RU1792847C - Подвеска с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к подвескам транспортных средств, в частности к подвескам с рекуперацией энергии колебаний. Сущность изобретени : гидромотором преобразуетс  сила давлени  гидрожидкости в энергию крут щего момента, который в дальнейшем может быть отведен к потребителю . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к подвескам транспортных средств, в частности к подве- м с рекуперацией энергии колебаний.

ска

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  подвеска с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства (авт.ав. № 1079474), содержаща  заполненный жидкостью цилиндр, в котэром установлен поршень, отдел ющий в Hi5M поршневую и штокрвую полости, гид- рог невматический аккумул тор, гидравли- чесса  полость которого через магистраль низкого давлени  и впускные клапанные устройства св зана с указанными штоковой и поршневой полост ми цилиндра, которые через выпускные клапанные устройства, магистраль высокого давлени  и регул тор св  заны с гидродвигателем привода генератор з, цилиндра, в штоке установлена направл юща  труба, один конец которой отюыт и заполнен жидкостью. В другом конце смонтирована упруга  диафрагма. при1 этом полость трубы между диафрагмой и жидкостью заполнена сжатым воздухом, а регул тор снабжен смонтированной в корпус; мембраной, нагруженной нажимным устройством, взаимодействующим с кулачком , кинематически св занным с указателем нагрузки транспортного средства.

Недостатком этой подвески  вл етс  недостаточность эффективности работы дл  широкого использовани , а именно:

1. Невозможность заправки газом и жидкостью полости штока без полной разборки устройства.

2. Невозможность обеспечени  существенной жесткости при резком увеличении амплитуды колебаний, увеличение и этих моментах давлени  в гидропневматической полости до высоких значений, что снижает надежность уплотнени .

3. Оказание противодавлени  гидромо- тору гидропневматическим аккумул тором, который снижает эффективность работы гидромотора, вследствие чего снижает эффективность рекуперации.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности работы и функциональных возможностей подвесок с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства.

Дл  достижени  этой цели в подвеске с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства в цилиндре, заполненной жидкостью, установлен поршень с штоко м, раздел ющий его на поршневую пневматиС/1

С

3

to

00

N v|

ческую и штоковую гидравлическую полости , в поршне выполнена кольцева  канавка-цилиндр на глубину хода поршн , куда помещаетс  кольцевой поршень с крышкой пневматической полости, раздел ющий на кольцевую с большей площадью и цилиндрическую с меньшей площадью части, кольцевой поршень совместно с кольцевой канавкой-цилиндром образует пневмопо- лость среднего давлени  со средней пло- щадью поршн , гидравлическа  полость цилиндра имеет св зь с внешней гидросистемой , состо щей из регул тора дренажного клапана, сообщенного с кольцевой пневмополостью низкого давлени  и соеди- ненного с гидроемкостью, сообщенной гидромотором , вход которого св зан с выходом гидрополости цилиндра через дренажный клапан, в поршне также имеютс  канавки- каналы дл  гидроуплотнени , сообщенные через обратный клапан с гидрополостью цилиндра , причем дл  автоматического регулировани  м гкости, жесткости в зависимости от нагрузки и осуществлени  рекуперации пневмоэнергии рабочи- ми объемами в направлении от объема высокого давлени  с меньшей площадью поршн  к рабочему объему низкого давлени  с большей площадью поршн  с помощью внешней соединительной трубки установлен обратный перепускной регулируемый клапан, и в обратном направлении установлен компрессионный насос двустороннего действи , штокова  полость которого сообщена через обратные клапаны с объемами высокого и низкого давлений, а поршнева  полость также через обратные клапаны сообщена входом с атмосферы и выходом с резервуаром пневмоэнергии, кроме того, соединительные трубки соеди- нены с электропневматическими переключател ми дл  дистанционного управлени  при заправке сжатым воздухом.

Конструктивное выполнение кольцевого поршн  с крышкой в цилиндре и кольце- ва  канавка-цилиндр в поршне, образовав в устройстве самосто тельные пневмополо- сти с различными давлени ми с различными площад ми поршней, позвол ет регулировать упругие элементы в широких пределах в зависимости от нагрузки. Поршнева  гидравлическа  полость совместно с гидросистемой , образовав гидравлический насос, на входе которого установлен регулируемый дренажный клапан, управл емый от давлени  пневмополости, позвол ет создать гидравлический амортизатор с затуханием , завис щим от нагрузки на упругий элемент в ходе сжати . Наличие канавок-каналов в поршне с обратным клапаном, сообщенных с гидрополостью, дает возможность упростить конструкцию гидроуплотнени  и повысить надежность уплотнени . Установленный между рабочими объемами высокого давлени  с меньшей площадью поршн  и низкого давлени  с большей площадью поршней обратный перепускной регулируемый клапан и компрессионный насос двустороннего действи , штокова  полость которого сообщена с обратными клапанами на входе и выходе, поршнева  полость также с обратными клапанами на выходе - с резервуаром пневмоэнергии, а на входе - с атмосферой, а также соединительные трубки, соединенные с электропневматическими переключател ми , дают возможность автоматически регулировать м гкость и жесткость в зависимости от эксплуатации и рекуперировать пневмоэнергию в резервуар и дистанционно управл ть заправкой сжатым воздухом устройства.

На фиг. 1 схематично изображена подвеска с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства; на фиг.2 - сечение Д - Д на фиг.1.

Подвеска с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства содержит цилиндр 1, в котором помещен поршень 2 со штоком 3, раздел ющий цилиндр 1 на поршневую пневматическую (А) и штоковую гидравлическую (Б) полости. В поршне 2 выполнена кольцева  канавка-цилиндр 4 на глубину хода поршн , куда и помещаетс  кольцевой поршень 5 со средней площадью поршн . Внутри кольцевой перегородки- поршн  5 имеетс  канал 6, на входе которого установлен штуцер 7 дл  подвода воздуха среднего давлени , установленный на крышке 8 цилиндра 1. Кольцевой поршень 5 совместно с канавкой-цилиндром 4 раздел ют поршень 2 на кольцевую с большей площадью 9 и цилиндрическую с меньшей площадью 1.0 части. Поршень 2, кроме сальников 11, имеет канавки-каналы 12 дл  гидроуплотнени , сообщенные через обратный клапан 12.1 с гидравлической полостью (Б). Гидравлическа  полость (Б) цилиндра имеет св зь с внешней гидросистемой. Внешн   гидросистема состоит из штуцера входа 13, размещенного на нижней боковой стороне цилиндра 1, на котором установлен регул тор дренажного клапана 14, сообщенный дл  автоматического регулировани  с кольцевой пневмополостью 28 низкого давлени  через соединительную трубку 16 со штуцером 17, установленным на торцевой стороне крышки 8 цилиндра, изготовленное в целое с кольцевым поршнем 5, а также гидроемкостью 18 через соединительную трубку 19. Вход гидроемкости 18 соединен

че рез соединительную трубку 19 с гидромо- то ром 20, вход которого через соединитель- трубку 21 св зан с выходом штуцера 22 гидравлической полости (Б), имеющей дренажный клапан 23. Цилиндр 1 гидравлической части также Снабжен крышкой 24 с уплотнительными сальниками 25. На крышке 8 пневматической части цилиндра 1, кроме; штуцеров 7 и 17, имеетс  штуцер 26 дл  пс дачи воздуха высокого давлени /Дл  автоматического обеспечени  м гкости, жест- кс сти и осуществлений рекуперации тювмоэнергии между рабочими объемами в вправлении с объема 27 высокого давлени  с меньшей площадью поршн  в рабочий оЈъем 28 низкого давлени  с большей пло- щщью поршн  с помощью внешней соединительной трубки установлены обратный перепускной регулируемый клапан 29 и в другом направлении компрессионный на- ссс 30 двустороннего действи , штокова  пслость (В) которого с обратными клапанами на входе 31 и выходе 32, а поршнева  пс лость (Г) также с обратными клапанами на входе 33 сообщены с атмосферой и выходе 3 соединены с резервуаром 35 пневмоэ- не ргйи, Кроме тбго, соединительные трубки 36 соединены,с электропневматическим пере ключател ми 37, 38, 39 дл  дистанционного управлени  заправкой сжатым воздухом пневмополостей.

Рабочий процесс подвески с рекупера- цкей энергии колебаний транспортного средства представл етс  следующим образом .. . . .

Исходное состо ние поршн  2 со штоком 3 в цилиндре 1 в статической нагрузке в среднем положении определ етс  силой вь сокого давлени  цилиндров пневмополо- стл 27, а среднее давление в кольцевой тевмополости 4, а также низкое давление в гжевмополости 28 подбираютс  такими, чтэбы их сила действи  была незначитель- нг, это осуществл етс  подачей сжатого воздуха при помощи элёкт ропереключател  37J, 38, 39.

, При работе подвески в ходе сжати  пор- ш4нь 2 в цилиндре 1, перемеща сь в полости А, воспринимает усили  упругим элементом в полости 27 с наименьшей площадью поршн . Это начальный момент обеспечени  м гкости подвески.При дальнейших перемещени х начинает значитель-. но повышатьс  давление. Воздух с давлением выше номинального значени  перепускаетс  через регулируемый обрат- нь и клапан 29 в полость 28 низкого давлена   с большей площадью поршн  9, соэтветственно в щтоковой полости В компрессионного насоса 30 через обратный

клапан 31, Тем самым нагрузка воспринимаетс  более жестко, так как давление в полост х растет непропорционально одинаково, т.е. давление в полости 27 высокого давлени  стабилизируетс , а давление в полости 28 низкого давлени  с большей площадью повышаетс , следовательно, подъемна  сила полости низкого давлени  с большей пло- щадью поршн  9 увеличиваетс , а

0 подъемна  сила поршн  10 с меньшей площадью полости 27 высокого давлени  более . стабилизируетс . Заодно происходит перекачка воздуха из полости Г, всасанного из атмосферы насосом 30 в резервуар 35 через

5 обратный клапан 34. Вотот момент в гидрополости Б происходит всасывание гидрожидкости из гидроемкобти 18 через соединительную трубку 19 и автоматический регулируемый дренажный клапан 14,

0 который частично управл етс  от давлени  упругого элемента полости 28. При переме щении поршней в обратном направлении, т.е. при ходе подвески на отбой, порци  воздуха, перекаченного из полости 27 в пр5 лость 28 низкого давлени , в полость В компрессорного насоса 30 обратно перекачиваетс  в полость высокого давлени  27 через обратный клапан 32, тем самым обеспечиваетс  м гкое исходное состо ние подвески, Заодно

0 автоматический регулируемый дренажный клапан 14 закроетс , -открываютс  дренажный клапан 23 и обратный- клапан 12.1. В этот момент давление гидрожмдко- сти дополн ет канавки-каналы 12 дл  гйдро5 уплотнени . После чего гидрожидкость перекачиваетс  на вход гидромотора 20. Гидромотор 20, в свою очередь,преобразу- ет силу давлени  гидрожидкости в энергию крут щего момента, который в дальнейшем

0 может быть отведен к потребителю. Дальнейшие рабочие процессы повтор ютс  аналогично.

Применение предлагаемой подвески с рекуперацией энергии колебаний транспор5 тного средства дает следующие преимущества: .. - . .. ,

1. Установление между рабочими объе- .мами высокого давлени  меньшей площадью поршн  и низкого давлени  с

0 большей площадью поршней перепускного регулируемого клапана и перекачивающего компрессионного насоса обеспечивает автоматически регулирование м гкости и жесткости подвески в зависимости от условий

5 эксплуатации, кроме того, дает возможность рекуперрвать (накопить) пневмоэнер- гию (сжатый воздух) в резервуар.

2. Применение гидрообъема вместо гидропневматического аккумул тора улучшает эффективность работы гидррмотора.

3. Наличие канавок-каналов в поршне дл  гидроуплотнени  с обратным клапаном, сообщенных с гидрополостью, позвол ет упростить конструкции гидроуплотнени  порщн  и повысить надежность уплотнени . ,. -. - .; . -; ..- ;.; .

4. Св зь регул тора дренажного клапана на входе гидрополости с пневмополо- стью дает возможность создать гидравлический амортизатор с затуханием, завис щим от нагрузки на упругий элемент при ходе сжати .

Формул а изобретени  Подвеска с рекуперацией энергии колебаний транспортного средства, содержаща  наполненный жидкостью цилиндр, в котором установлен поршень, гидравлический аккумул тор, гидравлическа  полость которого черезi магистраль/низкого давлени  и впускные клапанные устройства сообщена со штоковой и поршневой полост ми цилиндра, которые через выпускные клапанные устройства, магистраль высокого давлени  и регул тор сообщены с гидро- двигателёмпривода генератора, о т л й- чающа  с   тем; что, с целью ггов1уше- ни  надежности и эффективности гашени  колебаний, в указанном цилиндре установлен Дополнительный поршень со штоком, раздел ющий его на поршневую пневматическую и штоковую гидравлическую полости, в дополнительном поршне вШЬгёнена кольцева  канадка на глубину хода поршн , в которой установлен кольцевой поршень с крышкой, раздел ющей пневматическую полость На кольцевую с большей площадью и цилиндрическую с меньшей площадью части, кольцевой поршень совместно с кольцевой канавкой образует пневмдпб/шеть среднего давлений со

средней площадью поршн , гидравлическа  полость цилиндра сообщена с внешней гидросистемой , состо щей из регул тора дренажного клапана, сообщенного с кольцевой пневмополостью низкого давлени  и с гидроемкостью , снабженной с гидромотором, вход которого св зан с выходом гидрополости цилиндра через дренажный клапан, в поршне выполнены канавки-каналы дл  гидроуплотнени , сообщенные через обратный клапан с гидрополостью цилиндра, причем между рабочими объемами высокого давлени  в магистрали/св зывающей полость с меньшей площадью поршн  и полость с большей площадью поршн , установлен обратный перепускной регулируемый клапан, ив обратном направлении установлен компрессионный насос двустороннего действи , штокова  полость которого сообщена через обратные клапаны с указанными полост ми, а поршнева  полость через обратные клапаны сообщена входом с атмосферой и выходом с резервуаром сжатого газа пневмоэнергии, кроме того, соединительные трубки соединены с электропневматическмми переключател ми дл  дистанционного управлени  при заправке Сжатым газом.