндрического корпуса и упоров дополнительной емкости на ходе сжатия воздушный зазор между магнитными полюсами противоположно расположенных постоянных магнитов имел значение в диапазоне 0-10 мм.
Внутри основной рабочей полости размещена по крайней мере хотя бы одна пара постоянных магнитов.
Система управления клапаном содержит соединенные последовательно преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блок управления силовым ключом, силовой ключ для подключения обмотки электромагнитного клапана к источнику питания.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 представлена предложенная пневматическая подвеска;
- на фиг.2 приведена структурная схема системы управления электромагнитным клапаном.
Пневматическая магнитная подвеска содержит цилиндрический корпус 1, резинокордную оболочку 2 с крышкой 3, образующие основную рабочую полость 4, дополнительную емкость 5, расположенную между ними перегородку 6 с клапанным устройством 7 и систему управления клапаном 8. На цилиндрическом корпусе 1 размещены упоры 9, на внешней поверхности дополнительной емкости 5 размещены упоры 10. Внутри основной рабочей полости 4 на крышке 3 и на перегородке 6 размещены оппозитно попарно постоянные магниты 11 и постоянные магниты 12, обращенные магнитными полюсами одной полярности друг к другу. При возможном соприкосновении упоров 9 и 10 на ходе сжатия воздушный зазор между постоянными магнитами 11 и 12 имеет значение в диапазоне 0-10 мм.
Система управления клапаном содержит соединенные последовательно преобразователь перемещения 13 объекта, формирователь 14 сигнала скорости объекта, блок управления 15 силовым ключом, силовой ключ 16 для подключения обмотки электроклапана 7 к источнику питания.
Пневматическая магнитная подвеска работает следующим образом.
На ходе сжатия пневматической магнитной подвески электроклапан 7 выключен, давление в основной рабочей полости 4 возрастает, давление в дополнительной емкости 5 постоянно, емкости 4 и 5 разъединены. При больших размахах колебаний амортизируемого объекта при соударении упоров 9 и 10 (пробое подвески) на ходе сжатия воздушный зазор между постоянными магнитами 11 и 12 становится минимально возможным и имеет значение в диапазоне 0-10 мм. При этом силы отталкивания между одноименными полюсами постоянных магнитов 11 и 12 имеют наибольшее значение и противодействуют перемещению подвижной части подвески, что эквивалентно резкому увеличению жесткостных свойств подвески в конце хода сжатия.
В начале хода отбоя энергия сжатого газа и энергия магнитного поля системы постоянных магнитов отдается амортизируемому объекту, для снижения жесткостных свойств подвески система управления 8 включает кратковременно электроклапан 7, давление газа в емкостях 4 и 5 выравнивается, что ведет к дополнительному демпфированию колебаний амортизируемого объекта.
Таким образом, предложенная пневматическая магнитная подвеска позволяет при работе снизить вероятность пробоев (ударов) за счет резкого увеличения жесткостных свойств пневматической магнитной подвески в конце хода сжатия путем создания дополнительных магнитных сил, действующих вблизи зоны пробоя пневматической магнитной подвески.
Использование предлагаемой пневматической магнитной подвески позволяет при амортизации крупногабаритных объектов с большими массами и размахами колебаний снизить перегрузки, повысить эффективность и надежность работы амортизированных устройств, в частности в транспортных средствах, повышает плавность хода, улучшает условия работы экипажа и обеспечивает требуемую сохранность спецгрузов при транспортировке.