ES2212637T3 - Sistema de suspension hidroneumatica. - Google Patents
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Abstract
Sistema de suspensión hidroneumática para vehícu los automóviles, que comprende al menos un grupo de apoyo hidroneumático que consta sustancialmente de al menos un cilindro de suspensión hidroneumática (3, 4, 5, 6) que presenta recintos superiores (11, 12, 23, 24) e inferiores (9, 46, 47, 48) de cilindro de suspensión, al menos un acumulador de presión hidroneumático (16, 43, 44, 45) y al menos una válvula de amortiguación (17, 27, 28, 29), y una regulación de nivel cooperante con dicho grupo de apoyo, que, en función de la posición de elevación de las ruedas, introduce medio hidráulico del acumulador de presión hidroneumático (16, 43, 44, 45) en los cilindros de suspensión hidroneumática (3, 4, 5, 6) o bien evacua medio hidráulico de los cilindros de suspensión hidroneumática (3, 4, 5, 6) hacia los acumuladores de presión (16, 43, 44, 45), pudiendo materializar los cilindros de suspensión hidroneumática (3, 4, 5, 6) las funciones de suspensión, regulación de nivel y estabilización del balanceo, caracterizado porque los recintos superiores (11, 12, 23, 24) de los cilindros de suspensión se emplean para la suspensión hidroneumática y la regulación del nivel, y los recintos inferiores (9, 46, 47, 48) de los cilindros de suspensión se emplean para la estabilización del balanceo.
Description
Sistema de suspensión hidroneumática.
La invención concierne a un sistema de suspensión
hidroneumática para vehículos automóviles de la clase definida con
más detalle en el preámbulo de la reivindicación 1.
Tales sistemas son conocidos por los documentos
DE 195 21 747 A1, FR 2 761 008 A1 y DE 40 03 493 A1.
Los sistemas de suspensión hidroneumática ofrecen
ventajas decisivas en cuanto a robustez, comodidad de la suspensión
y capacidad de regulación rápida y sencilla. No obstante, la
característica depende del estado de carga en alto grado. Un
sistema de suspensión hidroneumática convencional consta de los
elementos básicos constituidos por acumuladores de presión de gas,
cilindros hidráulicos y tuberías de presión de aceite que los unen.
En lugar de los muelles laminares, neumáticos o helicoidales
normales se han incorporado cilindros neumáticos entre el eje y el
bastidor. Estos están unidos con acumuladores de presión de gas a
través de tuberías. El gas en cada acumulador de presión sirve de
muelle y la columna de aceite en el sistema de tuberías sirve de
medio de transmisión de las fuerzas del muelle de gas a los
cilindros hidráulicos. La amortiguación se efectúa en la zona de la
columna de aceite con ayuda de dispositivos correspondientes en la
dirección de contracción y expansión de la suspensión.
En el documento DE 40 03 493 A1 se describe un
sistema de suspensión hidroneumática con grupos de apoyo
hidroneumáticos asociados a las ruedas del vehículo y una regulación
de nivel cooperante con éstos, cuyo sistema, en función de la
posición de elevación de las ruedas, introduce medio hidráulico de
un depósito en los grupos de apoyo o bien evacua medio hidráulico de
los grupos de apoyo hacia el depósito.
Para mantener pequeña la demanda de potencia del
sistema se dispone entre los órganos de apoyo un sistema activo de
derivación y transporte que, en función de la posición de elevación
y/o los momentos de cabeceo o balanceo que actúan sobre el
vehículo, permite que se desplace medio hidráulico, esquivando el
depósito, entre grupos de apoyo opuestos uno a otro con respecto al
eje longitudinal y/o al eje transversal del vehículo. Por tanto, en
este sistema de suspensión hidroneumática se desplaza el medio
hidráulico directamente entre los grupos de apoyo de diferentes
lados del vehículo o entre los grupos de apoyo delanteros y
traseros para elevar un lado del vehículo con descenso simultáneo
del otro lado del mismo o bien para mover la parte delantera del
vehículo de manera correspondiente en sentido contrario a la parte
trasera del vehículo.
En el estado de la técnica como el que se ha
descrito en el documento DE 40 03 493 A1 tiene una repercusión
desventajosa sobre todo el hecho de que con los mismos recintos
cilíndricos se deberán materializar tanto la suspensión
hidroneumática como la estabilización contra balanceo. De este modo,
no está disponible para la suspensión hidroneumática toda la
superficie de los pistones, sino solamente la superficie en el lado
del vástago de pistón. Además, se necesitan actuadores adicionales
para materializar la compensación del balanceo.
La presente invención se basa en el problema de
presentar un sistema de suspensión hidroneumática que pueda mostrar
las funciones de suspensión, estabilización del balanceo y
regulación de nivel sin una unidad de regulación y actuadores
adicionales, junto con, al mismo tiempo, una diversidad de piezas
reducida.
El problema que sirve de base a la invención se
resuelve con un sistema de suspensión hidroneumática del género
expuesto que presenta también las particularidades caracterizantes
de la reivindicación principal.
Debido a la separación de espacios cilíndricos de
suspensión y de estabilización del balanceo y debido a la
integración simultánea de los actuadores de estabilización del
balanceo en los cilindros de suspensión se pueden reducir
claramente los componentes en número y tamaño. Además, se puede
prescindir de un técnica de regulación complicada. Otra ventaja
consiste en que, debido al descenso del lado interior del vehículo
para la estabilización del balanceo, se reduce la aceleración
transversal, se hace descender el centro de gravedad del vehículo
y, por tanto, se mejora la posición del vehículo sobre la
calzada.
La solución según la invención se puede
materializar en al menos cuatro variantes de construcción. En una
primera variante de construcción están separadas las alimentaciones
de presión de la suspensión y de la regulación de nivel, mientras
que éstas son alimentadas desde una bomba central en un segundo
ejemplo de ejecución. La tercera y la cuarta formas de ejecución
muestran sistemas separados para el eje delantero y el eje trasero,
en los que los ejes pueden ser regulados independientemente uno de
otro.
Ejecuciones ventajosas y convenientes de la
invención están indicadas en las reivindicaciones subordinadas.
Se describe seguidamente el principio de la
presente invención con referencia a los dibujos de diferentes
ejemplos de ejecución de la misma. Muestran:
la figura 1, un primer ejemplo de ejecución de un
sistema de suspensión hidroneumática para un vehículo automóvil de
dos ejes con alimentación de presión separada para la suspensión y
la regulación de nivel;
la figura 2, un segundo ejemplo de ejecución de
un sistema de suspensión hidroneumática, en el que la suspensión y
la regulación de nivel son alimentadas por una bomba central;
la figura 3, otro ejemplo de ejecución de un
sistema de suspensión hidroneumática, en el que el eje delantero
puede ser regulado con independencia del eje trasero; y
la figura 4, una variante simplificada de un
sistema de suspensión hidroneumática, en el que mediante una
reducción de la diversidad de piezas se reduce también la
diversidad de funciones.
En la figura 1 se representa como una primera
forma de ejecución ventajosa de la invención el sistema total de un
vehículo de dos ejes. El eje delantero 1 presenta, al igual que el
eje trasero 2, un sistema de suspensión hidroneumática constituido
por dos unidades de pistón-cilindro, cada una con
dos cámaras, denominadas seguidamente cilindros de suspensión. Los
cilindros de suspensión 3 y 4 del eje delantero 1 y los cilindros
de suspensión 5 y 6 del eje trasero 2 son de la misma construcción
y están dimensionados de conformidad con la respectiva carga por
eje. Se explica el funcionamiento de los cilindros de suspensión 3,
4, 5, 6 con ayuda del cilindro de suspensión 6 del eje trasero 2.
El vástago de pistón 7 está unido con el eje trasero 2 a través de
una articulación 8. En el recinto inferior 9 del cilindro de
suspensión actúa la presión de mando del sistema de estabilización
del balanceo. Por encima del pistón 10 actúa en el recinto superior
11 del cilindro de suspensión la presión del sistema de suspensión
y de regulación de nivel. El recinto superior 11 del cilindro de
suspensión está unido, a través de una tubería 13, con el
correspondiente recinto superior 12 del cilindro de suspensión
opuesto 5 del eje trasero 2. En la tubería 13 está dispuesta una
válvula de conmutación 14 que está abierta cuando se encuentra
activa la estabilización del balanceo.
Al presentarse un fallo en el sistema de
estabilización del balanceo se controla la válvula de conmutación
14, por motivos de seguridad, hasta dejarla sin corriente y con
ello se alcanza la posición de cierre. En este caso, se conmuta
también la válvula de mando 15 para dejarla sin corriente y se la
lleva a la posición abierta neutra mediante un centrado mecánico
integrado. En esta situación los recintos superiores 11 y 12 de los
cilindros de suspensión están separados uno de otro y actúan así
como un estabilizador. Entre el recinto superior 11 del cilindro de
suspensión y un acumulador de presión 16 está dispuesta una válvula
de amortiguación 17 que regula la amortiguación del proceso de
suspensión, con intensidad adaptada en cada caso, a través de los
dos dispositivos de estrangulación 18 y 19 que actúan en
direcciones diferentes. La regulación de nivel se efectúa variando
el volumen de aceite en la hidráulica de suspensión. A este fin, se
bombea aceite a través de las válvulas de conmutación 25 y 26 por
medio de una bomba 20 que, a través de una válvula divisora de
corriente 21 y una válvula de mando 22, envía aceite al sistema de
suspensión, es decir, a los recintos superiores 11, 12, 23, 24 de
los cilindros de suspensión. Según la carga por eje, se pueden
alimentar presiones diferentes a los recintos superiores 23 y 24 de
los cilindros de suspensión del eje delantero 1 a través de la
válvula de conmutación 25 y a los recintos superiores 11 y 12 de
los cilindros de suspensión del eje trasero 2 a través de la válvula
de conmutación 26. Las válvulas de conmutación 25 y 26 se conectan
alternativamente para el llenado y vaciado de los recintos 11, 12,
23 y 24 de los cilindros de suspensión.
En una variante funcional ampliada las válvulas
de amortiguación 17, 27, 28, 29 están ejecutadas en forma
controlable. Así, se puede variar también en función de la carga
por eje la característica de amortiguación de los cilindros de
suspensión 3, 4, 5 y 6, por ejemplo mediante una influenciación de
fuerza electromagnética de los dispositivos de estrangulación 18,
19, 30 y 31, así como 32, 33, 34 y 35.
En el sistema de suspensión hidroneumática
representado en la figura 2 la alimentación con aceite del sistema
total, constituido por la suspensión, la regulación de nivel y la
estabilización del balanceo, es efectuada exclusivamente por una
bomba 37.
Además, se necesita una válvula 36 que, en
posición abierta, alimenta la estabilización del balanceo y, en
posición cerrada, controla la regulación de nivel, para lo cual se
activan las válvulas de conmutación 25 y 26. La válvula divisora de
corriente 21, la válvula de mando 22 y la bomba 20, que están
representadas en el sistema de suspensión hidroneumática según la
figura 1, no se necesitan en esta disposición. La bomba 37 de gran
potencia, tal como la que se necesita para la estabilización del
balanceo, ofrece la ventaja adicional de que la regulación de nivel
puede completarse en un tiempo muy breve mientras se encuentra
parado el vehículo. Empleando una bomba central 37 para todas las
funciones, ésta tiene que ser ciertamente de dimensiones algo
mayores, pero se puede prescindir así de una bomba y un recipiente
de aceite.
En la forma de ejecución de la invención
representada en la figura 3 la diferencia esencial con respecto a
la figura 2 consiste en la división del sistema total en dos
sistemas independientes uno de otro para el eje delantero 1 y el
eje trasero 2. Por tanto, cada eje puede ser regulado
independientemente y, a pesar de un mismo tamaño de los cilindros
de suspensión, se pueden ajustar adelante y atrás condiciones de
presión diferentes que correspondan a las cargas por eje o a los
estados de carga. Aparte de la regulación de nivel, existe aún la
posibilidad del llamado "kneeling" (arrodillamiento) a través
de las válvulas de conmutación 14, 26 y 38 ó 25, 38 y 39. En este
caso, el vehículo puede ser basculado en ambos lados en torno a su
eje longitudinal para facilitar la entrada en el mismo, lo que es
especialmente interesante, por ejemplo, para autobuses urbanos.
La figura 4 muestra una variante simplificada del
sistema de suspensión hidroneumática representado en la figura 3, en
el que mediante el empleo de las válvulas de conmutación 14, 25, 26
y 42 se puede presentar solamente un arrodillamiento en un
lado.
- 1
- Eje delantero
- 2
- Eje trasero
- 3
- Cilindro de suspensión
- 4
- Cilindro de suspensión
- 5
- Cilindro de suspensión
- 6
- Cilindro de suspensión
- 7
- Vástago de pistón
- 8
- Articulación
- 9
- Recinto inferior del cilindro de suspensión
- 10
- Pistón
- 11
- Recinto superior del cilindro de suspensión
- 12
- Recinto superior del cilindro de suspensión
- 13
- Tubería
- 14
- Válvula de conmutación
- 15
- Válvula de mando
- 16
- Acumulador de presión
- 17
- Válvula de amortiguación
- 18
- Dispositivo de estrangulación
- 19
- Dispositivo de estrangulación
- 20
- Bomba
- 21
- Válvula divisora de corriente
- 22
- Válvula de mando
- 23
- Recinto superior del cilindro de suspensión
- 24
- Recinto superior del cilindro de suspensión
- 25
- Válvula de conmutación
- 26
- Válvula de conmutación
- 27
- Válvula de amortiguación
- 28
- Válvula de amortiguación
- 29
- Válvula de amortiguación
- 30
- Dispositivo de estrangulación
- 31
- Dispositivo de estrangulación
- 32
- Dispositivo de estrangulación
- 33
- Dispositivo de estrangulación
- 34
- Dispositivo de estrangulación
- 35
- Dispositivo de estrangulación
- 36
- Válvula
- 37
- Bomba
- 38
- Válvula de conmutación
- 39
- Válvula de conmutación
- 40
- Válvula de conmutación
- 41
- Válvula de conmutación
- 42
- Válvula de conmutación
- 43
- Acumulador de presión
- 44
- Acumulador de presión
- 45
- Acumulador de presión
- 46
- Recinto inferior de cilindro de suspensión
- 47
- Recinto inferior de cilindro de suspensión
- 48
- Recinto inferior de cilindro de suspensión
Claims (4)
1. Sistema de suspensión hidroneumática para
vehículos automóviles, que comprende al menos un grupo de apoyo
hidroneumático que consta sustancialmente de al menos un cilindro de
suspensión hidroneumática (3, 4, 5, 6) que presenta recintos
superiores (11, 12, 23, 24) e inferiores (9, 46, 47, 48) de cilindro
de suspensión, al menos un acumulador de presión hidroneumático (16,
43, 44, 45) y al menos una válvula de amortiguación (17, 27, 28,
29), y una regulación de nivel cooperante con dicho grupo de apoyo,
que, en función de la posición de elevación de las ruedas,
introduce medio hidráulico del acumulador de presión hidroneumático
(16, 43, 44, 45) en los cilindros de suspensión hidroneumática (3,
4, 5, 6) o bien evacua medio hidráulico de los cilindros de
suspensión hidroneumática (3, 4, 5, 6) hacia los acumuladores de
presión (16, 43, 44, 45), pudiendo materializar los cilindros de
suspensión hidroneumática (3, 4, 5, 6) las funciones de suspensión,
regulación de nivel y estabilización del balanceo,
caracterizado porque los recintos superiores (11, 12, 23, 24)
de los cilindros de suspensión se emplean para la suspensión
hidroneumática y la regulación del nivel, y los recintos inferiores
(9, 46, 47, 48) de los cilindros de suspensión se emplean para la
estabilización del balanceo.
2. Sistema de suspensión hidroneumática según la
reivindicación 1, caracterizado porque la estabilización del
balanceo se efectúa haciendo descender el lado del vehículo
interior a una curva.
3. Sistema de suspensión hidroneumática según la
reivindicación 1, caracterizado porque las válvulas de
amortiguación (17, 27, 28, 29) están ejecutadas en forma
controlable.
4. Sistema de suspensión hidroneumática según la
reivindicación 1, caracterizado porque la característica de
amortiguación de los cilindros de suspensión (3, 4, 5, 6) puede
ajustarse en función de la carga por eje.
Applications Claiming Priority (2)
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