ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ
PNEUMATIC FLEXIBLE ELEMENT

Изобретение относится к амортизационным устройствам, в частности 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.
Известен также пневматический упругий элемент, описанный в заявке на выдачу патента на изобретение №2006130608 РФ, М.кл. F16F 9/04, опубликованной 27.02.2008 г. (прототип), содержащий резинокордную оболочку, рабочую и дополнительную емкости и расположенную между ними перегородку с калиброванным отверстием и с отверстиями, перекрываемыми свободно лежащей диафрагмой при ходе отдачи, рабочая и дополнительная емкости заключены в нижний цилиндрический стакан с отверстием на верхнем торце стакана, а на верхнем торце дополнительной емкости соосно последней установлен вспомогательный упругий элемент, содержащий вспомогательную резинокордную оболочку, вспомогательные рабочую и дополнительную емкости и расположенную между ними вспомогательную перегородку с калиброванным отверстием и с отверстиями, перекрываемыми свободно висящей диафрагмой при ходе сжатия, кроме того, вспомогательная рабочая емкость помещена в верхний цилиндрический стакан, жестко закрепленный на верхнем торце нижнего цилиндрического стакана, причем вспомогательная дополнительная емкость расположена в отверстии верхнего торца нижнего цилиндрического стакана. Дополнительная емкость жестко соединена своим верхним торцом с основанием вспомогательной дополнительной емкости и со стойками, проходящими через направляющие отверстия верхнего торца нижнего цилиндрического стакана и связывающими амортизируемый объект с пневматическим упругим элементом.
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.
Задача изобретения состоит в увеличении демпфирующих свойств пневматического упругого элемента.
Поставленная задача достигается тем, что в известном пневматическом упругом элементе, содержащем резинокордную оболочку, рабочую и дополнительную емкости и расположенную между ними перегородку, причем рабочая и дополнительная емкости заключены в нижний цилиндрический стакан с отверстием на верхнем торце стакана, а на верхнем торце дополнительной емкости соосно последней установлен вспомогательный упругий элемент, содержащий вспомогательную резинокордную оболочку, вспомогательные рабочую и дополнительную емкости и расположенную между ними вспомогательную перегородку, вспомогательная рабочая емкость помещена в верхний цилиндрический стакан, жестко закрепленный на верхнем торце нижнего цилиндрического стакана, вспомогательная дополнительная емкость расположена в отверстии верхнего торца нижнего цилиндрического стакана, причем дополнительная емкость жестко соединена своим верхним торцом с основанием вспомогательной дополнительной емкости и со стойками, проходящими через направляющие отверстия верхнего торца нижнего цилиндрического стакана и связывающими амортизируемый объект с пневматическим упругим элементом, согласно изобретению на перегородке жестко закреплен первый цилиндр с центральным осевым отверстием, внутри полости первого цилиндра установлен первый запорный электромагнитный клапан, перекрываемый на ходе отбоя, а на вспомогательной перегородке жестко закреплен второй цилиндр с центральным осевым отверстием, внутри полости второго цилиндра установлен второй запорный электромагнитный клапан, перекрываемый на ходе сжатия, причем оба запорных электромагнитных клапана подключены к системе управления клапанами.
Система управления клапанами содержит преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блок разделения управления, блоки управления ключами, силовые ключи для подключения обмоток электромагнитов запорных клапанов 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 силовыми ключами, а выходы этих блоков соединены с управляющими входами силовых ключей.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
- на фиг.1 представлена конструктивная схема предлагаемого пневматического упругого элемента;
- на фиг.2 представлена система управления электроклапанами пневматического упругого элемента.
Пневматический упругий элемент (Фиг.1) содержит резинокордную оболочку 1, рабочую 2 и дополнительную 3 емкости, расположенную между ними перегородку 4, на которой жестко закреплен первый цилиндр 5 с центральным осевым отверстием, внутри полости первого цилиндра 5 установлен первый запорный электромагнитный клапан 6. Рабочая 2 и дополнительная 3 емкости образуют основной упругий элемент 7 и заключены в нижний цилиндрический стакан 8 с отверстием 9 на верхнем торце 10 стакана, а на верхнем торце 11 дополнительной емкости 3 соосно последней установлен вспомогательный упругий элемент 12, содержащий вспомогательную резинокордную оболочку 13, вспомогательную рабочую емкость 14, вспомогательную дополнительную емкость 15 и расположенную между ними вспомогательную перегородку 16, на которой жестко закреплен второй цилиндр 17 с центральным осевым отверстием, внутри полости второго цилиндра 17 установлен второй запорный электромагнитный клапан 18. Вспомогательная рабочая емкость 14 помещена в верхний цилиндрический стакан 19, жестко закрепленный на верхнем торце 10 нижнего цилиндрического стакана 8, причем вспомогательная дополнительная емкость 15 расположена в отверстии 9 верхнего торца 10 нижнего цилиндрического стакана 8.
Дополнительная емкость 3 жестко соединена своим верхним торцом 11 с основанием 19 вспомогательной дополнительной емкости 15 и со стойками 20, проходящими через направляющие отверстия 21 верхнего торца 10 нижнего цилиндрического стакана 8 и связывающими амортизируемый объект с пневматическим упругим элементом.
Таким образом, предлагаемый пневматический упругий элемент является составным и включает в себя два упругих элемента: основной упругий элемент 7 с рабочей емкостью 2 и дополнительной емкостью 3 и вспомогательный упругий элемент 12 со вспомогательной рабочей емкостью 14 и вспомогательной дополнительной емкостью 15. Оба упругих элемента связаны друг с другом за счет жесткого соединения верхнего торца 11 дополнительной емкости 3 с основанием 19 вспомогательной дополнительной емкости 15. В свою очередь, каждый упругий элемент снабжен своим демпфирующим устройством, состоящим из своего запорного электромагнитного клапана, управляемых системой управления 22 клапанами.
Система управления 22 клапанами (Фиг.2) содержит преобразователь перемещения 23 объекта, формирователь 24 сигнала скорости объекта, блок разделения управления 25, блоки управления ключами 26 и 27, силовые ключи 28 и 29 для подключения соответственно обмоток электромагнитов запорных клапанов 6 и 18 к источнику питания, причем преобразователь перемещения 23 объекта соединен с формирователем сигнала скорости 24 объекта, который соединен с блоком разделения управления 25, его выходы соединены с входами блоков управления 26 и 27 силовыми ключами 28 и 29, а выходы блоков 26 и 27 соединены с управляющими входами силовых ключей 28 и 29.
Пневматический упругий элемент работает следующим образом.
При перемещении амортизируемого объекта вниз в процессе его колебательного движения осуществляется ход сжатия для основного упругого элемента 7, при этом система управления 22 клапанами включает клапан 6 и давление в емкостях 2 и 3 основного упругого элемента 7 изменяется одинаково. Одновременно происходит ход отбоя для вспомогательного упругого элемента 12, при этом система управления 22 клапанами выключает клапан 18. Вспомогательный упругий элемент 12 работает лишь с объемом полости 14.
При перемещении амортизируемого объекта вверх в процессе его колебательного движения осуществляется ход отбоя для основного упругого элемента 7, при этом система управления 22 клапанами выключает клапан 6. Основной упругий элемент 7 работает лишь с объемом емкости 2. Одновременно происходит ход сжатия для вспомогательного упругого элемента 12, при этом в начале хода сжатия система управления 22 клапанами включает клапан 18 и давление между емкостями 14 и 15 выравнивается и в процессе хода сжатия изменяется одинаково.
При следующем перемещении вниз амортизируемого объекта в начале хода сжатия в основном упругом элементе 7 система управления 22 клапанами включает клапан 6 и давление в емкостях 2 и 3 основного упругого элемента 7 выравнивается и далее изменяется одинаково, а для вспомогательного упругого элемента 12 происходит ход отбоя и при этом система управления 22 клапанами выключает клапан 18. Вспомогательный упругий элемент 12 работает лишь с объемом полости 14.
Система управления 22 клапанами работает следующим образом. Преобразователь перемещения 23 объекта формирует сигнал, пропорциональный перемещению амортизируемого объекта. В зависимости от него формирователь 24 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 25 при сигнале положительной полярности включает блок управления ключом 26, который подает сигнал на силовой ключ 28, подключающий обмотку электромагнита запорного клапана 6 к источнику питания. При этом электромагнитный запорный клапан 6 открывается и соединяет емкости 2 и 3 основного упругого элемента 7.
Блок разделения управления 25 при сигнале отрицательной полярности включает блок управления ключом 27, который подает сигнал на силовой ключ 29, подключающий обмотку электромагнита запорного клапана 18 к источнику питания. При этом электромагнитный запорный клапан 18 открывается и соединяет емкости 14 и 15 вспомогательного упругого элемента 12.
Предлагаемый пневматический упругий элемент обеспечивает увеличение демпфирующих свойств при высокочастотных составляющих внешнего воздействия с малыми амплитудами за счет введения в конструкцию запорных клапанов с электронным управлением.