RU2001786C1 - Гидропневмоаккумул тор транспортного средства - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к амортизирующим устройствам транспортных средста Сущность: устройство состоит из пневмо- аккумул тора, ресивера и силового устройства, размещенных в одном корпусе, состо щем из двух цилиндров . В штоке силового устройства имеетс  сквозное отверстие, перекрываемое подпружиненными клапанами. Клапаны представл ют собой стержни с радиальным отверстием и пазами дл  фиксатора Кроме того, клапаны могут быть выполнены из стержней с центральным отеерстисм и несколькими радиальными. Силовое устройство соединено с гидросистемой посредством распределител , на сливном канале которого установлен переливной клапан. Гидропневмоаккумул тор переменной жесткости обеспечивает гашение динамических нагрузок в широком диапазоне и легко монтируетс  на машину, тх отсутствуют устанавливаемые соосно элементы. 2 зп.ф-лы. 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  снижени  динамических нагрузок, в частности к амортизирующим устройствам.

Известно амортизирующее устройство, содержащее гидропневмоаккумул торы, зар женные на разное давление, соедин емые через вентили с силовым гидроцилиндром.

Жесткость такого амортизирующего устройства измен етс  ступенчато, что не обеспечивает эффективного гашени  колебаний во всем диапазоне изменени  частот и амплитуд нагрузок, воспринимающих амортизирующим устройством.

В качестве прототипа выбрано амортизирующее устройство, включающее гидроцилиндр с двум  штоками, один из которых св зан с дополнительным поршнем гидроаккумул тора , а другой - поршнем ресивера ,

Недостатком такой конструкции  вл етс  ее сложность, заключающа с  в необходимости обеспечени  соосности гидроаккумул тора, цилиндра и ресивера при монтаже, повышенна  металлоемкость, а также наличие электроуправлени , необходимого дл  синхронного включени  золотников ,

Цель изобретени  - упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей путем обеспечени  бесступенчатого изменени  жесткости.

Дл  достижени  этой цели в гидропнев- моаккумул торе транспортного средства, содержащем цилиндр аккумул тора с двум  поршн ми цилиндр ресивера с поршнем, установленными соосно и выполненными с одним диаметром, шток жестко соедин ющий один из поршней аккумул тора с поршнем регистра и силовое устройство дл  перемещени  штока, и клапаны давлени  и распределитель дл  сообщени  с гидросистемой транспортного средства, цилиндр аккумул тора жестко соединен с цилиндром ресивера посредством основани  и с образованием общего корпуса, шток выполнен со сквозным центральным отверстием, перекрываемым клапанами давлени , каждый из которых выполнен в виде подпружиненного стержн . В основании выполнены отверсти  дл  сообщени  гидрополости между торцами поршн  и основани  с гидросистемой транспортного средства посредством переливного клапана, встроенного в сливной канал распределител  и настроенного на давление, превышающее давление зар дки пневмополости аккумул тора. Такое устройство обеспечивает бесступенчатое изменение жесткости аккумул тора при подаче рабочей жидкости

в одну из полостей силового цилиндра, так как из-за наличи  переливного клапана в сливном канале распределител  открываютс  оба клапана давлени  в штоке,

Клапаны давлени  могут выполн тьс  в

двух вариантах.

По первому варианту стержень клапана давлени  выполнен с радиальным отверстием с двум  пазами по кра м, один из которых предназначен дл  сообщени  сквозного канала штока с полостью под стержнем, на штоке установлен упор с возможностью размещени  во втором пазу стержн , установленном с перекрытием

5 сквозного канала штока в исходном положении . Така  конструкци  клапана обеспечивает открытие канала штока при воздействии на клапан внешнего давлени . По второму варианту стержень клапана

0 давлени  выполнен с несколькими радиальными отверсти ми, расположенными в одной плоскости, и с центральным отверстием дл  сообщени  радиальных отверстий с полостью под стержнем. При такой конструк5 ции отпадает невозможность фиксации стержн  клапана от проворачивани .

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емый гидропнев- моаккумул тор соответствует критерию

0 изобретени  новизна, т.к. отличаетс  тем, что устройство расположено в одном корпусе , на штоке установлены клапаны давлени  и другими признаками, введенными в отличительную часть формулы изобретени .

5Сравнение за вл емого решени  с другими техническими решени ми в данной области техники не позволило вы вить в них признаки, отличающие за вл емое решение от прототипа, что позвол ет сделать вы0 вод о соответствии критерию существенное отличие.

На фиг. 1 изображен гидропневмоакку- мул тор, продольное сечение; на фиг, 2 и 3 - сечени  А-А на фиг. 1 (варианты выполне5 ни  клапанов давлени ); на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - пример включени  гидропневмоаккумул тора в гидросистему машины.

Гидропневмоаккумул тор состоит из

0 цилиндров 1 и 2, которые навинчены на основание 3 и фиксируютс  винтами 4 от проворачивани . В цилиндре 1 расположен непосредственно аккумул тор, который состоит из плавающего поршн  5, крышки 6 и

5 поршн  7. В крышке 6 установлен штуцер 8, предназначенный дл  подключени  силовых цилиндров 9, воспринимающих динамическую нагрузку, к гидрополости аккумул тора, заключенной между крышкой б и плавающим поршнем 5. В цилиндре 2

расположен ресивер, состо щий из крышки 10 и поршн  11. В крышке 10 установлены ниппель 12, предназначенный дл  зар дки пневмополостей устройства газом. Поршни 7 и 11 жестко св заны посредством штока 13, проход щего через основание 3. В основании 3 установлены штуцеры 14 и 15, служащие дл  подачи рабочей жидкости через отверсти  в основании 3 в гидрополости силового устройства, расположенные между поршн ми 7 и 11 и основанй ем 3. В ш токе 13 имеетс  сквозной центральный канал 16, перекрываемый клапанами давлени  17, которые могут быть выполнены в разных вариантах .

По первому варианту клапан давлени  состоит из стержн  18, установленного в штоке 13 и подпружиненного пружиной 19, расположенной в крышке 20. На стержне 18 имеетс  паз 21, соедин ющий канал 16 штока с подпружиненной полостью, отверстие 22, предназначенное дл  открыти  канала 16 и паз 23. В паз 23 входит упор 24, закрепленный на штоке 13.

По второму варианту стержень 25 клапана имеет радиальные отверсти  26, расположенные в одной плоскости, и центральное отверстие 27. Стержень 25 установлен отверстием 27 в сторону подпружиненной полости таким образом, что в исходном положении перекрывает своим телом канал 16 штока, но отверсти  26 расположены непосредственно у кромки канала 16.

Дл  уплотнени  подвижных и неподвижных соединений в устройстве используютс  уплотнительные кольца 28.

Полости силовых гидроцилиндров 9, воспринимающие динамическую нагрузку, соединены с гидрополостью аккумул тора гидролини ми через двухпозиционный распределитель 29. На фиг. 5 в качестве силовых гидроцилиндров прин ты гидроцилиндры подъема ковша скрепера, у которых рабоча  жидкость в штоковых полост х воспринимает весовую нагрузку ков- ша и динамические нагрузки в транспортном режиме. Распределитель 29 в исходном положении отключает гидро- пневмоаккумул тор от силовых цилиндров 9. Если переместить распределитель вверх, то штоковые полости гидроцилиндров 9 соедин ютс  с гидропневмоаккумул тором, а поршневые, не испытывающие нагрузки, могут соедин тьс  либо с баком 30, либо с дополнительным аккумул тором 31. Гидрополости силового устройства гидропневмо- аккумул тора соединены с гидросистемой через трехпозиционный распределитель 32. На сливной гидролинии распределител  32

установлен предохранительный клапан 33. Распределитель 32 запитываетс  либо от насоса 34, либо от гидросистемы машины.

Крайние позиции распределител  32 5 предназначены дл  подачи рабочей жидкости в соответствующие гидрополости гидро- пневмоаккумул тора. В средней позиции распределител  32 предусмотрен канал дл  разгрузки насоса 34 от давлений. Предохра0 нительный клапан 33 настроен на давление, превышающее давление зар дки гидро- пневмоаккумул тора газом.

Распределитель 32 переключаетс  водителем машины, а распределитель 29 мо5 жет включатьс  автоматически при подъеме ковша скрепера в верхнее положение при помощи нажимного устройства, воздействующего на упор 35 золотника распределител  29. Дл  гашени  динамических нагрузок

0 между гидропневмоаккумул тором и распределителем 29 установлен дроссель 36.

Аналогичным образом устройство может подключатьс  к любым другим силовым гидроцилиндрам, воспринимающим дина5 мические нагрузки, установленным, например , в подвеске колес и т.д.

Устройство работает следующим образом .

В исходном положении распределитель

0 29 перекрывает гидролинии, и гидропнев- моаккумул тор не работает. При подъеме ковша скрепера в транспортное положение планка, установленна  на ковше (не показана ), нажимает на упор 35, перемеща  золот5 ник распределител  29 в верхнее положение. При этом штоковые полости гидроцилиндров 9, воспринимающие нагрузку , соедин ютс  с гидропневмоаккумул тором . Дл  исключени  разрежени  или

0 сжати  жидкости в поршневых полост х, последние соедин ютс  с баком 30 или с дополнительным аккумул тором 31 традиционного типа. При движении скрепера возникают колебани  машины в верти5 кальной плоскости.

Динамические нагрузки, действующие на ковш, воспринимаютс  пневмополостью гидропневмоаккумул тора и демпфируютс . Дроссель 36 обеспечивает их гашение.

0 При этом жесткость гидропневмоаккумул тора определ етс  только объемом его пневмополости, т.к. наличие двух клапанов давлени  17 исключает соединение пневмополости . т.к. наличие двух клапанов давле5 ни  17 исключает соединение пневмополости аккумул тора с пневмополостью ресивера.

Так, увеличение нагрузки приведет к сжатию газа в пневмополости аккумул тора и к повышению давлени  газа. Это давление

, iip.,i,имаетс  поршнем 7 и приводит к ч мдгости п гидрополости силового VGI роист па, примыкающей к поршню 7 Вследствие JTQIO клапан давлени  17, рас- положеннпй в этой гидрополости, откроетс  Не i лчгпн давлени  17, расположенный в гидрополости силового устройства, примыкающей к поршню 11 ресивера, останетс  закрытым, т к. о этой полости отсутствует давление.

Наоборот, если нагрузка резко снизитс , то давление газа впневмополости аккумул тора упадет В этом случае под воздействием давлени  газа в пневмополо- стп ресиргоа, воспринимаемого поршнем 11 птг1 кпо г клтир жидкости и открытие кл 1НТП .пп пгип  17, расположенных в гид- ропоте MI ги ;ового устройства, примыкаю- IGГ г пг fiijino 11. Нп п лруюй гидрополости «-ИГПРОГО устройства при этом давление сни- и давлени  17 останетс  заKpl ITK M

Следовательно, под воздействием гчсшн й нагрузки возможно сжатие жидкости только чишь в одной из гидрополостей силового устройства и соответственно, открытие пчч ь одного клапана давлени  17. Другой клапан будет закрыт и пневмополости аккумул тора и ресивера останутс  изолированными друг от друга

В зависимоеги от загрузки скрепера грунтом, скорости движени  машины и неровностей доро: и необходимо измен ть жесткость гидропневмоаккумул тора. Дл  этого золотник распределител  32 переводитс  в одно из крайних положений, например , вверх. При этом рабоча  жидкость от насосэ 34 будет подаватьс  в нижнюю гидрополость силового устройства. Увеличение давлени  жидкости в этой полости будет происходить до тех пор, пока не откроетс  предохранительный клапан 33, сообщающий а данной ситуации верхнюю полость силового устройства со сливом. Таким образом , давление в обоих полост х силового устройства подниметс , оба клапана давлени  17 откроютс , а шток 13 начнет перемещатьс  вниз, вытесн   газ из полости аккумул тора в полость ресивера. Дл  остановки штока золотник распределител  32 устанавливаетс  в нейтральное положение,

Claims (3)

1.ГИДРОПНЕВМОАККУМУЛЯТОР

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий цилиндр аккумул тора с двум  порш- ь ми и цилиндр ресивера с поршнем, установленными соосно и выполненными с одним диаметром, шток, жестко соедин юУменьшение рабочей полости аккумул тора приводит к увеличению его жесткости. Дл  уменьшени  жесткости аккумул тора золотник распределител  32 переводитс  вверх,

что в конечном итоге приведет к уменьшению пневмополости ресивера и увеличению пневмополости аккумул тора, перекачиванию газа из ресивера в аккумул тор и уменьшению жесткости последнего.

Клапан давлени  17 по первому варианту откроет проходной канал 16 штока при воздействии давлени  жидкости на стержень . Дл  исключени  запирани  газа в подпружиненной полости, последн   сообщаетс  пазом 21 с каналом 16. Вследствие этого давлени  жидкости должно превышать давление зар дки аккумул тора газом. Упор 24 необходим дл  исключени  проворачивани  стержн  18, т.к. ось отверсти  22

должна быть ориентирована вдоль оси канала 16.

Клапан давлени  17 по второму варианту проще по конструкции, однако должен иметь более сильную пружину и будет открыватьс  при более высоком давлении жидкости, Это происходит вследствие того, что сообщение подпружиненной полости с каналом 16 осуществл етс  лишь после того , как радиальные отверсти  26 начнут сообщатьс  с каналом 16. Поэтому при закрытом канале отверсти  26 должны быть расположены непосредственно у канала 16. Наличие нескольких отверстий 26 исключает необходимость ориентации стержн  25.

Предлагаемый гидропневмоаккумул тор легко монтируетс  на машину, т.к. к нему не предъ вл ютс  требовани  соосности его элементов. Он имеет более простую конструкцию и меньшую металлоемкость, т.к.

размещены в одном корпусе. Обеспечивает бесступенчатое изменение жесткости в широком диапазоне при прочном управлении. Может использоватьс  в амортизирующих устройствах, работающих при различных

режимах нагружени  и в различных услови х .

(56) 1. Авторское свидетельство СССР Nb 1081294. кл. Е 02 F 3/64, 1984.

2. Авторское свидетельство СССР N 1437253, кл. В 60 G 17/04, 1988.

щий один из поршней аккумул тора с поршнем регистра, силовое устройство дл  пе- ремещени  штока, клапаны давлени  и распределитель дл  сообщени  с гидросистемой транспортного средства, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции и расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  бесступенчатого изменени  жесткости, цилиндр аккумул тора жестко соединен с цилиндром ресивера посредством основани  и с образованием общего корпуса, шток выполнен со сквозным центральным отверстием, перекрываемым клапанами давлени , каждый из которых выполнен в виде подпружиненного стержн , при этом в основании выполнены отверсти  дл  сообщени  гидрополости между торцами поршн  и основани  с гидросистемой транспортного средства посредством переливного клапана, встроенного в сливной канал распределител  и настроенного на 1С. давление, превышающее давление зар дки пневмополости аккумул тора. 2, Гидропневмоаккумул тор по п.1, отличающийс  тем, что стержень клапана

10

С.

0

давлени  выполнен с радиальным отверстием с двум  пазами по кра м, один из которых предназначен дл  сообщени  сквозного канала штока с полостью под стержнем, на штоке установлен упор с возможностью размещени  во втором пазу стержн , установленном с перекрытием сквозного канала штока в исходном положении .

3. Гидропневмоаккумул тор по п.1, отличающийс  тем, что стержень клапана давлени  выполнен с несколькими радиальными отверсти ми, расположенными в одной плоскости, и с центральным отверстием дл  сообщени  радиальных отверстий с полостью под стержнем.

28

70

4 А

20 rf //

го 19

13

5 2В

фи&З

uH

rt i/#/ 0ct/c/ne/ e

б-б

(ри&М