RU181998U1

RU181998U1 - HYDROPNEUMATIC SPRING

Info

Publication number: RU181998U1
Application number: RU2017140689U
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Ключников; Сергей Владимирович Чупин; Михаил Юрьевич Карпушин; Михаил Васильевич Пономаренко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ГИДРО-СТАР"
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2018-07-31

Abstract

Полезная модель относится к области автомобилестроения, а именно к гидропневматической подвеске транспортных средств и может быть использована для создания гидропневматических подвесок грузовых и легковых автомобилей, автокранов и другой техники. В гидропневматической рессоре, содержащей гидроцилиндр 1, состоящий из корпуса, штока и поршня, который делит гидроцилиндр 1 на поршневую и штоковую полости 2 и 3, которые посредством гидромагистралей соединены с гидропневмоаккумуляторами 6 и 7 через демпфирующие устройства 8 и 9, каждое из которых содержит дроссели 10, 11, 12, 15, 16, выполненные с ручным управлением, обратные клапаны 13, 17 и гидрораспределители 18, 14 с электромагнитным управлением. Дроссели 10, 11, 12, 15, 16 выполнены регулируемыми и установлены последовательно, обеспечивая разные уровни демпфирования, переключаемые автоматически либо вручную с панели управления. Дроссели 11, 15 соединен параллельно с обратными клапанами 13, 17 соответственно. Дроссель 12 соединен параллельно с гидрораспределителем 14 дискретного действия, а дроссель 16 соединен параллельно с гидрораспределителем 18 пропорционального действия. В демпфирующем устройстве 8 для расширения диапазона регулировки сопротивления установлен дополнительный дроссель 10. Техническим результатом решения является обеспечение плавности хода транспортного средства при движении как в условиях бездорожья, так и по ровному дорожному покрытию, при этом учитывая загрузку автомобиля. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to the field of automotive industry, namely to the hydropneumatic suspension of vehicles and can be used to create hydropneumatic suspensions of trucks and cars, truck cranes and other equipment. In a hydropneumatic spring containing a hydraulic cylinder 1, consisting of a housing, a rod and a piston, which divides the hydraulic cylinder 1 into the piston and rod cavities 2 and 3, which are connected via hydraulic lines to the hydraulic accumulators 6 and 7 through damping devices 8 and 9, each of which contains throttles 10, 11, 12, 15, 16, made with manual control, check valves 13, 17 and directional control valves 18, 14 with electromagnetic control. The chokes 10, 11, 12, 15, 16 are made adjustable and installed sequentially, providing different levels of damping, switched automatically or manually from the control panel. Chokes 11, 15 are connected in parallel with check valves 13, 17, respectively. The throttle 12 is connected in parallel with the control valve 14 of the discrete action, and the throttle 16 is connected in parallel with the control valve 18 of the proportional action. An additional inductor 10 is installed in the damping device 8 to expand the resistance adjustment range. The technical result of the solution is to ensure a smooth ride of the vehicle when driving both in off-road conditions and on a level road surface, while taking into account the vehicle load. 5 cp f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области автомобилестроения, а именно к гидропневматической подвеске транспортных средств и может быть использована для создания гидропневматических подвесок грузовых и легковых автомобилей, автокранов и другой техники.The utility model relates to the field of automotive industry, namely to the hydropneumatic suspension of vehicles and can be used to create hydropneumatic suspensions of trucks and cars, truck cranes and other equipment.

Известна гидропневматическая подвеска транспортного средства, содержащая гидроцилиндр подвески колеса левого борта передней оси и гидроцилиндр подвески колеса правого борта передней оси, гидроцилиндр подвески колеса левого борта задней оси и гидроцилиндр подвески колеса правого борта задней оси, каждый гидроцилиндр содержит корпус, шток, поршень, причем поршень делит внутреннюю полость гидроцилиндра на поршневую полость и штоковую полость, при этом поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта передней оси посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса соединена с гидропневмоаккумулятором (гидравлической полостью гидропневмоаккумулятора) подвески колеса левого борта передней оси и соединена через дроссель посредством гидромагистрали со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта передней оси, а поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта передней оси посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса соединена с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта передней оси и посредством гидромагистрали соединена через дроссель со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта передней оси, и поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса левого борта задней оси посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса соединена с гидропневмоаккумулятором (гидравлической полостью гидропневмоаккумулятора) подвески колеса левого борта задней оси и соединена через дроссель посредством гидромагистрали со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса правого борта задней оси, а поршневая полость гидроцилиндра подвески колеса правого борта задней оси посредством гидромагистрали через клапан подвески колеса соединена с гидропневмоаккумулятором подвески колеса правого борта задней оси и посредством гидромагистрали соединена через дроссель со штоковой полостью гидроцилиндра подвески колеса левого борта задней оси (патент № RU 352475, МПК В60G 17/04, опубл. 20.04.2009 г.).A hydro-pneumatic suspension of a vehicle is known, comprising a left-side wheel suspension wheel of a front axle and a right-side wheel suspension wheel of a front axle, a left-side wheel suspension cylinder of a rear axle and a right-side wheel suspension cylinder of a rear axle, each hydraulic cylinder comprising a body, a rod, a piston, and a piston divides the internal cavity of the hydraulic cylinder into a piston cavity and a rod cavity, while the piston cavity of the hydraulic cylinder of the wheel suspension of the left side of the front axle means ohm of the hydraulic line through the wheel suspension valve is connected to the hydropneumatic accumulator (hydraulic cavity of the hydropneumatic accumulator) of the left axle wheel suspension of the front axle and is connected via the throttle via the hydraulic line to the rod cavity of the front axle right wheel suspension cylinder, and the piston cavity of the front axle wheel suspension cylinder via the right axle axle the wheel suspension valve is connected to the hydropneumatic accumulator of the wheel suspension of the starboard front axle and The hydraulic line is connected via a throttle to the rod cavity of the left side wheel suspension cylinder of the front axle, and the piston cavity of the left side wheel suspension cylinder of the rear axle is connected via the hydraulic line through the wheel suspension valve to the hydraulic accumulator (hydraulic cavity of the hydropneumatic accumulator) of the left side axle wheel suspension and by means of a hydraulic line with a rod cavity of the wheel suspension cylinder of the starboard side of the rear axle, and a piston polo the hydraulic cylinder of the wheel suspension of the right side of the rear axle is connected via a hydraulic line through the wheel suspension valve to the hydropneumatic accumulator of the suspension of the right side of the rear axle and is connected via the hydraulic line to the rod cavity of the hydraulic cylinder of the suspension of the wheel of the left side of the rear axle (Patent No. RU 352475, IPC В60G 17/04 publ. April 20, 2009).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является блок гидропневматической рессоры подвески транспортного средства, содержащий гидроцилиндр, состоящий из корпуса, штока и поршня, который делит гидроцилиндр на поршневую и штоковую полости, которые посредством гидромагистралей соединены с гидропневмоаккумуляторами, гидромагистраль, соединяющая штоковую и поршневую полости гидроаккумулятора, снабжена дроссельным узлом и клапаном (патент RU 167214, МПК В60G 17/04, опубл. 27.12.2016 г.).The closest set of essential features is the unit of the hydropneumatic spring of the vehicle suspension, containing a hydraulic cylinder consisting of a housing, a rod and a piston, which divides the hydraulic cylinder into a piston and rod cavities, which are connected via hydraulic lines to hydraulic accumulators, a hydraulic line connecting the rod and piston cavities equipped with a throttle assembly and valve (patent RU 167214, IPC B60G 17/04, publ. 12/27/2016).

Недостатками данных аналогов является то, что они не обеспечивают заданные нормы плавности хода транспортного средства в независимости от состояния дорожного покрытия и изменения подрессоренной массы автомобиля.The disadvantages of these analogues is that they do not provide the specified norms of smoothness of the vehicle regardless of the state of the road surface and changes in the sprung mass of the car.

Поставлена задача разработать конструкцию гидропневматической рессоры, исключающую указанные недостатки, а именно обеспечить плавность хода транспортного средства при движении как в условиях бездорожья, так и по ровному дорожному покрытию независимо от загрузки транспортного средства.The task is to develop a hydropneumatic spring design that eliminates these drawbacks, namely, to ensure a smooth ride of the vehicle when driving both in off-road conditions and on a flat road surface regardless of vehicle loading.

Технический результат совпадает с поставленной задачей и достигается за счет того, что в гидропневматической рессоре, содержащий гидроцилиндр, состоящий из корпуса, штока и поршня, который делит гидроцилиндр на поршневую и штоковую полости, соединенные посредством гидромагистралей с гидропневмоаккумуляторами через демпфирующие устройства, каждое из которых содержит дроссели, обратные клапаны и гидрораспределители, дроссели выполнены регулируемыми, при этом в каждом демпфирующем устройстве дроссели установлены последовательно, обеспечивая разные уровни демпфирования в сочетании с электроуправляемыми гидрораспределителями, один из дросселей соединен параллельно с обратным клапаном, а другой дроссель соединен параллельно с гидрораспределителем, кроме того, в одном из демпфирующих устройств для расширения диапазона регулировки сопротивления установлен дополнительный дроссель.The technical result coincides with the task and is achieved due to the fact that in the hydropneumatic spring containing a hydraulic cylinder, consisting of a housing, a rod and a piston, which divides the hydraulic cylinder into a piston and rod cavities, connected via hydraulic lines with hydraulic accumulators through damping devices, each of which contains throttles, check valves and control valves, throttles are adjustable, while in each damping device the throttles are installed in series, both pechivaya different levels of damping in conjunction with the electrically controllable valve, one of the inductors is connected in parallel with the check valve and the other throttle is connected in parallel with the control valve, moreover, at one of the damping devices for expanding the adjustment range of the resistance is an additional choke.

Дроссели выполнены с ручным управлением. Уровни демпфирования переключаются автоматически либо вручную с панели управления. Один из гидрораспределителей выполнен дискретного действия, а другой гидрораспределитель выполнен пропорционального действия. Гидрораспределители выполнены с электромагнитным управлением.Inductors are made with manual control. Damping levels are switched automatically or manually from the control panel. One of the control valves is made of discrete action, and the other control valve is made of proportional action. Hydroallocators are made with electromagnetic control.

Новыми признаками являются то, что дроссели выполнены регулируемыми, при этом в каждом демпфирующем устройстве дроссели установлены последовательно, обеспечивая разные уровни демпфирования, один из дросселей соединен параллельно с обратным клапаном, а другой дроссель соединен параллельно с гидрораспределителем, кроме того, в одном из демпфирующих устройств для расширения диапазона регулировки сопротивления установлен дополнительный дроссель.New features are that the throttles are adjustable, while in each damping device the throttles are installed in series, providing different levels of damping, one of the throttles is connected in parallel with the check valve, and the other throttle is connected in parallel with the valve, in addition, in one of the damping devices To expand the resistance adjustment range, an additional choke is installed.

Все существенные признаки, в том числе зависимые, позволяют обеспечить плавность хода транспортного средства при движении как в условиях бездорожья, так и по ровному дорожному покрытию, так как при расположении дросселей последовательно, а обратного клапана и двухлинейного двухпозиционного гидрораспределителя с дискретным электромагнитным управлением, параллельно им, обеспечивает два уровня демпфирования узла, переключением положения гидрораспределителя. Применение гидрораспределителя с пропорциональным электромагнитным управлением позволяет обеспечить плавность хода независимо от загрузки автомобиля. Таким образом технический результат достигнут.All the essential features, including dependent ones, make it possible to ensure a smooth running of the vehicle when driving both in off-road conditions and on a smooth road surface, since when throttles are arranged in series, and the check valve and two-line two-position valve with discrete electromagnetic control parallel to them , provides two levels of damping of the unit by switching the position of the valve. The use of a directional control valve with proportional electromagnetic control allows for a smooth ride regardless of vehicle loading. Thus, the technical result is achieved.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».An analysis of the known technical solutions, carried out according to scientific, technical and patent documentation, showed that the set of essential features of the claimed technical solution is not known from the prior art, therefore, it meets the patentability condition of the utility model “novelty”.

Гидропневматическая рессора в составе подвески автомобиля выполняет функцию демпфера колебаний подрессоренных масс, а также выполняет гашение колебаний неподрессоренных масс, т.е. колеса (оси) транспортного средства, переключаемый в зависимости от состояния дорожного покрытия и загрузки автомобиля. Проходя через демпфирующие устройства гидропневматической рессоры, создающее гидравлическое сопротивление течению, рабочая жидкость теряет часть своей энергии в результате взаимодействия с гидравлическим сопротивлением демпфера, с преобразованием данной части энергии в тепло. Таким образом, преобразуя кинетическую энергию движения подвески, при наличии возмущений со стороны дорожного покрытия демпфирующее устройство гидропневматической рессоры гасит колебания подрессоренных и неподрессоренных масс транспортного средства. При загрузке транспортного средства (увеличении подрессоренных масс), поддержание статического положения подвески, за счет управления клиренсом посредством подачи рабочей жидкости в поршневую полость гидроцилиндра, приводит к увеличению жесткости подвески. Данное обстоятельство, при постоянстве сопротивления дросселя, приводит к уменьшению коэффициента демпфирования подвески, что влечет за собой ухудшение показателей плавности хода. Подбор параметров гидравлического сопротивления демпфирующего устройства, наряду с параметрами упругого элемента и направляющего аппарата, позволяет обеспечить необходимую плавность хода транспортного средства, а наличие гидрораспределителя с пропорциональным электромагнитным управлением позволяет обеспечить требуемый уровень демпфирования в зависимости от загрузки автомобиля и дорожных условий.The hydropneumatic spring in the vehicle suspension acts as a vibration damper for the sprung masses, and also dampens the vibrations of the unsprung masses, i.e. wheels (axles) of the vehicle, switchable depending on the state of the road surface and vehicle loading. Passing through damping devices of a hydropneumatic spring, which creates hydraulic resistance to flow, the working fluid loses part of its energy as a result of interaction with the hydraulic resistance of the damper, with the conversion of this part of the energy into heat. Thus, converting the kinetic energy of the suspension movement, in the presence of disturbances from the side of the road surface, the damping device of the hydropneumatic spring dampens the vibrations of the sprung and unsprung masses of the vehicle. When loading a vehicle (increasing the sprung masses), maintaining a static suspension position by controlling the clearance by supplying the working fluid to the piston cavity of the hydraulic cylinder leads to an increase in suspension stiffness. This circumstance, with constant throttle resistance, leads to a decrease in the damping coefficient of the suspension, which entails a deterioration in ride smoothness. The selection of the hydraulic resistance parameters of the damping device, along with the parameters of the elastic element and the guiding apparatus, ensures the necessary smoothness of the vehicle, and the presence of a directional valve with proportional electromagnetic control allows you to provide the required level of damping depending on the vehicle load and road conditions.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена схема гидравлическая принципиальная гидравлической рессоры.The inventive utility model is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of the hydraulic circuit of the hydraulic springs.

Гидропневматическая рессора содержит гидроцилиндр 1, состоящий из корпуса, штока и поршня. Поршень делит гидроцилиндр на поршневую и штоковую полости 2 и 3 соответственно. Корпус гидроцилиндра выполнен с верхней проушиной 4, которая шарнирно соединяется с кузовом (рамой) транспортного средства, и нижней проушиной 5, которая также шарнирно соединяется с элементами неподрессоренных масс (с осью в случае зависимой подвески или рычагом колеса в случае независимой подвески) транспортного средства. Поршневая и штоковая полости 2 и 3 посредством гидромагистралей соединены с гидропневмоаккумуляторами 6 и 7 через демпфирующие устройства 8 и 9. В частности, демпфирующее устройство 8 снабжено установленными последовательно регулируемыми дросселями 10, 11, 12 с ручным управлением первой, второй и третьей ступени соответственно, а также обратным клапаном 13 и двухпозиционным двухлинейным гидрораспределителем 14 дискретного действия с электромагнитным управлением. Дополнительный дроссель 10 предназначен для расширения диапазона регулировки сопротивления. Дроссель 11 соединен параллельно с обратным клапаном 13, а дроссель 12 соединен параллельно с гидрораспределителем 14. Демпфирующее устройство 9 снабжено установленными последовательно регулируемыми дросселями 15, 16 с ручным управлением первой ступени и второй ступени соответственно, обратным клапаном 17 и двухпозиционным двухлинейным гидрораспределителем 18 с пропорциональным электромагнитным управлением. Дроссель 15 соединен параллельно с обратным клапаном 17, а дроссель 16 соединен параллельно с гидрораспределителем 18.Hydropneumatic spring contains a hydraulic cylinder 1, consisting of a housing, a rod and a piston. The piston divides the hydraulic cylinder into piston and rod cavities 2 and 3, respectively. The body of the hydraulic cylinder is made with the upper eye 4, which is pivotally connected to the vehicle body (frame), and the lower eye 5, which is also pivotally connected to elements of unsprung masses (with an axle in the case of an independent suspension or a wheel lever in the case of an independent suspension) of the vehicle. The piston and rod cavities 2 and 3 are connected via hydraulic lines to the hydraulic accumulators 6 and 7 via damping devices 8 and 9. In particular, the damping device 8 is equipped with sequentially adjustable chokes 10, 11, 12 with manual control of the first, second and third stages, respectively, and also a check valve 13 and a two-position two-line hydraulic control valve 14 of discrete action with electromagnetic control. Additional throttle 10 is designed to expand the range of adjustment of resistance. The throttle 11 is connected in parallel with the check valve 13, and the throttle 12 is connected in parallel with the hydraulic distributor 14. The damping device 9 is equipped with sequentially adjustable chokes 15, 16 with manual control of the first stage and second stage, respectively, a check valve 17 and a two-position two-way valve 18 with proportional electromagnetic management. The throttle 15 is connected in parallel with the check valve 17, and the throttle 16 is connected in parallel with the valve 18.

Для обеспечения поперечной и продольной устойчивости транспортного средства поршневая полость 2 гидроцилиндра 1, например, левого колеса передней оси транспортного средства, может быть соединена со штоковой полостью гидроцилиндра, расположенного у правого колеса задней оси, а штоковая с поршневой. Поршневая полость гидроцилиндра правого колеса передней оси соединена со штоковой полостью левого гидроцилиндра задней оси, а штоковая с поршневой.To ensure lateral and longitudinal stability of the vehicle, the piston cavity 2 of the hydraulic cylinder 1, for example, the left wheel of the front axle of the vehicle, can be connected with the rod cavity of the hydraulic cylinder located at the right wheel of the rear axle, and the rod with the piston. The piston cavity of the hydraulic cylinder of the right wheel of the front axle is connected to the rod cavity of the left hydraulic cylinder of the rear axle, and the rod cavity with the piston.

Передача усилий от колеса транспортного средства на шток гидроцилиндра 1 приводит к осевому перемещению последнего и вытеснению жидкости из поршневой полости 2 гидроцилиндра 1 через демпфирующие устройства 8 или 9 гидропневматической рессоры, где происходит потеря части энергии движущейся жидкости, в гидропневмоаккумулятор 6 или 7. В обратном направлении, при ходе отбоя гидроцилиндра, жидкость будет проходить через соответствующее демпфирующее устройство 8 или 9. Наличие обратных клапанов 13 и 17 в демпфирующих устройствах 8 и 9 позволяет обеспечить большее гидравлическое сопротивление хода отбоя, что необходимо для исключения ударных явлений в конце хода отбоя. Автоматическое обеспечение второго уровня демпфирования (увеличение сопротивления) достигается за счет подачи электрического управляющего сигнала на электромагнит гидрораспределителя 14 или 18 демпфирующего устройства 8 или 9 гидропневматической рессоры, что приводит к увеличению сопротивления демпфирующего устройства.The transfer of forces from the vehicle’s wheel to the hydraulic cylinder 1 rod results in axial displacement of the latter and displacement of the fluid from the piston cavity 2 of the hydraulic cylinder 1 through damping devices 8 or 9 of the hydropneumatic spring, where a part of the energy of the moving fluid is lost to the hydropneumatic accumulator 6 or 7. In the opposite direction , during the rebound of the hydraulic cylinder, the liquid will pass through the corresponding damping device 8 or 9. The presence of check valves 13 and 17 in the damping devices 8 and 9 allows sintered greater hydraulic resistance rebound stroke, it is necessary to exclude the impact phenomena at the end of stroke rebound. Automatic provision of the second level of damping (increase in resistance) is achieved by supplying an electrical control signal to the electromagnet of the control valve 14 or 18 of the damping device 8 or 9 of the hydropneumatic spring, which leads to an increase in the resistance of the damping device.

При возникновении необходимости ручной регулировки общего сопротивления демпфирующего устройства 8 или 9 гидропневматической рессоры и для упрощения регулировки сопротивления каждого демпфирующего устройства можно установить в демпфирующие устройства дроссели с непосредственным доступом к элементам регулировки.If it becomes necessary to manually adjust the total resistance of the damping device 8 or 9 of the hydropneumatic spring and to simplify the adjustment of the resistance of each damping device, throttles can be installed in the damping devices with direct access to the adjustment elements.

Гидропневматическая рессора может быть изготовлена на стандартном оборудовании с использованием современных технологий и материалов.Hydropneumatic spring can be manufactured on standard equipment using modern technologies and materials.

Claims

1. Hydro-pneumatic spring containing a hydraulic cylinder, consisting of a housing, a rod and a piston, which divides the hydraulic cylinder into a piston and rod cavities, connected via hydraulic lines to hydraulic accumulators through damping devices, each of which contains throttles, a check valve and a hydraulic valve, characterized in that the throttles made adjustable, while in each damping device the inductors are installed in series, providing different levels of damping in combination with electric control mymi valve, one of the inductors is connected in parallel with the check valve and the other throttle is connected in parallel with the control valve, in addition to a damping device for expanding the adjustment range of resistance is an additional choke.

2. Hydropneumatic spring according to claim 1, characterized in that the adjustable throttles are made with manual control.

3. Hydropneumatic spring according to claim 1, characterized in that the damping level is switched automatically.

4. Hydropneumatic spring according to claim 1, characterized in that the damping level is switched manually from the control panel.

5. Hydropneumatic spring according to claim 1, characterized in that one of the valves is made of discrete action, and the other valve is made of proportional action.

6. Hydropneumatic spring according to claim 1, characterized in that the control valves are made with electromagnetic control.