RU148358U1

RU148358U1 - PNEUMAHYDRAULIC SUSPENSION OF A CAR

Info

Publication number: RU148358U1
Application number: RU2014130798/11U
Authority: RU
Inventors: Петр Иванович Тарасов; Александр Михайлович Дерягин; Дмитрий Николаевич Андрюшенков
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2014-12-10

Abstract

1. Пневмогидравлическая подвеска автомобиля, включающая левый и правый цилиндры, каждый из которых содержит сжатый газ, рабочую жидкость, снабжен разделителем и штоком с поршнем, трубопроводы, гидрораспределитель с уравновешенным калиброванными пружинами золотниковым плунжером, бак, насосы, отличающаяся тем, что цилиндры с помощью трубопроводов, гидрораспределителя, обратных клапанов и дросселя соединены с баком и насосом с возможностью вытеснения рабочей жидкости из цилиндров в бак под воздействием неравных нагрузок на левый и правый цилиндры и нагнетания ее насосом обратно при выравнивании указанных нагрузок.2. Пневмогидравлическая подвеска автомобиля по п. 1, отличающаяся тем, что шток с поршнем в каждом цилиндре выполнены с каналами для перетекания рабочей жидкости из цилиндра в систему трубопроводов и обратно.1. Pneumo-hydraulic suspension of the vehicle, including left and right cylinders, each of which contains compressed gas, working fluid, is equipped with a separator and a piston rod, pipelines, a directional valve with balanced springs, a spool plunger, a tank, pumps, characterized in that the cylinders with pipelines, control valves, check valves and a throttle connected to the tank and pump with the possibility of displacing the working fluid from the cylinders into the tank under the influence of unequal loads on the left and right cylinders and pumping it back when balancing the indicated loads. 2. The pneumatic-hydraulic suspension of a vehicle according to claim 1, characterized in that the rod with a piston in each cylinder is made with channels for flowing working fluid from the cylinder to the piping system and vice versa.

Description

Полезная модель относится к автомобильному транспорту и может быть использована в карьерных автосамосвалах при перевозке крупных кусков скальных пород (негабаритов).The utility model relates to road transport and can be used in mining dump trucks for transportation of large pieces of rock (oversized).

Известна пневмогидравлическая подвеска автомобиля, которая включает цилиндры, наполненные сжатым газом и жидкостью, между которыми имеется разделитель - [1, с.212]. Давление от подрессоренной части автомобиля передается через корпус каждого цилиндра последовательно на газ, разделитель, жидкость и поршень, который штоком соединен с неподрессоренной частью.Known pneumo-hydraulic suspension of the car, which includes cylinders filled with compressed gas and liquid, between which there is a separator - [1, p.212]. The pressure from the sprung part of the car is transmitted through the body of each cylinder sequentially to the gas, separator, fluid and piston, which is connected to the unsprung part by a rod.

Недостатком этой подвески является отсутствие у нее возможности выравнивания нагрузок на левые и правые (по ходу движения) цилиндры и соответствующие колеса в процессе размещения груза в кузове и последующей его транспортировки.The disadvantage of this suspension is the lack of the ability to equalize the loads on the left and right (in the direction of travel) cylinders and the corresponding wheels in the process of placing cargo in the body and its subsequent transportation.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков является гидравлическое устройство для повышения устойчивости транспортных средств (патент РФ №2249521, кл. B61F 5/02, 2003) - [2]. Это устройство позволяет предотвращать поперечный крен грузовой платформы при движении транспортного средства на криволинейных участках и неровностях дороги, а также откосах.The closest to the claimed utility model in terms of essential features is a hydraulic device for increasing the stability of vehicles (RF patent No. 2249521, class B61F 5/02, 2003) - [2]. This device allows you to prevent the lateral roll of the cargo platform when the vehicle is moving on curved sections and uneven roads, as well as slopes.

Грузовая платформа крепится к ходовой части на опорно-шарнирных соединениях, расположенных на продольной оси и торцах ходовой части. Устройство устанавливается между грузовой платформой и ходовой частью и включает реверсивные гидроцилиндры, камеру золотникового плунжера, распределительную камеру. Корпуса реверсивных гидроцилиндров закрепляются на ходовой части шарнирно и симметрично оси под углом к горизонтальной плоскости, а штоки - симметрично краям основания грузовой платформы, верхняя полость первого (т.е. левого от оси по ходу движения транспортного средства) гидроцилиндра трубопроводами связана с нижней полостью второго (т.е. правого от оси), а нижняя полость первого - с верхней полостью второго. Управляющий сигнал вырабатывается при появлении разности давлений в верхних и нижних полостях гидроцилиндров и в соответствующих трубопроводах, связывающих полости и дополнительно подключенных к распределительной камере, где расположен уравновешенный калиброванными пружинами двусторонний клапан, обеспечивающий перераспределение потоков жидкости, поступающих в камеру золотникового плунжера. Плунжер перемещается на расстояние, пропорциональное указанной разности давлений и перекрывает или открывает отверстия магистралей: подающей жидкость под давлением, создаваемым насосом, и отводящей жидкость в бак.The cargo platform is attached to the chassis on the pivot joints located on the longitudinal axis and the ends of the chassis. The device is installed between the cargo platform and the chassis and includes reversible hydraulic cylinders, a spool-plunger chamber, a distribution chamber. The bodies of the reversing hydraulic cylinders are fixed on the undercarriage pivotally and symmetrically to the axis at an angle to the horizontal plane, and the rods are symmetrical to the edges of the base of the cargo platform, the upper cavity of the first (i.e. left from the axis in the direction of the vehicle) hydraulic cylinder is connected by pipelines to the lower cavity of the second (i.e., right from the axis), and the lower cavity of the first - with the upper cavity of the second. The control signal is generated when a pressure difference appears in the upper and lower cavities of the hydraulic cylinders and in the corresponding pipelines connecting the cavities and additionally connected to the distribution chamber, where a bilateral valve balanced by calibrated springs is located, which provides redistribution of fluid flows entering the spool plunger chamber. The plunger moves a distance proportional to the specified pressure difference and closes or opens the openings of the lines: supplying liquid under the pressure created by the pump and draining the liquid into the tank.

Недостатками прототипа являются сложность его конструкции (необходимость дополнительного опорно-шарнирного соединения грузовой платформы и ходовой части, наличие дополнительных гидроцилиндров) и возможная неравномерность нагрузок на левые и правые (по ходу движения транспортного средства) цилиндры подвески и соответствующие колеса, т.к. при горизонтальном положении грузовой платформы нагрузки на борта не всегда выравниваются.The disadvantages of the prototype are the complexity of its design (the need for additional support-articulated connection of the loading platform and the running gear, the presence of additional hydraulic cylinders) and the possible uneven loads on the left and right (as the vehicle travels) suspension cylinders and corresponding wheels, because when the cargo platform is horizontal, the side loads do not always equalize.

Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции устройства, обеспечивающего надежное выравнивание нагрузок на левые и правые (по ходу движения) цилиндры подвески и соответствующие колеса при размещении груза в кузове автомобиля.The objective of the proposed utility model is to simplify the design of the device, which provides reliable load balancing on the left and right (in the direction of travel) suspension cylinders and corresponding wheels when placing cargo in the car body.

Сущность предлагаемой полезной модели состоит в следующем. Пневмогидравлическая подвеска автомобиля включает левый и правый цилиндры (например, задние), каждый из которых содержит сжатый газ и рабочую жидкость, между которыми размещен разделитель. Рабочая жидкость в цилиндре расположена над поршнем, закрепленным на штоке, который шарнирно установлен на неподрессоренной части автомобиля. В поршне и штоке выполнен канал для отвода рабочей жидкости из цилиндра, корпус последнего шарнирно закреплен на подрессоренной части автомобиля. Таким образом, давление в рабочей жидкости создается силой тяжести подрессоренной части, действующей последовательно на корпус цилиндра, сжатый газ, разделитель. От рабочей жидкости сила давления передается на поршень, шток и неподрессоренную часть автомобиля.The essence of the proposed utility model is as follows. The air-hydraulic suspension of the vehicle includes left and right cylinders (for example, rear), each of which contains compressed gas and working fluid, between which a separator is placed. The working fluid in the cylinder is located above the piston mounted on the rod, which is pivotally mounted on the unsprung part of the car. In the piston and rod, a channel is made for draining the working fluid from the cylinder, the housing of the latter is pivotally mounted on the sprung part of the car. Thus, the pressure in the working fluid is created by the gravity of the sprung part, acting sequentially on the cylinder body, compressed gas, separator. From the working fluid, the pressure force is transmitted to the piston, rod and unsprung part of the car.

Канал в поршне и штоке каждого цилиндра трубопроводами соединен с гидрораспределителем, баком и насосом с возможностью вытеснения рабочей жидкости из цилиндра в бак и нагнетания насосом из бака обратно. Гидрораспределитель включает уравновешенный калиброванными пружинами золотниковый плунжер, который имеет возможность перемещаться при возникновении разности давлений рабочей жидкости, подводимой соответственно из левого и правого цилиндра, на его торцевые поверхности и перекрывать или открывать отверстия для соединения трубопроводов и соответствующих цилиндров с баком. Трубопроводы, соединяющие каждый цилиндр напрямую с насосом, содержат обратные клапаны, позволяющие нагнетать рабочую жидкость в цилиндр и, соответственно, предотвращать ее вытеснение из цилиндра в насос, а в трубопроводе между гидрораспределителем и баком установлен дроссель.The channel in the piston and rod of each cylinder is connected by pipelines to the control valve, tank and pump with the possibility of displacing the working fluid from the cylinder into the tank and pumping it back from the tank. The control valve includes a spool plunger balanced by calibrated springs, which can move when there is a difference in pressure of the working fluid supplied from the left and right cylinders, respectively, to its end surfaces and block or open openings for connecting pipelines and corresponding cylinders to the tank. The pipelines connecting each cylinder directly to the pump contain check valves that allow the pumped fluid to be pumped into the cylinder and, accordingly, prevent its displacement from the cylinder to the pump, and a throttle is installed in the pipeline between the valve and the tank.

Выравнивание нагрузок на левый и правый цилиндры происходит следующим образом. До начала загрузки кузова золотниковый плунжер в гидрораспределителе занимает среднее положение и перекрывает отверстия для соединения цилиндров с баком. После размещения груза в кузове автомобиля давление рабочей жидкости, например, в правом цилиндре может превысить соответствующее давление в левом цилиндре (в случае смещения груза к правому борту).The load balancing on the left and right cylinders is as follows. Prior to loading the body, the spool plunger in the control valve is in the middle position and closes the openings for connecting the cylinders to the tank. After placing the cargo in the car body, the pressure of the working fluid, for example, in the right cylinder may exceed the corresponding pressure in the left cylinder (in case of displacement of the cargo to the right side).

В этом случае золотниковый плунжер в гидрораспределителе сместится влево, при этом откроются отверстия для вытеснения по соответствующим трубопроводам рабочей жидкости из левого цилиндра в бак. В результате левый борт автомобиля опустится ниже правого борта, и груз в кузове переместится к левому борту. Таким образом, произойдет выравнивание нагрузок на левый и правый цилиндры, что обеспечит равенство давлений рабочей жидкости на торцевые поверхности золотникового плунжера, который под действием пружин займет среднее положение, и вытеснение жидкости из левого цилиндра в бак прекратится. Время опускания левого борта и выравнивания нагрузок определяется площадью сечения трубопроводов и дросселем, установленным на входе в бак.In this case, the spool plug in the directional control valve will shift to the left, and holes will open to expel the working fluid from the left cylinder to the tank through the corresponding pipelines. As a result, the left side of the car will fall below the starboard side, and the cargo in the body will move to the left side. Thus, the loads on the left and right cylinders will be balanced, which will ensure that the pressures of the working fluid are equal on the end surfaces of the spool plunger, which, under the action of the springs, will occupy a middle position, and the displacement of fluid from the left cylinder into the tank will stop. The time for lowering the port side and load balancing is determined by the cross-sectional area of the pipelines and the throttle installed at the entrance to the tank.

После окончания транспортировки и разгрузки кузова рабочая жидкость при помощи насоса нагнетается в левый цилиндр, в результате подрессоренная часть автомобиля принимает первоначальное положение.After the transportation and unloading of the body is completed, the working fluid is pumped into the left cylinder by means of a pump, as a result, the sprung part of the car takes its original position.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяют, в частности, за счет:A new set of structural elements, as well as the presence of connections between them, allow, in particular, due to:

- включения в подвеску гидрораспределителя с уравновешенным калиброванными пружинами золотниковым плунжером, который имеет возможность перемещаться при возникновении разности давлений рабочей жидкости в левом и правом цилиндре подвески, и выполнения штока и поршня в каждом цилиндре с каналом для отвода рабочей жидкости через трубопроводы, гидрораспределитель и дроссель в бак обеспечить возможность вытеснения рабочей жидкости, например, из левого цилиндра в бак в том случае, если давление в правом цилиндре превысит давление в левом цилиндре, что позволит опустить левый борт автомобиля ниже его правого борта, сместить груз в кузове к левому борту и выровнять нагрузки на левый и правый цилиндры;- inclusion in the suspension of the directional valve with balanced springs, a spool plunger that can move when there is a difference in pressure of the working fluid in the left and right cylinder of the suspension, and the rod and piston in each cylinder with a channel for draining the working fluid through pipelines, the control valve and the throttle in the tank to provide the possibility of displacing the working fluid, for example, from the left cylinder to the tank if the pressure in the right cylinder exceeds the pressure in the left qi Lindra, which will lower the left side of the car below its starboard side, shift the load in the body to the left side and align the load on the left and right cylinders;

- включения в подвеску насоса, соединенного трубопроводами, снабженными обратными клапанами, с цилиндрами, обеспечить после разгрузки кузова автомобиля нагнетание рабочей жидкости в цилиндры и возвращение подрессоренной части автомобиля в первоначальное положение.- inclusion in the suspension of a pump connected by pipelines equipped with non-return valves with cylinders, after unloading the car body, ensure that the working fluid is pumped into the cylinders and the sprung part of the car is returned to its original position.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемой подвески, на фиг. 2 показан гидрораспределитель. Подвеска автомобиля (например, задняя) содержит левый цилиндр 1 и правый цилиндр 2, бак 3 и насосы 4 (фиг. 1). В каждом из цилиндров 1 и 2 размещены разделитель 5, выше которого находится, полость 6 со сжатым газом, а ниже - полость 7 с рабочей жидкостью, и шток с поршнем 8, выполненные с каналом 9, по которому рабочая жидкость из полости 7 может вытесняться через трубопровод 10 в гидрораспределитель 11 и далее по трубопроводу 12 через дроссель 13 в бак 3. Каждый из насосов 4 имеет возможность откачивать рабочую жидкость из бака 3 по трубопроводу 14, снабженному обратным клапаном 15, и по каналу 9 в полость 7 цилиндров 1 и 2. Гидрораспределитель 11 содержит золотниковый плунжер 16, уравновешенный калиброванными пружинами 17 в среднем положении, показанном на фиг. 2, при котором давление рабочей жидкости на его левую и правую торцевые поверхности должно быть одинаково.In FIG. 1 shows a diagram of the suspension, in FIG. 2 shows a valve. The car suspension (for example, rear) contains the left cylinder 1 and the right cylinder 2, tank 3 and pumps 4 (Fig. 1). In each of the cylinders 1 and 2 there is a separator 5, above which there is a cavity 6 with compressed gas, and below it is a cavity 7 with a working fluid, and a rod with a piston 8, made with a channel 9, through which the working fluid from the cavity 7 can be displaced through line 10 to the control valve 11 and then through line 12 through the throttle 13 to the tank 3. Each of the pumps 4 has the ability to pump the working fluid from the tank 3 through the pipe 14, equipped with a check valve 15, and through the channel 9 into the cavity 7 of the cylinders 1 and 2 . The control valve 11 contains a spool a plunger 16 balanced by calibrated springs 17 in the middle position shown in FIG. 2, in which the pressure of the working fluid on its left and right end surfaces should be the same.

Упоры 18 ограничивают перемещение золотникового плунжера 16 таким образом, что при максимальном его смещении, например, в левую сторону, левый трубопровод 10 соединяется с трубопроводом 12, а правый трубопровод 10 - не соединяется.The stops 18 restrict the movement of the spool plunger 16 so that when it is maximally displaced, for example, to the left side, the left pipe 10 is connected to the pipe 12, and the right pipe 10 is not connected.

Работа предлагаемой подвески осуществляется следующим образом. При смещении груза в кузове автомобиля, например, к правому борту давление рабочей жидкости в полости 7 правого цилиндра 2 превысит давление в полости 7 левого цилиндра 1. По каналу 9 правого цилиндра 2 и трубопроводу 10 определенное количество рабочей жидкости поступит в правую часть гидрораспределителя 11, золотниковый плунжер 16 при этом сместится влево до контакта с левым упором 18, и левый трубопровод 10 соединится с трубопроводом 2, что соответственно обеспечит вытеснение рабочей жидкости из левого цилиндра 1 в бак 3. Т.к. трубопровод 12 снабжен дросселем 13, то указанное вытеснение рабочей жидкости происходит замедленно, и левый борт автомобиля плавно опустится ниже правого борта, при этом груз в кузове переместится к левому борту. Таким образом, произойдет выравнивание нагрузок на левый цилиндр 1 и правый цилиндр 2, что обеспечит равенство давлений рабочей жидкости на соответствующие торцевые поверхности золотникового плунжера 16, который под действием калиброванных пружин 17 вновь займет среднее положение, и вытеснение жидкости из левого цилиндра 1 в бак 3 прекратится.The work of the proposed suspension is as follows. When the load is displaced in the car body, for example, to the starboard side, the pressure of the working fluid in the cavity 7 of the right cylinder 2 will exceed the pressure in the cavity 7 of the left cylinder 1. Through the channel 9 of the right cylinder 2 and the pipeline 10, a certain amount of working fluid will enter the right side of the valve 11, the spool plunger 16 will shift to the left until it contacts the left stop 18, and the left pipe 10 will connect to the pipe 2, which accordingly will ensure the displacement of the working fluid from the left cylinder 1 into the tank 3. Since the pipeline 12 is equipped with a throttle 13, then the indicated displacement of the working fluid is slower, and the left side of the car will gradually fall below the right side, while the load in the body will move to the left side. Thus, the loads on the left cylinder 1 and the right cylinder 2 will be balanced, which will ensure that the pressures of the working fluid are equal on the corresponding end surfaces of the spool plunger 16, which, under the action of calibrated springs 17, will again occupy the middle position, and the liquid will be displaced from the left cylinder 1 to tank 3 will stop.

После разгрузки кузова рабочая жидкость при помощи левого насоса 4 по трубопроводу 14 и через обратный клапан 15 нагнетается в левый цилиндр 1, в результате подрессоренная часть автомобиля принимает первоначальное положение.After unloading the body, the working fluid using the left pump 4 through the pipe 14 and through the check valve 15 is pumped into the left cylinder 1, as a result, the sprung part of the car takes its original position.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:Sources of information taken into account when preparing the application:

1. Нарбут, А.Н. Автомобили: Рабочие процессы и расчет механизмов и систем: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.Н. Нарбут. - М: Издательский центр «Академия», 2007. - 256 с.1. Narbut, A.N. Cars: Workflows and the calculation of mechanisms and systems: a textbook for students. higher textbook. institutions / A.N. Narbut. - M: Publishing Center "Academy", 2007. - 256 p.

2 Патент - 2249521 РФ, МПК B61F 5/02. Гидравлическое устройство для повышения устойчивости транспортных средств / В.В. Сенкус, В.В. Шерстюк, П.В. Шерстюк и др. - №2003126975/11; Заявл. 04.09.2003; Опубл. 10.04.2005, Бюл. №10. - 8 с: ил.2 Patent - 2249521 RF, IPC B61F 5/02. Hydraulic device for increasing the stability of vehicles / V.V. Sencus, V.V. Sherstyuk, P.V. Sherstyuk et al. - No. 2003126975/11; Claim 09/04/2003; Publ. 04/10/2005, Bull. No. 10. - 8 s: ill.

Claims

1. Pneumo-hydraulic suspension of the vehicle, including left and right cylinders, each of which contains compressed gas, working fluid, is equipped with a separator and a piston rod, pipelines, a directional valve with balanced springs, a spool plunger, a tank, pumps, characterized in that the cylinders with pipelines, control valves, check valves and a throttle connected to the tank and pump with the possibility of displacing the working fluid from the cylinders into the tank under the influence of unequal loads on the left and right cylinders and pump it back when balancing the indicated loads.

2. Pneumo-hydraulic suspension of a vehicle according to claim 1, characterized in that the rod with a piston in each cylinder is made with channels for flowing working fluid from the cylinder to the piping system and vice versa.