Opublikowano: 18.Y.1970 59943 KI. 63 c, 40 MKP B 60 g UKD tff|OB Wlasciciel patentu: Moulton Development Limited, Bradford-on-Avon (Wielka Brytania) Uklad hydrauliczny zawieszenia do pojazdów mechanicznych Przedmiotem wynalazku jest uklad hydraulicz¬ ny zawieszenia do pojazdów mechanicznych.Znane sa sprzezone uklady zawieszen do pojaz¬ dów samochodowych, które zawieraja dwa her¬ metycznie uszczelnione, wypelnione ciecza, ele¬ menty hydrauliczne laczace mechanizmy zawie¬ szen tylnego i przedniego kola z jednej strony po¬ jazdu. Kazdy z takich elementów hydraulicznych obejmuje pare mechanizmów sprezynujacych, za¬ wierajacych komory o zmiennej objetosci, pola¬ czonych pojedynczo z odpowiednimi mechanizma¬ mi zawieszen. 'Kazdy z takich elementów hydrau¬ licznych zawiera jedna lub wieksza ilosc czesci sprezystych.W takich elementach wzrost cisnienia cieczy hydraulicznej, spowodowany ugieciem odpowied¬ niego mechanizmu zawieszania kola wywoluje sprezyste odksztalcenia elastycznej scianki. Powo¬ duje to powstawanie pionowych i promieniowych drgan. Kazdy z tych elementów hydraulicznych ma oddzielne zawory, regulujace przeplyw cieczy hydraulicznej, sluzacej do wytlumiania drgan me¬ chanizmu zawieszenia w odpowiednich ukladach hydraulicznych.W dotychczas stosowanych odmianach konstruk¬ cyjnych ukladów zawieszenia, elementy umiesz¬ czone z jednej strony pojazdu sa hydraulicznie polaczone ze soba przewodem rurowym, natomiast sam element ukladu nie ma polaczenia z identycz¬ nym elementem zawieszenia, znajdujacym sie z 10 15 30 przeciwnej strony pojazdu. Kazdy element ukla¬ du zawiera komore o zmiennej pojemnosci, która jest wypelniona ciecza i komore sprezynowa. Ma ona elastyczna scianke, polaczona ze sprezyna.Pomiedzy komora o zmiennej objetosci i komora sprezynowa istnieje polaczenie poprzez otwór w plytce rozdzielajacej obie komory. Wielkosc tego otworu jest regulowana zaworem.Przewód rurowy, laczacy komory sprezynowe elementów hydraulicznych zapewnia polaczenie mechanizmów zawieszania przedniego i tylnego kola z jednej strony pojazdu. Inaczej mówiac, przewód powyzszy jest przeprowadzony od komo¬ ry sprezynowej, a nie od komory o zmiennej ob¬ jetosci regulowanej przy pomocy tloka. Powoduje to, ze drgania wzdluzne pojazdu powstaja po wy¬ tlumieniu lub w trakcie tlumienia drgan piono¬ wych. W pewnych przypadkach moze okazac sie korzystne oddzielne tlumienie drgan wzdluznych i drgan pionowych i to jest celem niniejszego wy¬ nalazku.Qel ten zostal osiagniety zgodnie z wynalazkiem przez opracowanie takiej konstrukcji ukladu hy¬ draulicznego, w której rura laczaca ze soba ko¬ mory o zmiennej objetosci, moze byc umieszczo¬ na u dolu elementów hydraulicznych w przeci¬ wienstwie do polaczenia stosowanego dotychczas.Zawory tlumiace drgania reguluja w ten sam spo¬ sób przeplyw cieczy pomiedzy komorami o zmien¬ nej objetosci. Dzieki temu tlumione sa drgania 59 94359 943 pionowe tak, jak poprzednio, podczas, gdy zawo¬ ry tlumiace drgania nie beda mialy zadnego wplywu na drgania wzdluzne.Wytlumianie wzdluznych drgan moze byc re¬ alizowane przy pomocy mechanizmu ograniczaja¬ cego, umieszczonego w rurze laczacej, która moze byc polaczona z komora o zmiennej objetosci po¬ przez tlok lub poprzez plyte zaopatrzona w otwo¬ ry przelotowe. Próby przeprowadzone z pojazda¬ mi, zaopatrzonymi w uklady zawieszen wedlug wynalazku wykazaly, ze zaklócenia, spowodowane nierównoscia powierzchni drogi zostaly w znacz¬ nym stopniu wyeliminowane.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia hydrauliczny uklad zawiesze¬ nia przedniego i tylnego kola dla jednej strony pojazdu samochodowego; fig. 2 — odmiane ukla¬ du na fig. 1; fig. 3 — w przekroju podluznym od¬ miane wykonania elementu sprezysto-hydraulicz- nego ukladu z komora o zmiennej objetosci, któ¬ ry ma byc wlaczony w uklad przedstawiony sche¬ matycznie na fig. 2; fig. 4 — odmiane elementu hydraulicznego z fig. 3 w przekroju poprzecznym, a fig. 5 — odmiane elementu hydraulicznego z fig. 2.Na fig. 1 przedstawiono, ze kola 1 pojazdu sa¬ mochodowego sa podtrzymywane na ramionach 2 osadzonych obrotowo na czopach 3. W przypadku kól przednich, ramiona 2 stanowia, praktycznie biorac, jedno ramie czworokatnego lub rozwidlo¬ nego polaczenia dzwigniowego, zazwyczaj rozcia¬ gajacego sie od czopów 3, rozmieszczonych wzdluz pojazdu. W ukladzie zawieszenia tylnych kól, ra¬ miona 2 sa zazwyczaj narazone na rozciaganie; sa one podobnie osadzone na czopach 3. Ramiona 2 , ukladu zawieszenia sa sprzezone ze sprezysto-hy- draulicznymi elementami 7 o zmiennej objetosci.Ramiona 2 sa polaczone z tlokiem 8 za posredni¬ ctwem preta 6.Tlok 8 jest osadzony przesuwnie w( obudowie 9 i zamyka od dolu hermetycznie komore 10, która jest od góry zamknieta plyta 11. Przy obrocie kola wspólpracujacego z elementem hydraulicznym 7 ciecz jest doprowadzana lub odprowadzana z ko¬ mory 10 przez zawór zwrotny 12, oraz doprowa¬ dzana lub odprowadzana z komory 13, która jest zaopatrzona w sprezysta scianke 14. Scianka ta jest odporna na cisnienie cieczy w komorze 13 O zmiennej objetosci. Element hydrauliczny 7 jest sprzezony z przednim i tylnym kolem 1 z jednej strony pojazdu.Obudowa 9 obu elementów ukladu jest polaczo¬ na za posrednictwem przewodu rurowego 20, o jednakowym przekroju poprzecznym. Przewód 20, przynajmniej w wJeikszej czesci swej dlugosci, stanowi metalowa rurke. Przedstawiony powyzej uklad hydrauliczny pracuje niezaleznie od identy¬ cznego ukladu, znajdujacego sie po przeciwnej stronie pojazdu. Kazdy z tych ukladów jest zao- < patrzony w element sprezysty, na przyklad w po¬ staci sprezyny srubowej, która dziala na osadzona przesuwnie scianke 14 komory 13.Hydrauliczne elementy zawieszenia stanowia sprezyste mechanizmy, podtrzymujace konstrukcje 6 pojazdów. Sluza one do eliminowania glównych drgan, mianowicie drgan wzdluznych, pionowycli i promieniowych. Uklad zawieszenia jest utrzy¬ mywany w równowadze przy pomocy mechaniz- 5 mu, który wymusza pia przednich i tylnych ko¬ lach zajecie uprzednio wyznaczonej pozycji w sto¬ sunku do konstrukcji pojazdu. W ukladzie zawie¬ szenia wedlug wynalazku, przedstawionym na fig. 1, obudowa 9 obu elementów hydraulicznych jest 10 polaczona z kazdej strony pojazdu przewodem ru¬ rowym 20, laczacym komory 13 kazdego z ele¬ mentów, Przewód ten moze byc umieszczony po stronie doplywowej zaworów 12 i w tym przypadku la- 15 czy ze soba komory 10 dzieki czemu drgania wzdluzne pojazdu powstaja po wytlumieniu lub podczas tlumienia drgan pionowych. W niektórych przypadkach moze okazac sie korzystne oddziele¬ nie tlumienia drgan pionowych i drgan wzdluz- 20 nych. Jezeli przemieszczenie cieczy nastepuje do komory 10, oraz z tej komory, wytlumianie drgan o charakterze sprezystym moze spowodowac nie¬ korzystne zaklócenia w objetosci cieczy, powstale wskutek duzej czestotliwosci drgan kól pojazdu. 25 W celu zapobiezenia temu, plyte 11 zaopatruje sie w male otworki 15, przez które ciecz moze sie przedostawac.Wedlug innej odmiany wykonania wynalazku osiagnieto znaczny postep w wytlumianiu drgan 30 pionowych i wzdluznych.Przedstawiony na fig. 2 przewód rurowy 20 za¬ pewnia bezposrednie polaczenie pomiedzy komo¬ rami 10 o zmiennej objetosci przednich i tylnych elementów hydraulicznych 7. Zawory 12 reguluja 35 przeplyw cieczy do komory 13 i z tej komory. W tym przypadku tlumienie drgan pionowych uzy¬ skuje sie tak, jak poprzednio przez zawory 12, wówczas, gdy nie maja one juz mozliwosci regu¬ lowania wahan wzdluznych. 40 W ukladzie przedstawionym na fig. 2 drgania o duzej czestotliwosci spowodowane drganiami kól pojazdu wywoluja przede wszystkim przemiesz¬ czenie sie cieczy pomiedzy dwiema komarami 10 polaczonymi przewodem 20, co z kolei powoduje 45 przedostanie sie cieczy poprzez zawór 12 do ko~ mory 13.Na fig. 3 jest przedstawiona w powiekszeniu odmiana wykonania sprezystego elementu hydra¬ ulicznego z komorami o zmiennej objetosci. Tlok 53 8 jest .polaczony z obudowa 9 za posrednictwem sprezystej przepony 30. Plaszcz 31 jest zacisniety na obudowie 9. Jest on wykonany z metalu i re¬ guluje ksztalt przepony 30, podczas gdy tlok 8 jest wsuwany do tóbmory 10. 55 Regulacja przemieszczania sie przepony 30 pod wplywem plaszcza 31 odbywa sie w ten sposób, ze gdy tlok porusza sie w iMerunku komory 10, ciecz z niej wyplywa. Plyta 32 jest zacisnieta na obudowie 9 i stanowi tylna sciane komory 10. o Przewód wyjsciowy 33 prowadzi do .posredniej komory 34, polaczonej przewodem 20 z odpowied¬ nia komora identycznego elementu hydrauliczne¬ go wspólpracujacego z innymi kolem po tej sa¬ mej stronie pojazdu. Pomiedzy scianka metalowa 5 35 komory 34 w ksztalcie czaszy i wewnetrzna5 59 943 6 powierzchnia obudowy 9 znajduje sie wkladka gumowa 36 w ksztalcie stozka scietego. Elastycz¬ na czesc 37 zaworu 8 jest podtrzymywana przy pomocy scianki 35. Pierscieniowe obrzeze 38 czesci 37 naciska sprezyscie na przewód33. 5 Ciecz wyplywajaca z posredniej komory 34 wplywa do komory 13, znajdujacej sie pomiedzy obrzezem 38 i przewodem 33, powodujac ugiecie -obrzeza. Komora 13 jest komora o zmiennej obje¬ tosci, której elastyczna scianka 14 jest utworzona. 10 Wkladka gumowa 36. Jest zrozumiale, ze jezeli ci¬ snienie cieczy w komorze 13 wzrosnie, to wklad¬ ka 36 odksztalci sie, powodujac przesuw scianki 35 zgodnie z kierunkiem dzialania sily odksztalce¬ nia oraz przesuw czesci zaworu 37 w kierunku 15 wolnego konca przewodu 33.W przedstawionej wyzej odmianie wykonania komora 10 dziejki przewodowi 33 i posredniej ko¬ morze 34 jest bezposrednio polaczona z przewo¬ dem 20. Zgodnie z powyzszym, istnieje wolne, 20 bezposrednie polaczenie pomiedzy komora 10 i od¬ powiednia komora identycznego elementu hydra¬ ulicznego wspólpracujacego z drugim kolem tej .samej strony pojazdu. Ci,ecz znajduje sie w komo¬ rze 13 jedynie wtedy, gdy w calym ukladzie wzro- 25 snie cisnienie cieczy w stopniu wystarczajacym do zapewnienia odksztalcenia pierscieniowego .obrzeza 38 i pozwoli na przeplyw cieczy pomiedzy zaworem 37 i przewodem 33.Z drugiej strony, gdy cisnienie cieczy w ukla- 30 dzie spadnie ponizej wartosci cisnienia w komo¬ rze 13, obrzeze 38 zostanie odksztalcone w kie¬ runku przeciwnym, umozliwiajac przeplyw cie¬ czy z komory 13 do komory 34 i do pozostalych czesci ukladu. Gdy wkladka gumowa 36 zostanie 35 odksztalcona przy wzroscie cisnienia hydraulicz¬ nego w komorze 13 i poniewaz metalowa scianka 35 ma ksztalt czaszowy podobnie, jak ta czesc obu¬ dowy 9, do której przylega wkladka 36, wówczas przy odksztalceniu tej wkladki wystapia sily sci- 40 najace i sciskajace, co powoduje progresywny wzrost oporu sprezyny.Na fig. 4 przedstawiono odmiane wykonania elementu sprezystego pokazanego na fig. 3 w tym samym przekroju. W tym przypadku zastosowano 45 zamiast przewodu 20 bezposrednie odprowadzenie cieczy z komory 10 o zmiennej objetosci poprzez tlok 8, majacy centralny kanal 8a wylozony wklad¬ ka metalowa 8b. Wkladka ta sluzy do uchwyce¬ nia srodkowej czesci przepony 30 i jej neopreno- 50 wej wykladziny 30a. Tlok 8 jest wykonany jako odlew ze stopu lekkich metali i ma przelot 8c la¬ czacy przewód 20 i kanal 8a.Dzialanie elementu hydraulicznego przedstawio¬ nego na fig. 4 jest podobne do dzialania elemen- 55 tu na fig. 3, gdzie ciecz przeplywa tylko przez za¬ wór 37, oddzielajacy komore 13 od pozostalej cze¬ sci elementu hydraulicznego wówczas, gdy cisnie¬ nie cieczy w pozostalej czesci elementu hydrau¬ licznego wzrosnie wystarczajaco do pokonania 60 oporu zaworu 37. Wówczas zawór 37 sluzy tylko do wytlumienia drgan pionowych i promienio¬ wych.Tlumienie drgan wzdluznych uzyskuje sie przez -odpowiedni dobór srednicy przekroju poprzecz- 65 nego przewodu 20 lub przez umieszczenie mecha¬ nizmu tlumiacego w przewodzie 20. Poniewaz wymagana wartosc tlumienia drgan jest o wiele wieksza dla drgan pionowych i promieniowych niz dla drgan wzdluznych, mechanizm tlumiacy o parametrach wystarczajacych dla dwóch pierw¬ szych rodzajów drgan jest zbyt malo elastyczny dla wytlumienia drgan wzdluznych. Dlatego w przykladzie wykonania wynalazku przedstawio¬ nym na fig. 3 i 4 tlumienie drgan pionowych i wzdluznych nastepuje oddzielnie.W przedstawionych rozwiazaniach podano tylko taki przypadek, w którym komora 10 o zmiennej objetosci i komora 13 fig. 2, 3, 4 znajduje sie wewnatrz tej samej obudowy. W praktyce spre¬ zyna srubowa dzialajaca na scianke 14 nie musi jednak stanowic czesci integralnej elementu, co przedstawiono na fig. 5. Uklad moze byc równiez wykonany w takiej postaci, ze komora 13 stanowi jego osobna czesc i jest polaczona z komora 10 przewodem 50. Taki uklad pracuje w ten sam spo¬ sób, jak uklad przedstawiony na fig. 2. W tym rozwiazaniu zawór 12 reguluje wplyw lub wy¬ plyw cieczy z komory 13, nie spelniajac roli re¬ gulatora przeplywu cieczy pomiedzy polaczonymi komorami 10, 13. PL