ES2282098T3 - Control pasivo de marcha para un sistema de suspension de vehiculos. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de amortiguación y control de balanceo para un sistema de suspensión del vehículo, teniendo el vehículo al menos un par de conjuntos (2) de ruedas delanteras lateralmente espaciados y al menos un par de conjuntos (3) de ruedas traseras lateralmente espaciados, incluyendo cada conjunto de rueda, una rueda (4) y un montaje de rueda (5) que sitúa la rueda para permitir el movimiento de la rueda en una dirección generalmente vertical con relación a una carrocería del vehículo, y medios de soporte del vehículo (17a, 17b) para proporcionar al menos sustancialmente una parte principal de soporte para el vehículo; incluyendo el sistema de amortiguación y control de balanceo: cilindros de rueda (8) que pueden situarse respectivamente entre cada montaje (5) de rueda y la carrocería del vehículo, incluyendo cada cilindro de rueda un volumen interior separado en primera y segunda cámaras (51, 52) por un pistón (53) soportado dentro del cilindro de rueda; un primer y segundo circuitos de fluido (9, 10) que proporcionan respectivamente comunicación de fluido entre los cilindros de rueda (8) por conductos de fluido, proporcionando cada uno de dichos circuitos de fluido comunicación de fluido entre las primeras cámaras de los cilindros de rueda a un lado del vehículo y las segundas cámaras de los cilindros de rueda en el lado opuesto del vehículo para proporcionar por ello soporte de balanceo desacoplado del modo de alabeo del sistema de suspensión del vehículo proporcionando una rigidez al balanceo alrededor de un actitud de balanceo de nivel al tiempo que proporciona simultáneamente una rigidez de alabeo sustancialmente de cero; incluyendo cada circuito de fluido uno o más acumuladores (16) de fluido para proporcionar elasticidad al balanceo; estando caracterizado el sistema de amortiguación y control de balanceo por medios amortiguadores (15, 18) para controlar el caudal de fluido que sale directamente o entra al menos en una cámara de cada cilindro de rueda; y proporcionando por ello el sistema de amortiguación y control de balanceo sustancialmente la totalidad de la amortiguación del sistema de suspensión del vehículo.
Description
Control pasivo de marcha para un sistema de
suspensión de vehículos.
El presente invento está dirigido en general a
sistemas de suspensión de vehículos, y en particular a sistemas de
suspensión de vehículos que incorporan un control pasivo de marcha o
conducción mejorada.
El deseo de un control de marcha mejorada en
vehículos de motor ha conducido al desarrollo de sistemas
"activos" de suspensión de vehículos. Tal sistema es conocido,
por ejemplo, en el documento
EP-A-858918. Tales sistemas usan
típicamente sensores para detectar las distintas características de
marcha del vehículo, proporcionando los sensores señales a una
Unidad de Control Electrónico (ECU). Los sensores detectan
cualesquiera movimientos de balanceo, cabeceo, rebote de las cuatro
ruedas y alabeo del vehículo y de sus ruedas, y la ECU se esfuerza
en compensar activamente este movimiento controlando la alimentación
de fluido a presión elevada desde una bomba de fluido a diferentes
accionadores que actúan dentro del sistema de suspensión del
vehículo, o controlando el retorno de fluido a presión elevada
desde los accionadores a un depósito de fluido. (El modo de alabeo
de un sistema de suspensión, también conocido como articulación de
eje transversal, es definido como cuando un par de ruedas
diagonalmente espaciadas se mueven juntas en la dirección vertical
opuesta al otro par de ruedas diagonalmente espaciadas con respecto
a la carrocería del vehículo). Los sistemas de suspensión activa
que intentan controlar todas las características de marcha antes
consideradas son muy caros y complicados y por ello no han probado
ser comercialmente viables. Por ello se han desarrollado sistemas
activos más simples que sólo se esfuerzan en controlar activamente
los movimientos de balanceo excesivos del vehículo. Similarmente,
los sistemas de amortiguación adaptables están resultando populares
ya que pueden ser usados para influir en los movimientos del
vehículo tales como balanceo, cabeceo y rebote de la carrocería
completa cambiando los índices de amortiguación en cada rueda sin
necesidad de una
bomba.
bomba.
Todos los sistemas activos de suspensión
conocidos tienen sin embargo varios problemas que han impedido la
aceptación comercial de tales sistemas excepto en los vehículos de
lujo. El número de componentes requeridos para tales sistemas ha
conducido a dificultades de empaquetado, con el espacio limitado
disponible para tales sistemas en los vehículos de motor
existentes. La complejidad de los sistemas activos de suspensión y
los elevados esfuerzos o tensiones aplicados a ciertos componentes
del sistema conducen a problemas de fiabilidad actuales. Además,
los sistemas activos requieren típicamente un gran número de
componentes, algunos de los cuales son componentes producidos
especialmente que pueden manejar tensiones mecánicas elevadas que
conducen a elevados costes de fabricación. También, componentes
caros de elevada presión y elevada velocidad son típicamente usados
en tales sistemas, dando como resultado costes de fabricación y
funcionamiento relativamente mayores para sistemas activos cuando
se comparan con sistemas de suspensión tradicionales. Otra
desventaja de los sistemas activos es la de los pobres tiempos de
respuesta generalmente asociados con la producción de versiones
factibles de tales sistemas. Generalmente se usan válvulas para
controlar la circulación de fluido en el sistema. Hay siempre un
cierto retardo antes de que una válvula pueda ser accionada para
permitir o impedir la circulación de fluido. Este retardo, junto
con otros retardos causados por algoritmos inadecuadamente definidos
que controlan el sistema, pueden conducir a tiempos de respuesta
inaceptablemente pobres para el sistema activo de suspensión. Los
sistemas activos de control de balanceo responden de modo típico
demasiado lentamente cuando sufren una prueba de slalom rápido por
ejemplo, siendo incapaz el sistema de control de proporcionar un
control adecuado bajo grandes cambios de inercia.
La Solicitante ha desarrollado varios sistemas
de suspensión de vehículos diferentes que pretenden evitar alguno
al menos de los problemas asociados con los sistemas de suspensión
activos al tiempo que proporcionan sustanciales mejoras en la
marcha de un vehículo. Estos sistemas son "pasivos" y no
requieren sensores, ECU o bombas de fluido para funcionar. Tales
sistemas están descritos en las patentes australianas nº 670.034,
694.762, 671.592 y 699.388 y en la solicitud internacional nº
PCT/AU97/00870 también publicada como
WO-A-93/01948,
WO-A-95/23076,
WO-A-93/01063,
WO-A-97/06971 y
WO-A-98/28160. Estos sistemas sin
embargo se basan generalmente en componentes adaptados para manejar
fluido a elevada presión.
Los sistemas de amortiguación adaptables han
sido desarrollados específicamente para mejorar la función de
amortiguación de un sistema de suspensión de vehículo. Estos
sistemas de amortiguación sólo requieren componentes de presión
relativamente baja cuando se comparan con los requeridos en los
sistemas previamente descritos, pero no proporcionan una rigidez
sustancial al balanceo. Generalmente tienen orificios variables o
conmutables eléctricamente y cargas previas que son controladas
para proporcionar más fuerzas amortiguadoras apropiadas en un
intervalo de condiciones previamente definidas para evitar los
compromisos de un único ajuste para adecuarse a todas las
condiciones.
En las patentes norteamericanas 5.486.018 y
5.584.498 (Yamaha), hay descritos sistemas amortiguadores
interconectados donde la cámara superior de al menos un par de
amortiguadores lateral o longitudinalmente adyacentes,
corrientemente conocidas como "absorbedores de choques" están
conectadas por un conducto. Hay descritas varias disposiciones, que
proporcionan un intervalo de efectos de amortiguación. Sin embargo,
ninguna de las disposiciones está diseñada para proporcionar una
rigidez al balanceo para la suspensión.
En la patente norteamericana nº 4.606.551 (Alfa)
hay descrita una disposición que tiene amortiguadores, cada uno de
los cuales tiene una cámara superior e inferior. Al menos un par de
amortiguadores lateral o longitudinalmente adyacentes están
conectados por conductos que conectan respectivamente la cámara
superior de un amortiguador con la cámara inferior del otro
amortiguador. Varias válvulas de amortiguador están previstas en los
conductos de conexión para proporcionar distintos efectos de
amortiguación. No se requiere control electrónico, ni la
disposición puede proporcionar una rigidez al balanceo para la
suspensión.
Aunque cada uno de los sistemas de amortiguación
adaptables e interconectados descritos anteriormente proporciona
una función de amortiguación mejorada sobre las disposiciones de
amortiguador tradicionales, no proporcionan ningún control o
solamente proporcionan un control mínimo de otras características de
marcha del vehículo. Por ejemplo, ninguno de los sistemas de
amortiguación adaptables o interconectados anteriores proporciona
soporte de balanceo para el vehículo ya que no tienen ninguna
rigidez al balanceo para permitir un grado de control de balanceo
para el vehículo, solamente amortiguación del balanceo. Estos
sistemas no pueden por ello ser usados para proporcionar el control
al balanceo para el vehículo.
Por ello es un objeto del presente invento
proporcionar un sistema de amortiguación y control de balanceo que
consiga un control de marcha mejorada para el vehículo al tiempo que
evita al menos uno de los problemas asociados con los sistemas de
la técnica anterior.
Con esto en mente, el presente invento
proporciona un sistema de amortiguación y control de balanceo para
un sistema de suspensión del vehículo, teniendo el vehículo al menos
un par de conjuntos de ruedas delanteras lateralmente espaciados y
al menos un par de conjuntos de ruedas traseras lateralmente
espaciados, incluyendo cada conjunto de rueda una rueda y un
montaje de rueda que posiciona la rueda para permitir el movimiento
de la rueda en una dirección generalmente vertical con relación a
una carrocería del vehículo, y medios de soporte del vehículo para
proporcionar al menos sustancialmente una parte principal de soporte
para el vehículo; incluyendo el sistema de amortiguación y control
de balanceo:
cilindros de rueda que pueden situarse
respectivamente entre cada montaje de rueda y la carrocería del
vehículo, incluyendo cada cilindro de rueda un volumen interior
separado en primera y segunda cámaras por un pistón soportado
dentro del cilindro de la rueda;
un primer y segundo circuitos de fluido que
proporcionan respectivamente comunicación de fluido entre los
cilindros de rueda por conductos de fluido, proporcionando cada uno
de dichos circuitos de fluido comunicación de fluido entre las
primeras cámaras de los cilindros de rueda en un lado del vehículo y
las segundas cámaras de los cilindros de rueda en el lado opuesto
del vehículo para proporcionar por ello soporte de balanceo
desacoplado del modo de alabeo del sistema de suspensión del
vehículo proporcionando una rigidez al balanceo alrededor de un
actitud de balanceo de nivel al tiempo que proporciona
simultáneamente una rigidez de alabeo sustancialmente de cero;
incluyendo cada circuito de fluido uno o más
acumuladores de fluido para proporcionar elasticidad al
balanceo;
medios amortiguadores para controlar el caudal
de fluido que sale o entra al menos en una cámara de cada cilindro
de rueda;
proporcionando por ello el sistema de
amortiguación y control de balanceo sustancialmente la totalidad de
la amortiguación del sistema de suspensión del vehículo.
Los medios de soporte del vehículo pueden en
ciertas realizaciones del presente invento proporcionar al menos
sustancialmente la totalidad del soporte del vehículo.
El sistema de amortiguación y control de
balanceo proporciona por ello amortiguación para la suspensión del
vehículo y proporciona una rigidez al balanceo sin introducir una
rigidez al alabeo correspondiente.
Cada circuito de fluido puede en una realización
preferida incluir un primer conducto de fluido que proporciona
comunicación de fluido entre las primeras cámaras de los cilindros
de rueda en un lado del vehículo; y un segundo conducto de fluido
que proporciona comunicación de fluido entre las segundas cámaras de
los cilindros de rueda en el lado opuesto del vehículo, estando el
primer y el segundo conducto de fluido en comunicación de
fluido.
De acuerdo con otra realización preferida, cada
circuito de fluido puede incluir un primer y segundo conductos
diagonales de fluido, cada uno de los cuales proporciona
respectivamente comunicación de fluido entre la primera cámara de
un cilindro de rueda en un lado del vehículo y la segunda cámara del
cilindro de rueda diagonalmente opuesta en el otro lado del
vehículo, estando el primer conducto de fluido diagonal entre un par
de cilindros de rueda diagonalmente opuestas en comunicación de
fluido con el segundo conducto de fluido diagonal entre el otro par
de cilindros de rueda diagonalmente opuestos.
De acuerdo aún con otra realización preferida,
cada circuito de fluido puede incluir un conducto de fluido frontal
que proporciona comunicación de fluido entre los cilindros de rueda
de los conjuntos de rueda delanteros, y un conducto de fluido
posterior que proporciona comunicación de fluido entre los cilindros
de rueda de los conjuntos de rueda traseros, proporcionando los
conductos frontales y posteriores respectivamente comunicación de
fluido entre la primera cámara del cilindro de rueda en un lado del
vehículo con la segunda cámara del cilindro de rueda en el lado
opuesto del vehículo, estando los conductos frontales y posteriores
en comunicación de fluido.
\newpage
Ha de apreciarse que se han considerado también
otras disposiciones de conexión. Ha de apreciarse también que los
mismos principios pueden ser aplicados a vehículos con más de cuatro
ruedas. Por ejemplo, para aplicar el sistema a un vehículo con seis
ruedas, el cilindro de rueda de la izquierda adicional tendrá su
primera cámara conectada al conducto que conecta las primeras
cámaras de los otros dos cilindros de rueda de la izquierda, y su
segunda cámara conectada al conducto que conecta las segundas
cámaras a los otros dos cilindros de rueda de la izquierda. La
conexión del otro cilindro al lado de la derecha del vehículo
comunica similarmente las primeras cámaras juntas y las segundas
cámaras juntas.
Los medios amortiguadores pueden estar situados
en los cilindros de rueda, en los conductos, y/o en un bloque
múltiple. El bloque múltiple puede estar centralmente situado en el
vehículo y puede proporcionar la comunicación de fluido requerida
entre el primer y el segundo conductos para formar el primer y
segundo circuitos de fluido. Los medios amortiguadores pueden ser
una válvula bidireccional (es decir proporcionar una restricción de
flujo controlada en ambas direcciones), en cuyo caso cada cilindro
de rueda requiere solamente una válvula amortiguadora para una de
la primera o segunda cámaras. En este caso, la cámara asociada puede
intentar aspirar un vacío si la válvula amortiguadora no está
suministrando fluido al mismo caudal al que está siendo demandado.
Esto puede conducir a una aireación del fluido y a una pérdida
potencial del control de marcha por el sistema. Para evitar este
efecto, puede ser usada una válvula de amortiguador unidireccional
para asegurar que las cámaras de los cilindros de rueda solo actúan
a través de una válvula de amortiguador cuando expelen fluido,
impidiendo por ello la aireación del fluido en las cámaras de los
cilindros. Alternativamente, la válvula de amortiguador
unidireccional puede ser usada en paralelo con una válvula
anti-retorno. Alternativamente, para proporcionar
grandes fuerzas de amortiguación con medios de válvula de
amortiguador fiables, compactos, puede preverse un medio
amortiguador bidireccional para cada una de la primera y segunda
cámaras de al menos un par de cilindros de rueda lateralmente
espaciados.
Cada circuito de fluido incluye al menos un
primer acumulador de fluido que permite cambios en el volumen de
fluido de cada circuito para proporcionar por ello elasticidad al
balanceo. También, si es usado un cilindro de rueda con diferencias
de áreas de pistón efectivas entre la primera y segunda cámaras (por
ejemplo un pistón que tiene un vástago que se extiende desde un
solo lado, como en un conjunto de cilindro de amortiguador
tradicional), el acumulador necesita ser capaz de acomodar los
cambios de volumen del vástago dentro del sistema durante los
movimientos de rebote de la suspensión. En este caso, en balanceo,
el acumulador absorbe un cambio mucho mayor de volumen de fluido
por desplazamiento unitario de los cilindros de rueda de lo que
absorbe en el rebote cuando tanto las áreas efectivas de un primer
lado de la cámara como de un segundo lado de la cámara están
trabajando para desplazar fluido al acumulador dando una rigidez
correspondientemente más elevada para movimientos de balanceo del
sistema de control de balanceo que para movimientos de rebote.
Cada circuito de fluido puede incluir al menos
un segundo acumulador de fluido para proporcionar una elasticidad
aumentada de balanceo. Entre cada segundo acumulador y el circuito
de fluido respectivo puede haber una válvula de conmutación de
elasticidad al balanceo. Cuando el vehículo está desplazándose en
línea recta, la válvula puede ser mantenida abierta para permitir
que los segundos acumuladores se comuniquen con los circuitos de
fluido asociados para proporcionar una elasticidad adicional al
balanceo, mejorando por ello además el confort de marcha. Cuando se
detecta el giro del vehículo, la válvula de conmutación de
elasticidad al balanceo es cerrada para proporcionar un aumento
deseable en la rigidez del balanceo durante el giro. La detección
del giro del vehículo puede ser realizada de cualquier manera
conocida, usando entradas para condiciones tales como el índice de
cambio de dirección, ángulo de dirección, aceleración lateral y
velocidad del vehículo. Pueden usarse cualquiera o todos estos
sensores y/u otros no citados.
Los acumuladores pueden ser del tipo de pistón
de cargado elásticamente con gas o mecánicamente o del tipo de
diafragma y cualquiera o ambos pueden ser beneficiosos en el aumento
del tiempo para el mantenimiento del sistema rellenando la pérdida
de fluido desde el sistema a través de fugas más allá de los cierres
herméticos del vástago y fuera de los ajustes. Cualquier pérdida de
fluido debería ser mínima, por ello el efecto sobre la presión de
funcionamiento del sistema puede ser despreciable.
Al menos uno de los acumuladores en cada
circuito de fluido puede tener un medio de amortiguador para
controlar el caudal de fluido hacia dentro y/o hacia fuera del
acumulador. Debido mayor caudal de fluido hacia dentro y hacia
fuera de los acumuladores en balanceo comparado con rebote (como se
ha descrito antes), el efecto de los amortiguadores del acumulador
es mayor en balanceo que en rebote dando una elevada relación de
amortiguación de balanceo deseable a amortiguación de rebote. Si
los acumuladores no están amortiguados, la amortiguación de
balanceo es determinada por la amortiguación de rebote, como es el
caso cuando se usan amortiguadores tradicionales.
Amortiguar los acumuladores puede tener también
un efecto perjudicial para la severidad de entrada de una sola
rueda ya que las entradas de una sola rueda son también fuertemente
amortiguadas por amortiguadores del acumulador. Para aumentar la
comodidad en el desplazamiento en línea recta, puede ser por ello
ventajoso proporcionar un paso de derivación alrededor de la
válvula del amortiguador del acumulador para permitir que el fluido
puentee al amortiguador para un acumulador al menos. El paso de
derivación incluye una válvula para abrir o cerrar el paso. Durante
el giro, la válvula está en la posición cerrada y las válvulas del
amortiguador del acumulador están proporcionando una elevada
amortiguación de balanceo. En el desplazamiento en línea recta, la
válvula está abierta para reducir el balanceo y las fuerzas de
amortiguación de entrada de una sola rueda en el sistema.
\newpage
El sistema de control de balanceo puede tener
una carga previa de presión para permitir que los acumuladores
funcionen y alimenten fluido en movimientos de rebote de las ruedas
(cuando caen lejos de la carrocería del vehículo). Esta carga
previa es preferiblemente de aproximadamente 20 bares para el
sistema de control de balanceo con el vehículo a la altura estándar
de marcha sin carga.
Puede ser preferible usar un diseño de cilindro
de rueda con un vástago que sobresale desde un lado del pistón a
través solo de una cámara. Esto permite un diseño de cilindro simple
y barato, pero cualquier presión de carga previa de sistema que
actúa sobre las áreas del pistón efectivo desiguales en la primera y
segunda cámaras produce una fuerza de cilindro neta. Esta fuerza
puede proporcionar algún soporte de la carrocería del vehículo
aunque la proporción de la carga del vehículo soportada por el
sistema de control de balanceo es normalmente muy pequeña y es
similar al grado de soporte proporcionado por un conjunto de
cilindro de amortiguador cargado previamente tradicional. La
cantidad exacta es determinada por las dimensiones del vástago y
ánima del cilindro, la presión del sistema de carga previa y la
relación del cilindro a palanca de cubo de la rueda.
Por ejemplo, en el caso en que la primera cámara
de cada cilindro de rueda está en compresión cuando las ruedas se
mueven hacia arriba con respecto a la carrocería del vehículo, y el
área efectiva del pistón en el primer lado de la cámara es mayor
que el área efectiva de dicho pistón en el segundo lado de la
cámara, proporcionando por ello un grado de soporte de la
carrocería del vehículo.
Si se usan acumuladores con una función elástica
no lineal (es decir un acumulador hidroneumático que tiene una
rigidez creciente en compresión y una rigidez decreciente en rebote)
son usados y el sistema de control de balanceo proporciona un grado
de soporte del vehículo (como se ha esquematizado antes), entonces
cuando el vehículo se balancea debido a la aceleración lateral, el
volumen total de fluido en los acumuladores puede disminuir en su
totalidad, aumentando el volumen de fluido en el sistema de control
de balanceo y provocando un aumento total en la altura del vehículo
(conocido como "levantamiento de balanceo"). El grado del
soporte del vehículo proporcionado por el sistema de control de
balanceo influye en el grado de levantamiento de balanceo.
Puede ser deseable producir la inversa del
efecto de levantamiento de balanceo de tal manera que la altura
media del vehículo es reducida durante el giro. Este efecto puede
ser producido en el caso en que la primera cámara de cada cilindro
de rueda está en compresión cuando las ruedas se mueven hacia arriba
con respecto a la carrocería del vehículo, y el área efectiva del
pistón en el segundo lado de la cámara es mayor que el área
efectiva de dicho pistón en el primer lado de la cámara,
proporcionando por ello un grado de carga adicional sobre los
medios de soporte del vehículo, que tiende a empujar el vehículo
hacia abajo hacia el suelo.
Preferiblemente, puede usarse una disposición
más simple con el diseño de cilindro más barato que proporciona
soporte de vehículo (descrito antes). Los medios elásticos en el
primer acumulador pueden incluir uno o más resortes mecánicos de
tal modo que el índice elástico en la dirección de compresión desde
la posición normal estática es menor que el índice elástico en la
dirección de rebote desde la posición normal estática, para dar por
ello el efecto inverso de un acumulador hidroneumático tradicional y
reducir la altura media del vehículo durante el giro. Adicional o
alternativamente, el índice de amortiguación de rebote de los
acumuladores puede ser mayor que el índice de amortiguación de
compresión para proporcionar un efecto de descenso similar del
vehículo y una mejor respuesta a entradas de dirección durante el
giro inicial (giro hacia adentro). Efectivamente, solo la
amortiguación de rebote puede ser proporcionada para los
acumuladores, con una válvula anti-retorno que
permite un flujo virtualmente no restringido en la dirección de
compresión.
Idealmente, el sistema de control de balanceo no
debería proporcionar ningún soporte vertical del vehículo. Por
ello, en otra, disposición preferida alternativa del presente
invento, las áreas efectivas de pistón en la primera y segunda
cámaras de cada cilindro pueden ser similares, soportando por ello
el sistema de control de balanceo una carga del vehículo
sustancialmente cero. Como la magnitud del soporte de la carga del
vehículo proporcionado por el sistema de control de balanceo es uno
de los factores principales que controla la magnitud de
levantamiento de balanceo inherente en el sistema, usar cilindros de
rueda con áreas efectivas de pistón similares en la primera y
segunda cámaras y que no proporcionan por ello ningún soporte de
vehículo, proporciona al sistema de control de balanceo un
levantamiento de balanceo nulo.
Sin embargo, en algunas aplicaciones, el uso de
un cilindro que tiene vástagos de pistón que se extienden desde
ambos extremos del mismo puede conducir a dificultades de
empaquetamiento debido a la necesidad de prever holgura para el
vástago de pistón que se extiende hacia arriba. Por ello, de acuerdo
con otra disposición preferida, un vástago de pistón puede
extenderse desde un lado del pistón, teniendo el vástago de pistón
un diámetro tan pequeño como sea posible físicamente para minimizar
el soporte del vehículo proporcionado por el sistema de
amortiguación y control de balanceo. En otra posible disposición, un
vástago de pistón hueco, puede extenderse desde un lado del pistón,
y un vástago interior puede ser soportado dentro del volumen
interior del cilindro, estando el vástago interior acomodado al
menos parcialmente dentro del vástago de pistón hueco, moviéndose
el vástago de pistón hueco junto con el pistón con relación al
vástago interior. Esta disposición puede ser usada para minimizar
la diferencia en área de las caras de pistón opuestas para minimizar
el soporte del vehículo proporcionado por el sistema de
amortiguación y control de balanceo.
De acuerdo con una realización preferida
alternativa, la disposición del vástago de pistón hueco del cilindro
de rueda puede estar destinada a proporcionar también una función
de soporte vertical para el vehículo. El pistón soportado en el
cilindro de rueda puede proporcionar una cámara superior e inferior.
El vástago interior cuando está soportado dentro del vástago de
pistón hueco define una cámara de vástago. Esta cámara de vástago
puede ser usada como parte de un circuito de fluido del sistema de
control de balanceo. Con este fin, el área del extremo periférico
del vástago interior puede ser al menos sustancialmente idéntica al
área del pistón que mira a la cámara inferior. Alternativamente,
puede ser preferible usar un área mayor de cámara inferior que el
área de cámara de vástago para inducir a la reducción del balanceo
del vehículo aumentando el momento de balanceo cuando se usan
acumuladores hidroneumáticos en el sistema.
La cámara superior puede ser cerrada
herméticamente para proporcionar una cámara de rebote para
proporcionar soporte elástico para el vehículo. La cámara de
vástago puede ser ventilada y, junto con la cámara inferior, formar
una parte respectiva de un circuito de fluido de la cámara de
control de balanceo.
Debería considerarse que la distribución del
momento de balanceo para el sistema de control de balanceo es
determinada por la relación entre las áreas de pistón efectivas de
los cilindros de rueda delanteros comparados con las áreas de
pistón efectivas de los cilindros de rueda traseros. Idealmente, en
la mayoría de aplicaciones, cada cilindro de rueda debería tener
una relación constante entre el área de pistón efectiva en el primer
lado de la cámara comparado con el segundo lado de la cámara.
Una ventaja de usar cilindros donde el vástago
de pistón está solo previsto que se extienda desde una cara del
pistón es que el grado de soporte proporcionado por los cilindros
puede ser variada variando la altura de soporte del vehículo.
Cuando el vehículo es descendido el soporte proporcionado por el
sistema de control de balanceo aumenta lo que conduce a una mayor
rigidez de balanceo. Este es un efecto de tener un volumen
aumentado del vástago de pistón introducido en el sistema de control
de balanceo.
Los medios de soporte para al menos un par de
conjuntos de rueda lateralmente espaciados pueden incluir primeros
medios de soporte que son independientes para cada conjunto de
rueda, contribuyendo por ello a una rigidez adicional de balanceo
en el sistema de suspensión. Tanto los medios de soporte del
vehículo como el sistema de control de balanceo pueden proporcionar
juntos la rigidez de balanceo para el vehículo en esta
disposición.
Adicional o alternativamente, los medios de
soporte para al menos un par de ruedas lateralmente espaciadas
pueden incluir segundos medios de soporte que están interconectados
entre cada rueda contribuyendo por ello a la rigidez de balanceo
sustancialmente cero al sistema de suspensión. Estas y otras
disposiciones de soporte de vehículo que proporcionan poco o ningún
soporte de balanceo y combinaciones de disposiciones de soporte
están descritas en la Solicitud Internacional de la Solicitante Nº
PCT/AU97/00870 a la que se ha hecho referencia previamente. En tal
disposición, el sistema de amortiguación y control de balanceo puede
proporcionar sustancialmente todo el control de balanceo para el
vehículo. Además, si los medios de soporte tienen rigidez de
balanceo sustancialmente cero, el sistema de amortiguación y
control de balanceo puede proporcionar sustancialmente todo el
control de balanceo para el vehículo. En este caso, ni los medios de
soporte ni el sistema de control de balanceo proporcionan una
rigidez de alabeo significativa. Esto permite el movimiento de
alabeo sustancialmente libre de los conjuntos de rueda de vehículo,
mejorando la comodidad, reacciones a entradas de una sola rueda y
proporcionar cargas de rueda sustancialmente constantes (y por ello
una tracción mejorada) a baja velocidad o movimientos de alabeo no
dinámicos cuando se atraviesa terreno irregular tal como en
situaciones fuera de la carretera.
De acuerdo con un aspecto del presente invento,
el primer y segundo circuitos de fluido están en comunicación de
fluido de tal modo que el fluido puede ser transferido entre ellos.
A este fin, al menos un paso de puente puede interconectar el
primer y segundo circuitos de fluido para proporcionar medios para
dicha comunicación de fluido. El paso de puente puede ser
proporcionado por un conducto de puente. Alternativamente, el paso
de puente puede ser proporcionado dentro de un cuerpo de conectador
al que están conectados los conductos del primer y segundo
circuitos. Al menos una válvula de control de flujo puede estar
prevista para controlar el flujo a través del paso del puente.
Uno o más acumuladores pueden también estar
previstos opcionalmente para el paso del puente. La válvula de
control de flujo y el acumulador pueden estar previstos en dicho
conducto del puente. De acuerdo con otra disposición posible, la
válvula de control y/o el acumulador pueden estar soportados en el
cuerpo del conectador. Es también posible que todas las válvulas
del amortiguador y acumuladores a los que se ha hecho referencia
previamente estén situadas sobre dicho cuerpo de conector común para
simplificar el empaquetamiento del sistema dentro de un
vehícu-
lo.
lo.
La válvula de control de flujo puede ser
abierta, por ejemplo cuando hay pequeña demanda en el sistema de
control de balanceo cuando el vehículo se está desplazando en una
carretera recta. Cuando la válvula de control de flujo es abierta,
esto conduce a un "cortocircuito" del sistema de tal modo que a
la primera y segunda cámaras de cada cilindro se les permite
comunicar directamente. Esta interconexión controlada del primer y
segundo circuitos de fluido por la apertura controlada de la válvula
de control de flujo proporciona varias ventajas operativas que
conducen a un confort mejorado para los pasajeros del vehículo:
a) El sistema de amortiguación y control de
balanceo no proporciona rigidez de balanceo, siendo proporcionada
la única rigidez de balanceo por los medios de soporte del
vehículo.
b) El sistema de amortiguación y control de
balanceo ya no efectúa la división de balanceo del vehículo, siendo
proporcionada solamente la división de balanceo por los medios de
soporte del vehículo. Si la división de balanceo proporcionada por
los medios de soporte del vehículo es de entre aproximadamente 40 y
60%, esto (en combinación con la baja rigidez de balanceo) actúa
para reducir los movimientos del vehículo que conducen a una
"sacudida".
c) Como hay poca resistencia al flujo de fluido
entre las cámaras de cada cilindro excepto para la proporcionada
por la válvula de amortiguador de rueda, se reduce la rigidez de
rueda única.
d) Debido a que las válvulas del amortiguador de
acumulador están derivadas o puenteadas, no influyen en la función
de amortiguación del sistema de amortiguación y control de balanceo,
y la amortiguación de balanceo es la misma que la amortiguación de
rebote.
e) La amortiguación de rueda única es (por la
misma razón) la misma que la amortiguación de rebote.
f) La amortiguación de rebote permanece sin
embargo sin cambios cuando es abierta la válvula de control de
flujo.
El funcionamiento de la válvula de control de
flujo puede ser controlado por una Unidad de Control Electrónico
sobre la base de parámetros funcionales tales como la aceleración
lateral, la velocidad y el índice de dirección del vehículo.
Es también posible que haya prevista una
pluralidad de pasos de puente que interconecten el primer y segundo
circuitos de fluido. Cada paso de puente puede estar previsto de
dicha válvula de control de flujo.
Es también posible que el cilindro de rueda
incluya una válvula de control de flujo integral y/o una válvula de
amortiguador en ella. El pistón del cilindro de rueda puede incluir
una válvula de control de flujo y/o una válvula de amortiguador que
controla el flujo de fluido entre la primera y segunda cámaras.
El uso de una pluralidad de pasos de puente que
tienen válvulas de control de flujo o cilindros de rueda que tienen
válvulas de control de flujo integradas facilita la circulación de
fluido entre la primera y segunda cámaras de los cilindros de
rueda. Esto puede conducir a una reducción en las fuerzas de inercia
debido a que el flujo de fluido a través del sistema da como
resultado un aislamiento mejorado de las entradas de frecuencia
elevadas y de las entradas de borde afilado a la ruedas del
vehículo. El efecto de las fuerzas de inercia dentro del sistema de
control de balanceo será descrito subsiguientemente en más
detalle.
Como el sistema de amortiguación y control de
balanceo puede ser conmutado para proporcionar una rigidez de
balanceo sustancialmente cero, el uso de medios de soporte de
rigidez de balanceo cero para toda la ruedas no es viable. Sin
embargo, los medios de soporte de rigidez de balanceo cero pueden
ser usados aún en combinación con medios de soporte independientes
que proporcionan alguna rigidez de balanceo. Por ello, los medios de
soporte para al menos un par de ruedas espaciadas lateralmente
pueden incluir primeros medios de soporte para soportar al menos
una parte de la carga sobre los conjuntos de rueda asociados,
proporcionando dichos primeros medios de soporte elasticidad
independiente para cada rueda respectiva y proporcionando por ello
una rigidez de balanceo.
Adicionalmente, los medios de soporte para al
menos un par de ruedas espaciadas lateralmente pueden incluir
segundos medios de soporte para soportar al menos una parte de la
carga sobre los conjuntos de rueda asociados, proporcionando dichos
segundos medios de soporte elasticidad combinada para cada conjunto
de rueda asociado y proporcionando por ello una rigidez de balanceo
sustancialmente cero.
Ha de apreciarse que el tamaño del conducto
puede ser seleccionado para proporcionar un grado de la
amortiguación requerida por el sistema de amortiguación y control
de balanceo. Dependiendo del nivel de confort de marcha requerido
en una aplicación, el tamaño del conducto puede ser seleccionado
basado en una variedad de factores tales como inercia de fluido,
fricción de fluido debido a la viscosidad a través del intervalo de
temperaturas funcionales, etc.
Los medios de soporte del vehículo proporcionan
preferiblemente la mayor parte si no la totalidad del soporte
vertical para el vehículo. El sistema de amortiguación y control de
balanceo proporciona sin embargo preferiblemente poco o ningún
soporte vertical para el vehículo, de tal modo que la presión del
fluido que funciona dentro del sistema de amortiguación y control
de balanceo puede ser por ello relativamente baja cuando es
comparada con sistemas activos de control de balanceo y los
anteriores sistemas de suspensión de la Solicitante. Teóricamente,
si el sistema de control de balanceo no proporciona soporte vertical
para el vehículo, la presión operativa puede ser solamente presión
atmosférica, es decir el sistema no tiene presión de carga
previa.
El sistema de amortiguación y control de
balanceo del sistema de suspensión de acuerdo con el presente
invento puede usar por ello componentes de baja presión. Los
cilindros de rueda pueden ser construidos usando tecnología
estándar de amortiguador y cierre hermético de vehículos. Esto
conduce a ahorros sustanciales de costes de fabricación cuando es
comparado con sistemas de presión más elevada. También, los
problemas de confort y NVH asociados con los sistemas de presión
más elevada tales como "fricción estática" entre componentes
son minimizados en sistemas de baja presión, siendo los niveles de
fricción estática similares a los presentes en un conjunto
tradicional de cilindro de amortiguador.
Tal sistema de amortiguación y control de
balanceo puede ser instalado en sistemas de suspensión de vehículo
existentes, siendo reemplazados o adaptados los amortiguadores
usados en tales sistemas para usar como los cilindros de rueda del
sistema de control de balanceo de acuerdo con el presente invento.
Los medios de soporte de vehículo existentes que soportan el
vehículo tales como resortes tradicionales de acero neumáticos
pueden ser retenidos. Alternativamente, los medios de soporte del
vehículo pueden ser reemplazados por medios de soporte que
proporcionan poco o ningún soporte de balanceo como se ha descrito
previamente. Esto es posible debido a que el sistema de
amortiguación y control de balanceo proporciona también una rigidez
de balanceo para el sistema de suspensión del vehículo.
De acuerdo con otro aspecto del presente
invento, hay previsto un método de controlar la amortiguación de
balanceo y la rigidez de balanceo de un sistema de amortiguación y
control de balanceo para un sistema de suspensión de vehículo,
incluyendo el sistema de amortiguación y control de balanceo:
cilindros de rueda que pueden situarse
respectivamente en conjuntos de rueda del vehículo, incluyendo cada
cilindro de rueda un volumen interior separado en primera y segunda
cámaras por un pistón soportado dentro del cilindro de rueda; y
un primer y segundo circuitos de fluido que
proporcionan respectivamente comunicación de fluido entre los
cilindros de rueda por conductos de fluido, proporcionando cada uno
de dichos circuitos de fluido comunicación de fluido entre las
primeras cámaras de los cilindros de rueda en un lado del vehículo y
las segundas cámaras de los cilindros de rueda en el lado opuesto
del vehículo para proporcionar por ello soporte de balanceo
desacoplado del modo de alabeo del sistema de suspensión del
vehículo proporcionando una rigidez al balanceo alrededor de un
actitud de balanceo de nivel al tiempo que proporciona
simultáneamente una rigidez de alabeo sustancialmente cero;
medios amortiguadores para controlar el caudal
de fluido que entra y sale al menos de una cámara de cada cilindro
de rueda;
incluyendo el método la apertura de los medios
de selección para proporcionar comunicación de fluido entre los
primer y segundo circuitos de fluido cuando el sistema de
amortiguación y de balanceo es requerido para proporcionar un nivel
relativamente bajo de rigidez de balanceo y amortiguación de
balanceo; y
cerrar los medios de selección para impedir la
comunicación de fluido entre el primer y segundo circuitos de
fluido cuando el sistema de amortiguación y de balanceo es requerido
para proporcionar un nivel relativamente elevado de rigidez de
balanceo y amortiguación de balanceo.
La circulación de fluido puede ser derivada
desde al menos una parte sustancial de los conductos de fluido
abriendo los medios de selección cuando hay una entrada de una sola
rueda o una entrada de bomba de dos ruedas paralelas al sistema de
amortiguación y control de balanceo. Los efectos de amortiguación de
línea y de inercia del fluido sobre la amortiguación del sistema de
control pueden ser por ello minimizados en tales entradas de
rueda.
Se ha considerado también que la circulación
completa de fluido sea derivada desde los conductos de fluido a las
entradas de rueda predeterminadas. Esto puede ser conseguido por
ejemplo previendo una válvula de control dentro del cilindro de
rueda como se ha descrito anteriormente.
Puede haber previstos medios de amortiguación
tales como válvulas de amortiguador uni y bidireccionales a través
de las cuales pasa la circulación de fluido derivado, controlando
estos medios de amortiguación claramente la amortiguación del
sistema de control durante este modo operativo.
Será conveniente describir además el presente
invento con respecto a los dibujos adjuntos que ilustran la
realización preferida del invento. Otras realizaciones del invento
son posibles, y consiguientemente la particularidad de los dibujos
adjuntos no ha de ser comprendida como que supera la generalidad de
la descripción precedente del invento.
En los dibujos:
La fig. 1 es una vista esquemática parcialmente
de una primera realización preferida de un sistema de control de
balanceo de acuerdo con el presente invento montado en conjuntos de
rueda de un vehículo;
La fig. 2 es una vista esquemática de la segunda
realización preferida de un sistema de control de balanceo de
acuerdo con el presente invento;
La fig. 3 es una vista detallada de una
realización preferida de una disposición de cilindro de rueda y
válvula de amortiguación de rueda de acuerdo con el presente
invento;
La fig. 4 es una vista esquemática de otra
realización preferida de un cilindro de rueda y válvula de
amortiguador de rueda de acuerdo con el presente invento;
La fig. 5 es una vista esquemática de otra
realización preferida de un cilindro de rueda de otra realización
preferida de un cilindro de rueda de acuerdo con el presente
invento;
Las figs. 6a a 6j son vistas esquemáticas que
muestran la circulación de fluido dentro del sistema de
amortiguación y control de balanceo de acuerdo con el presente
invento bajo diferentes entradas de rueda para el vehículo;
La fig. 7 es una vista esquemática de una
tercera disposición posible de un sistema de control de balanceo de
acuerdo con el presente invento;
La fig. 8 es una vista esquemática de una cuarte
disposición posible de un sistema de control de balanceo de acuerdo
con el presente invento;
La fig. 9 es una vista esquemática de una quinta
disposición posible de un sistema de control de balanceo de acuerdo
con el presente invento;
La fig. 10 es una vista esquemática de una sexta
disposición posible de un sistema de control de balanceo de acuerdo
con el presente invento;
Las figs. 10b y 10c son unas vistas esquemáticas
en sección transversal del pistón del cilindro de rueda con una
válvula de control de flujo interno y una válvula de amortiguador
para la disposición mostrada en la fig. 10a;
La fig. 11 es una vista esquemática de una
séptima disposición posible de un sistema de control de balanceo de
acuerdo con el presente invento; y
La fig. 12 es una vista esquemática de una
octava disposición posible de un sistema de control de balanceo de
acuerdo con el presente invento.
Con referencia ahora a la fig. 1, se han
mostrado los conjuntos 2 de rueda delantera y los conjuntos 3 de
rueda trasera de un vehículo, no habiéndose mostrado la carrocería
del vehículo por motivos de claridad. Cada uno de los conjuntos 2
de rueda delantera incluye un montaje de rueda 5 en forma de un
enlace de trapecio que contribuye a la situación de una rueda
respectiva 4 (puede usarse un segundo trapecio pero se ha omitido
por motivos de claridad, pueden usarse otros tipos de enlaces de
posicionamiento de rueda). Los conjuntos 3 de rueda posterior
tienen un eje macizo común 6 en el que está montada cada rueda 4.
Los medios de soporte de vehículo 17a, 17b para soportar el
vehículo se han mostrado fijados a los trapecios 5 y adyacentes al
eje 6 de rueda trasera e incluyen barras de torsión 22
independientes y un par de resortes neumáticos 23 interconectados
por un conducto 21. La forma independiente de los medios de soporte
17a del vehículo mostrada como barras de torsión proporciona una
rigidez de alabeo y la forma interconectada de medios de soporte
posteriores del vehículo no proporcionan prácticamente rigidez
debido a que se ha permitido que el fluido fluya entre los resortes
neumáticos 23 a través del conducto 21. Pueden también ser usados
medios de soporte de vehículo alternativos, o cualquier combinación
de diferentes medios de soporte. Por ejemplo, el vehículo puede
estar soportado completamente por muelles helicoidales
independientes. Alternativamente, puede estar soportado por una
combinación de muelles helicoidales independientes y resortes
neumáticos interconectados en uno o ambos extremos del vehículo.
Puede usarse cualquier combinación de medios de soporte
independientes, combinados o de rigidez de balanceo cero en las
partes frontal y posterior del vehículo. Se han mostrado y descrito
muchas variaciones en la Solicitud Internacional de la Solicitante
Nº PCT/AU97/00870.
Un sistema 1 de amortiguación y control de
balanceo interconecta los conjuntos de rueda delantera y posterior
2, 3 e incluye un cilindro de rueda 8 previsto respectivamente para
cada conjunto 2 de rueda delantera y conjunto 3 de rueda trasera, y
un par de circuitos de fluido 7.
La configuración del sistema 1 de amortiguación
y control de balanceo puede ser comprendida más fácilmente con
referencia a la fig. 2. (Disposiciones alternativas posibles del
sistema 1 de amortiguación y de control de balanceo han sido
descritas más adelante y mostradas de la fig. 5 en adelante) de esta
disposición y de disposiciones subsiguientes. Debería observarse
que características correspondientes están designadas con la misma
referencia numérica por motivos de claridad. Cada cilindro de rueda
8 tiene un volumen interior 50 separado en una cámara superior 51 y
una cámara inferior 52 por un pistón 53. Los vástagos de pistón 54,
55 se extienden desde ambos lados del pistón 53 en el cilindro de
rueda 8 mostrado en las figs. 2 y 3. Cada circuito de fluido 7
incluye además un circuito suprior 9 que conecta las cámaras
superiores 51 de un par de cilindros de rueda 8 longitudinalmente
adyacentes, y un conducto inferior 10 que interconecta las cámaras
inferiores 52 del par opuesto de cilindros de rueda 8
longitudinalmente adyacentes. Como se ha mostrado mejor en la fig.
1, cada circuito de fluido 7 puede además incluir un conducto
transversal 11 que conecta el conducto inferior 10 con el conducto
superior 9. Los dos conductos transversales 11 están conectados por
sí mismos por un paso de puente 20.
Las válvulas 18 de amortiguador de rueda pueden
estar previstas en el conducto inferior 10, estando prevista una
válvula 18 de amortiguador de rueda respectiva para la cámara
inferior 52 de cada cilindro de rueda 8. Las válvulas 15 de
amortiguador de rueda pueden también estar previstas en el conducto
superior 9, estando prevista una válvula 15 de amortiguador de
rueda superior respectiva para cada cámara superior 51 de cada
cilindro de rueda 8.
Un acumulador 16 también puede estar previsto
para cada circuito de fluido 7. En la disposición mostrada en las
figs. 1 y 2, cada acumulador 16 está previsto en la unión entre el
conducto inferior 10 y el conducto transversal 11. Una válvula 19
de amortiguador de acumulador está prevista en la boca de cada
acumulador 16.
Una válvula 26 de control de flujo está prevista
en el paso de puente 20 para controlar la circulación de fluido a
través del paso de puente 20. La válvula 26 de control de flujo es
controlada por una unidad de control electrónico (ECU) 27 que
controla la válvula 26 en función de diferentes parámetros
operativos. La fig. 2 muestra la ECU 27 recibiendo señales desde un
sensor 35 de entrada de dirección situado en un volante 40 del
vehículo, un sensor 36 de aceleración lateral y un sensor 37 de
velocidad.
Como los cilindros de rueda 8 mostrados en la
fig. 2 incluyen vástagos de pistón 54, 55 que se extienden desde
ambos lados del pistón 53 tal cilindro de rueda 8 no proporciona
soporte para el vehículo. El soporte es por ello proporcionado de
modo sustancial completamente por los medios 17a, 17b de soporte del
vehículo que están mostrados esquemáticamente como muelles
helicoidales en la fig. 2.
La fig. 3 es una vista detallada del cilindro de
rueda 8 de la fig. 2 y sus válvulas 15, 18 de amortiguador de rueda
asociadas. La válvula inferior 18 de amortiguador de rueda, que está
mostrada esquemáticamente en la fig. 3, proporciona una restricción
de circulación de fluido a la cámara inferior 52 mientras que
permite una circulación de fluido relativamente sin impedimentos
desde esa cámara inferior 52. Por comparación, la válvula superior
15 de amortiguador, también mostrada esquemáticamente en la fig. 3,
restringe la circulación de fluido desde la cámara superior 51
mientras que al mismo tiempo proporciona una circulación de fluido
relativamente sin impedimentos a la cámara superior 51. Esta
disposición permite que una presión positiva sea mantenida en las
cámaras superior e inferior 51, 52 y los conductos superior e
inferior 9, 10 para impedir por ello que se forme un vacío en
ellos. Esto puede dar como resultado una aireación del fluido que
puede hacer que el sistema 1 de amortiguación y control de balanceo
no funcione apropiadamente. Parte de un montaje de estilo
"cardan" para este diseño de cilindro de "vástago pasante"
está mostrado en 49.
La fig. 4 muestra una disposición posible
alternativa del cilindro de rueda 8 de acuerdo con el presente
invento. Este cilindro de rueda 8 incluye un vástago "falso"
61 que se extiende internamente a través del volumen interior 50
del cilindro de rueda 8. El vástago falso 61 está acomodado de modo
deslizable dentro de un vástago hueco 62 que está soportada por sí
mismo en el pistón 60. El pistón 60 y el vástago hueco 62 pueden por
ello deslizar sobre el vástago falso 60. Esta disposición minimiza
la diferencia en área entre la cara superior 60a y la cara inferior
60b del pistón 60. El cilindro de rueda 8 de acuerdo con esta
disposición proporcionará por ello un soporte mínimo para el
vehículo.
El cilindro de rueda mostrado en la fig. 4
podría también estar destinado a proporcionar una función de soporte
para el vehículo así como a proporcionar medios para control de
balanceo como se ha mostrado en la fig. 5. El vástago falso 61
cuando está situado dentro del vástago hueco 62 define una cámara de
vástago 63. El vástago falso 61 tiene un área 61a en su extremo
periférico. El diámetro del vástago falso 62, y por ello el área de
extremidad 61a pueden estar dimensionados de tal modo que el área de
la cara inferior 60b del pistón es al menos sustancialmente la
misma que el área de extremidad 61a del vástago falso. Cerrando
herméticamente la cámara superior 51 y ventilando la cámara de
vástago 63 a lo largo de un paso de ventilación 64 previsto a
través del vástago falso 61 de modo que resulte parte del sistema de
control de balanceo, esto permite que el cilindro de rueda funcione
también como un soporte para el vehículo. La cámara superior 51
cerrada herméticamente actuará en esta configuración como una
cámara de rebote para proporcionar un soporte elástico para el
vehículo de tal forma que pueda ser eliminada la necesidad de otros
medios de soporte tales como muelles helicoidales. La cámara
inferior 52 y la cámara de vástago 63 pueden entonces formar parte
respectivamente del circuito de fluido del sistema de control de
balanceo.
Las figs. 6a a 6j muestran esquemáticamente las
circulaciones de fluido a través del sistema de amortiguación y
control de balanceo durante diferente entrada de rueda y movimientos
del vehículo. La flecha designada con la letra D representa la
magnitud y dirección de la entrada de rueda al cilindro de rueda 8
inmediatamente adyacente a la flecha. Las flechas restantes
representan la dirección y magnitud de las circulaciones de fluido
dentro del sistema de amortiguación y control de balanceo. En todas
las figuras siguientes, la parte delantera del vehículo está
situada en la esquina superior izquierda de cada figura.
Las figs. 6a a 6c muestran las circulaciones de
fluido es respuesta a una entrada de una sola rueda. Debería
observase que los cilindros de rueda 8 están mostrados con un pistón
70 con un único vástago de pistón 71 que se extiende desde la cara
inferior del pistón 70. Tal cilindro de rueda 8 proporciona un
pequeño grado de soporte para el vehículo debido a la diferencia en
las áreas de las caras de pistón superior e inferior del pistón 70.
El grado de soporte proporcionado por el cilindro de rueda 8 puede
sin embargo ser minimizado teniendo el diámetro del vástago 71 tan
estrecho como sea físicamente posible.
Las figs. 6a y 6b muestran la circulación de
fluido cuando la válvula 26 de control de flujo en el paso de
puente 20 está cerrada. En la fig. 5a, se ha previsto una entrada de
rueda D al cilindro 8 de rueda trasera. Esto da como resultado un
movimiento hacia arriba del pistón 70 en él que reduce el volumen de
la cámara superior 72 de ese cilindro de rueda 8. Debido a que el
fluido es incompresible, algo de fluido es transferido a lo largo
del conducto superior 9 al acumulador 16. Debido al aumento en el
volumen en la cámara inferior 52 del cilindro de rueda 8 izquierda
trasera, el fluido debe ser extraído desde otra parte del sistema 1
de amortiguación y control de balanceo. Con este fin, el fluido
puede ser extraído desde el acumulador 16 situado en el conducto
superior 9 en el lado derecho del vehículo, a través del conducto
transversal 11 al conducto inferior 10 en el lado izquierdo del
vehículo. Ningún fluido es por ello extraído desde o dirigido hacia
los otros cilindros de rueda 8 y no hay por ello ningún
desplazamiento del vástago de pistón 71 de los otros cilindros de
rueda 8. Debería observarse que la válvula inferior 18 de
amortiguador de rueda asociada con el cilindro de rueda 8 trasera
izquierda y las válvulas 19 de amortiguador de acumulador controla
la amortiguación del movimiento del vehículo.
La fig. 6b muestra el efecto de una entrada D de
una sola rueda en el cilindro de rueda 8 delantera izquierda. En
comparación con la fig. 6a, una mayor magnitud de circulación de
fluido tiene lugar dentro del sistema 1 de amortiguación y control
de balanceo, siendo dirigido el fluido forzado desde la cámara
superior 72 del cilindro delantero izquierdo 8 al acumulador 16 en
el lado izquierdo del vehículo, siendo extraído más fluido desde el
acumulador 16 del lado derecho del vehículo a la cámara inferior 73
del cilindro delantero izquierdo 8. No hay de nuevo desplazamiento
del vástago de pistón 71 de los cilindros de rueda restantes 8. En
esta situación, la magnitud de circulación hacia y desde los
acumuladores es significativamente mayor que cuando la entrada de
una sola rueda es a uno de los cilindros de rueda trasera 8. La
amortiguación del movimiento del vehículo es por ello controlada
ampliamente por los acumuladores.
En la fig. 6c, la válvula 26 de flujo de fluido
está abierta permitiendo la circulación a través del paso de puente
20. Esta válvula 26 es abierta cuando el vehículo no sufre ningún
movimiento que plantee una demanda o solicitud en el sistema 1 de
amortiguación y control de balanceo. La misma entrada de rueda D al
cilindro de rueda izquierda delantera 8 simplemente da como
resultado que el fluido sea entregado desde la cámara superior 72
del mismo a lo largo del conducto superior 9, a través del conducto
transversal 11, el paso de puente 20, el otro conducto transversal
11, el conducto inferior 10, de nuevo a la cámara inferior 73 del
cilindro de rueda delantera izquierda 8. El fluido en otras
palabras fluye desde la cámara superior 72 hacia la cámara inferior
73 del cilindro de rueda 8 con poca o ninguna circulación de fluido
hacia y desde el acumulador 16 en cada circuito de fluido 7. La
amortiguación es por ello completamente controlada por la válvula
inferior 18 de amortiguador de rueda asociada con el cilindro de
rueda delantera izquierda 8. La amortiguación de una sola rueda en
esta situación es por ello la misma que la amortiguación de rebote
del sistema.
Las figs. 6d y 6e muestran las circulaciones de
fluido en el sistema 1 de amortiguación y control de balanceo
cuando se ha experimentado el rebote de dos ruedas. En ambas
figuras, la válvula 26 de control de flujo permanece cerrada. La
fig. 6d muestra una entrada de rueda D que es aplicada a los dos
cilindros de rueda trasera 8. La reducción en el volumen de la
cámara superior 72 de cada uno de los cilindros de rueda trasera 8
da como resultado que el fluido es empujado a través de los
conductos superiores 9 a lo largo de los conductos transversales 11
hacia las cámaras inferiores 73 del cilindro de rueda trasera
adyacente 8. No hay circulación de fluido hacia o desde los
cilindros de rueda delantera 8 o los acumuladores 19 y la
amortiguación es controlada por las válvulas inferiores 18 de
amortiguador de rueda de cada uno de dichos cilindros 8.
En la fig. 6e, se ha mostrado una entrada de
rueda D a los dos cilindros de rueda delantera 8. Esto da como
resultado una circulación de fluido correspondiente desde la cámara
superior 72 del cilindro de rueda delantera 8 hacia la cámara
inferior 73 del cilindro de rueda delantera adyacente 8. La
amortiguación es de nuevo controlada por las válvula inferiores 18
de amortiguador de rueda, con poca o ninguna circulación de fluido a
los acumuladores 16.
La fig. 6f muestra la circulación de fluido en
el sistema de control derecho 1 cuando una entrada de rueda D es
proporcionada a los cuatro cilindros de rueda 8, permaneciendo
cerrada la válvula 26 de control de flujo. El fluido desplazado
desde las cámaras superiores 72 de los cilindros de rueda 8 en un
lado del vehículo es desplazado a través del conducto transversal
11 y el conducto inferior 10 a las cámaras inferiores 73 de los
cilindros de rueda 8 del lado opuesto del vehículo. Hay poca o
ninguna circulación de fluido hacia y desde los acumuladores 16 y
la amortiguación es controlada por las válvulas inferiores 18 de
amortiguador de rueda.
Las figs. 6g y 6h muestran la válvula 26 de
control de flujo de fluido cerrada en la fig. 6g y abierta en la
fig. 6h. El movimiento de balanceo del vehículo da como resultado
que una entrada de rueda D es proporcionada a los cilindros de
rueda 8 en el lado izquierdo del vehículo en una dirección
ascendente, siendo la entrada de rueda a los cilindros de rueda 8
del lado derecho del vehículo en dirección descendente. El siguiente
resultado del flujo de fluido es que una cantidad sustancial de
fluido debe ser extraída desde el acumulador 16 de un circuito de
fluido 7, mientras que el acumulador del otro circuito de fluido 7
debe acomodar una cantidad sustancial de fluido. Los acumuladores
16 y sus válvulas 19 de amortiguador asociadas tienen por ello un
efecto sustancial de la rigidez de amortiguación y balanceo del
sistema 1 de control de balanceo cuando la válvula 26 de control de
flujo está cerrada.
Por comparación, en la fig. 6h, debido a que la
válvula 26 de control de flujo está abierta, la circulación de
fluido es "cortocircuitada" de tal modo que el fluido es
simplemente transferido entre las cámaras superior e inferior 72,
73 de cada cilindro de rueda 18 siendo extraído o alimentado poco o
ningún fluido a cada uno de los acumuladores 16. En esta
disposición, el acumulador 16 no tiene influencia en la rigidez de
balanceo del sistema 1 de amortiguación y control de balanceo.
Las figs. 6i y 6j muestran las circulaciones de
fluido dentro del sistema 1 de amortiguación y control de balanceo
durante el movimiento de articulación de las ruedas del vehículo. La
fig. 6i muestra el flujo de fluido cuando la válvula 26 de control
de flujo está cerrada, la fig. 6j muestra el flujo de fluido con la
válvula 26 de control de fluido abierta.
Con referencia a la fig. 6i, la entrada de rueda
D debido al movimiento de articulación de las ruedas simplemente da
como resultado la transferencia de fluido entre las cámaras
superiores 72 y las cámaras inferiores 73 de cada par de cilindros
de rueda 8 en cada circuito de fluido 7 sin transferencia de fluido
entre los circuitos de fluido 7. Por comparación, en la fig. 6j, la
apertura de la válvula de control de flujo 26 da como resultado de
nuevo el "cortocircuito" del flujo de fluido de tal modo que
hay simplemente una transferencia de fluido entre las cámaras
superior e inferior 72, 73 de cada cilindro de rueda 8.
Cualquier sistema de suspensión que incluya una
disposición de cilindros de fluido interconectados (tal como el
presente invento) responde a entradas produciendo fuerzas que pueden
ser situadas en cuatro categorías. Las primeras son fuerzas
elásticas producidas por compresión o acumulación del fluido y/o
resortes mecánicos en el sistema (y otras fuentes de elasticidad
tales como expansión de manguera), siendo esta fuerza elástica una
función del desplazamiento de uno o más de los cilindros de fluido.
El efecto de la fuerza elástica es más apreciable a frecuencias
bajas.
La segunda categoría de fuerzas son fuerzas de
fricción estáticas que tienen lugar cuando se ha iniciado el
movimiento del cilindro de rueda, o cuando la dirección de
movimiento es invertida. Estas fuerzas de fricción estáticas son a
menudo denominadas como fuerzas de "fricción estática" o
fuerzas de "fricción de rotura" y son debidas a la fricción
entre los cierres herméticos del vástago y del pistón y las
superficies respectivas de vástago y ánima.
La tercera categoría de fuerzas son fuerzas de
amortiguación que son función de la velocidad. Principalmente estas
fuerzas de amortiguación son reguladas por orificios, galgas y
resortes en las válvulas de amortiguador 15, 18, 19. Un componente
del sistema de amortiguación total es generalmente proporcionado por
"amortiguación en línea", es decir el flujo de fluido a lo
largo de los conductos que interconectan los cilindros de rueda en
el sistema. Las áreas en sección transversal de los cilindros de
rueda y los conductos de fluido y las longitudes de los conductos
de fluido deberían estar diseñadas para asegurar que el nivel de
amortiguación en línea proporcionado es de un nivel aceptablemente
bajo para los diferentes flujos posibles debido a los movimientos
de la suspensión en los modos antes descritos.
La cuarta categoría de fuerzas son las fuerzas
de inercia, debido principalmente a la aceleración del fluido a
través del sistema. Por ello, el efecto de inercia es más apreciable
a altas frecuencias y puede proporcionar un aislamiento reducido de
entradas de alta frecuencia y entradas de borde afilado que dan como
resultado vibración y ruido de la carrocería. Considérese un
sistema teórico que consiste de un cilindro con un área de pistón
Ap conectado a una línea de longitud L y al área Al y un fluido
incompresible de densidad \rho. Al pistón del cilindro se le da
una aceleración a. La fuerza resultante, debido a la inercia del
fluido en la línea, F es
F =
\frac{A_{p}{}^{2}}{A_{i}}xLx\rho
x\alpha
Puede verse que la fuerza de inercia es sensible
a la densidad del fluido (generalmente fija para fluidos
hidráulicos), longitud de línea y, área de línea y muy sensible al
área de pistón. Cualquier reducción en la longitud de línea y
aumento en el área de línea reducirá los efectos de inercia del
fluido. Es en la práctica más conveniente reducir la longitud de
línea en vez de aumentar el área de línea aumentando el diámetro de
los conductos de fluido. El último cambio puede conducir a
dificultades de embalaje bajo el vehículo debido al espacio
limitado disponible para instalar los conductos de fluido. Otro
cambio beneficioso que puede reducir los efectos de la inercia del
fluido es aumentar la ventaja mecánica (o relación de palanca) desde
las ruedas a los cilindros de fluido. Esto puede conducir a
presiones de pico mayores, pero a disminuir las aceleraciones de
fluido.
Los modos que probablemente van a ser
influenciados por entradas de alta frecuencia son una entrada de una
sola rueda y una entrada de bomba paralela de dos ruedas. En la
implantación del sistema de control de balanceo mostrada en las
figs. 1 a 6j, para una entrada de bomba paralela de dos ruedas, el
fluido es requerido que se desplace desde la cámara superior
izquierda delantera 51 a la cámara inferior izquierda delantera 52.
Hay un flujo menor en el acumulador 16 (véanse figs. 6d y 6e).
Para una entrada de una sola rueda el fluido
debe desplazarse directamente desde las cámaras de cilindro al
acumulador (véanse figs. 6a a 6c).
Con la válvula 26 de control de fluido abierta,
los flujos de entrada de bomba paralela de dos ruedas permanecen
sin cambios. Para una entrada de una sola rueda el flujo pasa ahora
a través de la válvula 26 de control de fluido con poco flujo a los
acumuladores 16.
En las situaciones anteriores en la implantación
del sistema de control de balanceo antes descrita, el fluido debe
desplazarse bajo líneas de una longitud razonable y un diámetro
razonable. Esto proporciona un efecto de inercia significativo.
Como el sistema proporciona soporte de balanceo
y debe proporcionar una distribución del momento de balanceo
adecuada los cilindros delanteros tienen generalmente un diámetro
mayor que el trasero. Debido a la sensibilidad al área de pistón la
parte frontal es más probable que muestre los efectos de inercia del
fluido que la parte posterior.
Las áreas de pistón están además fijadas por
presiones operativas requeridas máximas.
Otra disposición posible del sistema de control
de balanceo está mostrada en la fig. 7. La implantación de los
circuitos de fluido 7 ha sido variada para proporcionar el camino
más corto desde un cilindro delantero 8 al otro reduciendo la
longitud de línea y por tanto los efectos de inercia del fluido.
En particular, la cámara superior 51 de cada par
adyacente de cilindros de rueda delantera 8 está conectada por un
conducto de fluido respectivo 70 a la cámara inferior 52 del
cilindro de rueda delantera adyacente 8. Estos conductos de fluido
70 están conectados a los conductos de fluido correspondientes 70 de
los cilindros de rueda trasera por conductos de fluido
longitudinales 71 para proporcionar un par de conductos de fluido
del sistema. Durante el rebote de una sola rueda y de dos ruedas,
gran parte del fluido es transferido entre las cámaras de fluido 51
y 52 de cada par de cilindros de rueda delantera 8 y/o entre las
cámaras 51 y 52 de cada par de cilindros de rueda trasera 8.
Sólo una cantidad relativamente pequeña de
fluido necesita pasar a través de los conductos de fluido
longitudinales 71 donde los efectos de la inercia es probable que
sean más pronunciados. La apertura de la válvula 26 de control de
flujo, como se ha señalado previamente, da como resultado
cortocircuitos de los circuitos de fluido de tal modo que el fluido
es hecho fluir entre las cámaras superior e inferior 51 y 52 de los
cilindros de rueda 8.
Debido a que los efectos de inercia del fluido
es probable que sean más pronunciados en la parte frontal como se
ha señalado previamente, los acumuladores pueden estar previstos en
cada uno de los conductos de fluido 70 que conectan las cámaras de
cilindro de rueda delantera 51 y 52. Los acumuladores 16 actúan para
acomodar un gran flujo de fluido que resulta desde una entrada de
una sola rueda cuando la válvula 26 de control de flujo está
cerrada.
La fig. 8 muestra una variación de la
disposición mostrada en la fig. 6, estando previstos otros
acumuladores 16 en cada uno de los conductos de fluido 70 que
conectan las cámaras de cilindro de fluido traseras 51 y 52.
Los acumuladores añadidos 16 en los conductos de
fluido traseros 70 permiten que el fluido generalmente puentee el
conducto de fluido longitudinal 70 dando como resultado una menor
longitud de línea efectiva y efectos de inercia reducidos.
La realización preferida del sistema de control
de balanceo mostrada en la fig. 9 es similar a la disposición
mostrada en las figs. 1 y 2 excepto en que el único paso de puente
22 y la válvula 26 de control de flujo son sustituidos con un paso
de puente respectivo 20 y válvula 26 de control de flujo para cada
cilindro de rueda 8. Esto permite que la circulación de fluido para
cada cilindro de rueda 8 sea cortocircuitada independientemente
para permitir un flujo relativamente directo entre las cámaras
superior e inferior 51 y 52 de los cilindros de rueda 8.
Prever cuatro pasos de puente separados 20 y
válvulas de control de flujo situadas en cada uno de los cilindros
8 permite por ello un cortocircuito directo del sistema. La mayoría
del flujo es derivada directamente alrededor de cada cilindro 8 a
través de una línea de área corta y razonable para todas las
entradas con la válvula 26 de control de flujo abierta. Esto
proporciona una reducción significativa en los efectos de inercia
del fluido. La amortiguación es sin embargo mantenida aún ya que
los amortiguadores 15, 18 están en este bucle de fluido. El
funcionamiento con las cuatro válvulas 26 de control de flujo
cerradas no ofrecerá sin embargo ninguna mejora en la inercia del
fluido.
Las válvulas 26 de control de flujo podrían ser
digitales (encendido o apagado sólo), de múltiples posiciones o
proporcional dependiendo del nivel de control de amortiguación
requerido. La válvula 26 debe ser sellada cuando esté completamente
cerrada.
Las figs. 10a a 10c juntas ilustran otra
realización preferida del sistema de control de balanceo similar a
la realización mostrada en la fig. 1, pero en la que el paso de
puente 20 y la válvula 26 de control de balanceo están omitidos
(véase fig. 10c). Cada cilindro de rueda 8 está sin embargo
destinado a incluir un conjunto de control de flujo de fluido que
permite el flujo de fluido directo entre las cámaras superior e
inferior 51 y 52 de cada cilindro de rueda 8.
Los pistones 80 de cada cilindro de rueda tiene
una válvula de control 81 insertada en ellos (véanse figs. 10b y
10c). La válvula de control 81 controla el caudal de fluido a través
de un paso de pistón 82 proporcionando medios para la comunicación
de fluido entre las cámaras superior e inferior 51 y 52 del cilindro
de rueda 8. Se ha mostrado una válvula giratoria 81 pero cualquier
diseño es aplicable. Esta válvula giratoria 81 es giratoria por un
árbol 83 que pasa a través del vástago de pistón 84 entre una
posición abierta (fig. 10b) y una posición cerrada (fig. 10c). El
flujo de fluido entre las cámaras superior e inferior 51, 52 es
permitido cuando la válvula 81 está abierta. Esta válvula 81
conecta directamente la cámara superior e inferior de cada cilindro
proporcionando por ello un trayecto de fluido corto. Nuevamente los
efectos de inercia del fluido son significativamente reducidos. Un
amortiguador en línea 85 es requerido para amortiguar el flujo de
fluido a través del paso de pistón 82 para amortiguar por ello el
movimiento de la rueda, ya que los amortiguadores en los conductos
de fluido han sido efectivamente puenteados. Las válvulas 81 podrían
ser digitales (encendido o apagado sólo), de múltiples posiciones o
proporcional dependiendo del nivel de control de amortiguación
requerido en el modo de confort. La válvula 81 debe cerrar
herméticamente cuando está completamente cerrada. La construcción
de la válvula puede ser diferente a al ilustrada, tal como un disco
con agujeros previstos en él y unido al árbol 83. El pistón puede
tener galgas de acero de resorte en los agujeros en ambos lados del
pistón para proporcionar control de amortiguación. Los agujeros en
el disco pueden tener la forma de ranuras estrechadas para
proporcionar áreas de flujo variables y por ello un grado de control
de amortiguación variable.
La fig. 11 muestra una realización preferida del
sistema de control de balanceo que utiliza la implantación del
conducto de fluido del sistema mostrado en la fig. 7, pero incluye
además una válvula 26 de control de flujo respectiva para cada
cilindro de rueda.
Esta implantación minimiza los efectos de
inercia de fluido incluso cuando las válvulas 26 de control de flujo
están cerradas y proporciona otra reducción de efectos de inercia
del fluido con las válvulas 26 de control de flujo abiertas.
Debería sin embargo apreciarse que las válvulas 26 de control de
flujo podrían alternativamente estar dentro de los pistones 80 como
se ha mostrado en las figs. 10b y 10c.
La realización preferida mostrada en la fig. 12
es la misma que la disposición mostrada en la fig. 11 pero con
acumuladores traseros adicionales 16 por las mismas razones que en
la disposición mostrada en la fig. 8.
Claims (29)
1. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo para un sistema de suspensión del vehículo, teniendo el
vehículo al menos un par de conjuntos (2) de ruedas delanteras
lateralmente espaciados y al menos un par de conjuntos (3) de
ruedas traseras lateralmente espaciados, incluyendo cada conjunto de
rueda, una rueda (4) y un montaje de rueda (5) que sitúa la rueda
para permitir el movimiento de la rueda en una dirección
generalmente vertical con relación a una carrocería del vehículo, y
medios de soporte del vehículo (17a, 17b) para proporcionar al
menos sustancialmente una parte principal de soporte para el
vehículo; incluyendo el sistema de amortiguación y control de
balanceo: cilindros de rueda (8) que pueden situarse respectivamente
entre cada montaje (5) de rueda y la carrocería del vehículo,
incluyendo cada cilindro de rueda un volumen interior separado en
primera y segunda cámaras (51, 52) por un pistón (53) soportado
dentro del cilindro de rueda; un primer y segundo circuitos de
fluido (9, 10) que proporcionan respectivamente comunicación de
fluido entre los cilindros de rueda (8) por conductos de fluido,
proporcionando cada uno de dichos circuitos de fluido comunicación
de fluido entre las primeras cámaras de los cilindros de rueda a un
lado del vehículo y las segundas cámaras de los cilindros de rueda
en el lado opuesto del vehículo para proporcionar por ello soporte
de balanceo desacoplado del modo de alabeo del sistema de
suspensión del vehículo proporcionando una rigidez al balanceo
alrededor de un actitud de balanceo de nivel al tiempo que
proporciona simultáneamente una rigidez de alabeo sustancialmente
de cero; incluyendo cada circuito de fluido uno o más acumuladores
(16) de fluido para proporcionar elasticidad al balanceo; estando
caracterizado el sistema de amortiguación y control de
balanceo por medios amortiguadores (15, 18) para controlar el
caudal de fluido que sale directamente o entra al menos en una
cámara de cada cilindro de rueda; y proporcionando por ello el
sistema de amortiguación y control de balanceo sustancialmente la
totalidad de la amortiguación del sistema de suspensión del
vehículo.
2. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según la reivindicación 1ª, en el que los medios de
soporte (17a, 17b) proporcionan al menos sustancialmente la
totalidad del soporte para el vehículo.
3. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según la reivindicación 1ª o 2ª, en el que los medios
(17b) de soporte del vehículo para al menos un extremo del vehículo
incluyen primeros medios de soporte (23), soportando los primeros
medios de soporte al menos una parte de la carga sobre las ruedas y
proporcionando sustancialmente una rigidez al balanceo y al alabeo
de cero.
4. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 3ª, en el
que el circuito de fluido incluye un primer conducto (9) de fluido
que proporciona comunicación de fluido entre las primeras cámaras
(51) de los cilindros de rueda en un lado del vehículo, y el segundo
conducto (10) de fluido que proporciona comunicación de fluido
entre las segundas cámaras (52) de los cilindros de ruedas en el
lado opuesto del vehículo, estando el primer y segundo conductos de
fluido en comunicación de fluido.
5. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 3ª, en el
que cada circuito de fluido incluye un primer y segundo conductos
(9, 10) diagonales de fluido, cada uno de los cuales proporciona
respectivamente comunicación de fluido entre la primera cámara (51)
de un cilindro de rueda en un lado del vehículo y la segunda cámara
(52) del cilindro de rueda diagonalmente opuesto en el otro lado
del vehículo, estando el primer conducto (9) de fluido diagonal
entre un par de cilindros de rueda diagonalmente opuestos en
comunicación de
fluido con el segundo conducto (10) de fluido diagonal entre el otro par de cilindros de rueda diagonalmente opuestos.
fluido con el segundo conducto (10) de fluido diagonal entre el otro par de cilindros de rueda diagonalmente opuestos.
6. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 3ª, en el
que cada circuito de fluido incluye un conducto de fluido frontal
que proporciona comunicación de fluido entre los cilindros de rueda
de los conjuntos de rueda delanteras, y un conducto de fluido
posterior que proporciona comunicación de fluido entre los
cilindros de rueda de los conjuntos de rueda traseras,
proporcionando los conductos delanteros y traseros respectivamente
comunicación de fluido entre la primera cámara (51) del cilindro de
rueda en un lado del vehículo con la segunda cámara (52) del
cilindro de rueda en el lado opuesto del vehículo, estando los
conductos delanteros y traseros en comunicación de fluido.
7. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el que los medios amortiguadores (15, 18) están situados en o dentro
de los cilindros de rueda (8).
8. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 6ª, en el
que los medios amortiguadores (15, 18) están situados en los
conductos (9, 10).
9. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 6ª, en el
que los medios amortiguadores están situados en un bloque múltiple,
proporcionando el bloque múltiple comunicación de fluido entre el
primer y segundo conductos (9, 10) para formar el primer y segundo
circuitos de fluido.
10. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 6ª, en el
que los medios amortiguadores (15, 18) son válvulas de amortiguador
bidireccionales para controlar el caudal de fluido hacia y desde al
menos la primera o segunda cámara (51, 52) de cada uno de dichos
cilindros de rueda.
11. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que
incluye además medios para puentear los medios amortiguadores (15,
18).
12. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 6ª, en el
que los medios amortiguadores (15, 18) incluyen una válvula de
amortiguador unidireccional para controlar el caudal desde cada una
de dichas cámaras de cada uno de dichos cilindros de rueda.
13. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según la reivindicación 12ª, en el que la válvula de
amortiguador unidireccional es usada en paralelo con una válvula
anti-retorno.
14. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el que cada circuito de fluido (9, 10) incluye un segundo acumulador
(16) de fluido, y una válvula de conmutación de elasticidad de
balanceo situada entre el segundo acumulador y el circuito de fluido
para comunicar selectivamente el segundo acumulador con dicho
circuito de fluido y controlar por ello el grado de elasticidad de
balanceo.
15. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el que al menos uno de los acumuladores (16) en cada circuito de
fluido incluye un medio (19) de amortiguador de acumulador para
controlar el caudal de fluido hacia dentro y hacia fuera del
acumulador.
16. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según la reivindicación 15ª, en el que un paso de
derivación está previsto alrededor de los medios amortiguadores para
el acumulador, incluyendo el paso de derivación una válvula para
abrir o cerrar el paso de derivación.
17. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el que el sistema de control de balanceo tiene una carga previa de
presión.
18. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el que cada cilindro de rueda (8) asociado con al menos uno de dicho
par de conjuntos de rueda espaciados lateralmente incluye un
vástago de pistón (54, 55) que se extiende respectivamente desde
lados opuestos del pistón (53), siendo el diámetro de cada vástago
de pistón al menos sustancialmente igual, de tal modo que el área
efectiva de pistón en la primera y segunda cámaras de cada cilindro
de rueda son al menos sustancialmente iguales.
19. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 17ª, en el
que cada cilindro de rueda (8) asociado con al menos uno de dichos
pares de ruedas espaciadas lateralmente incluye un vástago de
pistón hueco (62) y un vástago interior (61) extendiéndose dicho
vástago de pistón hueco desde un lado (60) del pistón a través de
una cámara (52) del cilindro, estando soportado dicho vástago
interior dentro de la otra cámara del cilindro de rueda y al menos
parcialmente acomodado dentro del vástago de pistón hueco (72) para
formar una cámara de vástago (63), teniendo el cilindro una primera
cámara anular (51), una segunda cámara anular (52) y la cámara de
vástago (63).
20. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según la reivindicación 19ª en el que la primera cámara
(51) del sistema de amortiguación y control de balanceo es la
primera cámara anular (51) y la segunda cámara (52) del sistema de
amortiguación y control de balanceo es la segunda cámara anular
(52).
21. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según la reivindicación 19ª en el que la primera cámara
del sistema de amortiguación y control de balanceo es la cámara de
vástago (63) y la segunda cámara del sistema de amortiguación y
control de balanceo es la segunda cámara anular (52).
22. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según la reivindicación 21ª en el que la segunda cámara
anular (52) tiene un área de pistón efectiva mayor que la cámara de
vástago (63).
23. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según la reivindicación 21ª en el que la segunda cámara
anular (52) tiene el mismo área de pistón efectiva que la cámara de
vástago (63).
24. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según la reivindicación 21ª, en el que la primera cámara
anular (51) del cilindro de rueda forma parte de un circuito de
soporte para el vehículo.
25. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes que
incluye además medios de selección (20, 26, 27, 36, 37) para
proporcionar selectivamente comunicación de fluido entre el primer
y segundo circuitos de fluido.
26. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según la reivindicación 25ª, en el que dichos medios de
selección incluyen al menos un paso de puente (20) que conecta
dichos primer y segundo circuito de fluido (9, 10), y una válvula
(26) de control de flujo para controlar el flujo a través del paso
de puente.
27. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según la reivindicación 28ª, que incluye además un
acumulador (16) sobre el paso de puente.
28. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según la reivindicación 26ª o 27ª, en el que un paso de
puente respectivo y una válvula (26) de control de flujo están
previstos para cada cilindro de rueda.
29. Un sistema de amortiguación y control de
balanceo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el que el pistón de cada cilindro de rueda incluye una válvula (81)
de control de flujo integral y una válvula (85) de amortiguador
para controlar la circulación entre la primera y la segunda
cámaras.
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