ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к амортизационным устройствам с использованием газа в камерах с эластичными стенками.
Известно устройство пневматической подвески (а.с. №842295, М. кл. F16F 9/04), 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 цилиндрическое устройство со штоком. Клапанное устройство приводится в действие штоком при непосредственном воздействии на него крышки, жестко перемещающейся вместе с амортизируемым объектом. В перегородке расположено калиброванное отверстие для перетекания газа в процессе работы. Основной и дополнительный упругие элементы пневматической подвески установлены между подрессоренной и неподрессоренной массами амортизируемого объекта.
Основным недостатком устройства является нестабильность демпфирующих свойств подвески и низкая эффективность диссипации энергии колебаний объекта.
Известно также устройство пневматического упругого элемента, описанное в патенте на изобретение №2413103 РФ, М. кл. F16F 9/04, опубл. 27.02.2011 (прототип), содержащее основной упругой элемент, состоящий из резинокордной оболочки, рабочей и дополнительной емкостей и расположенной между ними перегородки с калиброванным отверстием и с отверстиями, перекрываемыми свободно лежащей диафрагмой при ходе отдачи, а также вспомогательный упругий элемент, состоящий из вспомогательной резинокордной оболочки, вспомогательной рабочей и дополнительной емкостей и расположенной между ними вспомогательной перегородки с калиброванным отверстием и с отверстиями, перекрываемыми свободно висящей диафрагмой при ходе сжатия, причем рабочие емкости основного и вспомогательного упругих элементов заключены во внешний неподвижный цилиндрический стакан, внутри которого располагается внутренний подвижный цилиндрический стакан, служащий общей дополнительной емкостью основного и вспомогательного упругих элементов, причем в центральной части внешнего неподвижного цилиндрического стакана выполнен ряд направляющих пазов, через которые амортизируемый объект жестко связан Г-образными стойками с внутренним подвижным цилиндрическим стаканом.
Основным недостатком устройства являются низкие демпфирующие свойства при высокочастотных составляющих внешнего воздействия с малыми амплитудами из-за использования диафрагм в обратных клапанах пневматического упругого элемента.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение демпфирующих свойств пневматического упругого элемента.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном пневматическом упругом элементе, на перегородке между рабочей и дополнительной емкостями основного упругого элемента устанавливается первый электроклапан, перекрываемый на ходе отбоя, а на вспомогательной перегородке между рабочей и дополнительной емкостями вспомогательного упругого элемента устанавливается второй электроклапан, перекрываемый на ходе сжатия, причем оба запорных электромагнитных клапана подключены к системе управления.
Система управления содержит преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блок разделения управления, блоки управления электроклапанами, силовые ключи для подключения электроклапанов к источнику питания, причем преобразователь перемещения объекта соединен с формирователем сигнала скорости объекта, который соединен с блоком разделения управления, его выходы соединены с входами блоков управления электроклапанами, а выходы этих блоков соединены с управляющими входами силовых ключей.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
- на фиг. 1 представлен предложенный пневматический упругий элемент;
- на фиг. 2 приведена структурная схема системы управления.
Пневматический упругий элемент содержит резинокордную оболочку 1, рабочую 2 и дополнительную 3 емкости, расположенную между ними перегородку 4 с электроклапаном 5. Рабочая 2 и дополнительная 3 емкости образуют основной упругий элемент 6 и заключены во внешний неподвижный цилиндрический стакан 7. Дополнительная емкость 3 выполнена в виде цилиндрического стакана 8, расположенного внутри внешнего неподвижного цилиндрического стакана 7.
В верхней части внешнего неподвижного цилиндрического стакана 7 установлен вспомогательный упругий элемент 11, содержащий вспомогательную резинокордную оболочку 12, вспомогательную рабочую емкость 13, дополнительную емкость 3, являющуюся общей для основного 6 и вспомогательного 11 упругих элементов, и расположенную между ними вспомогательную перегородку 14 с установленным на ней дополнительным электроклапаном 9.
Внешний неподвижный цилиндрический стакан 7 имеет в центральной части направляющие пазы 15, через которые амортизируемый объект жестко связан Г-образными стойками 16 с центральной частью дополнительной емкости 3.
Предлагаемый пневматический упругий элемент является составным и включает в себя два упругих элемента: основной упругий элемент 6 и вспомогательный упругий элемент 11. Оба упругих элемента связаны друг с другом за счет общей дополнительной емкости 3. В свою очередь, каждый упругий элемент снабжен своим демпфирующим устройством, состоящим из своего электроклапана, управляемых системой управления 10. При этом усилия от основного и вспомогательного упругих элементов направлены в противоположные стороны.
Система управления 10 содержит преобразователь перемещения 17 объекта, формирователь 18 сигнала скорости объекта, блок разделения управления 19, блоки управления 20 и 22 электроклапанами, силовые ключи 21 и 23 для подключения соответственно электроклапанов 5 и 9 к источнику питания, причем преобразователь перемещения 17 объекта соединен с формирователем сигнала скорости 18 объекта, который соединен с блоком разделения управления 19, его выходы соединены с входами блоков управления 20 и 22 электроклапанами, а выходы блоков 20 и 22 соединены с управляющими входами силовых ключей 21 и 23.
Пневматический упругий элемент работает следующим образом.
При перемещении амортизируемого объекта вниз в процессе его колебательного движения осуществляется ход сжатия для основного упругого элемента 6, при этом система управления 10 включает клапан 5 и давление в емкостях 2 и 3 основного упругого элемента 6 изменяется одинаково. Одновременно происходит ход отбоя для вспомогательного упругого элемента 11, при этом система управления 10 выключает клапан 9. Вспомогательный упругий элемент 11 работает лишь с объемом полости 13.
При перемещении амортизируемого объекта вверх в процессе его колебательного движения осуществляется ход отбоя для основного упругого элемента 6, при этом система управления 10 выключает клапан 5. Основной упругий элемент 6 работает лишь с объемом полости 2. Одновременно происходит ход сжатия для вспомогательного упругого элемента 11, при этом в начале хода сжатия система управления 10 включает клапан 9 и давление между емкостями 13 и 3 выравнивается и в процессе хода сжатия изменяется одинаково.
При следующем перемещении вниз амортизируемого объекта в начале хода сжатия в основном упругом элементе 6 система управления 10 включает клапан 5 и давление в емкостях 2 и 3 основного упругого элемента 6 выравнивается и далее изменяется одинаково, а для вспомогательного упругого элемента 11 происходит ход отбоя и при этом система управления 10 выключает клапан 9. Вспомогательный упругий элемент 11 работает лишь с объемом полости 13.
Система управления 10 клапанами работает следующим образом. Преобразователь перемещения 17 объекта формирует сигнал, пропорциональный перемещению амортизируемого объекта. В зависимости от него формирователь 18 сигнала скорости объекта выдает двуполярный сигнал, полярность которого определяется текущим процессом в подвеске: при ходе сжатия выдается сигнал положительной полярности, при ходе отбоя выдается сигнал отрицательной полярности. Блок разделения управления 19 при сигнале положительной полярности включает блок управления 20 электроклапаном 5, который подает сигнал на силовой ключ 21, подключающий электроклапан 5 к источнику питания. При этом электроклапан 5 открывается и соединяет емкости 2 и 3 основного упругого элемента 6.
Блок разделения управления 19 при сигнале отрицательной полярности включает блок управления 22 электроклапаном 9, который подает сигнал на силовой ключ 23, подключающий электроклапан 9 к источнику питания. При этом электроклапан 9 открывается и соединяет емкости 13 и 3 вспомогательного упругого элемента 11.
Предлагаемый пневматический упругий элемент обеспечивает увеличение демпфирующих свойств при высокочастотных составляющих внешнего воздействия с малыми амплитудами за счет введения в конструкцию электроклапанов с электронным управлением.