RU2262454C1

RU2262454C1 - Vehicle pneumohydraulic spring

Info

Publication number: RU2262454C1
Application number: RU2004107753/11A
Authority: RU
Inventors: В.В. Новиков (RU); В.В. Новиков; бов И.М. Р (RU); И.М. Рябов; А.В. Похлебин (RU); А.В. Похлебин; кова Т.А. Бур (RU); Т.А. Бурякова
Original assignee: Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-10-20

Abstract

FIELD: transport engineering; spring.

SUBSTANCE: proposed pneumohydraulic spring contains cylinder with upper and lower covers filled with liquid and gas, piston with hollow rod which accommodates counterpressure chamber communicating through tube with ring space between walls of cylinder and hollow rod, and rod with groove secured in upper cover of cylinder and arranged in central hole of piston. Groove of rod made in its lower part connects overpiston space with counterpressure chamber when vehicle is not loaded. Spring is furnished with damping unit, self-adjusting depending on amplitude of vibrations and changes of pressure, including main throttling channel made on lower end of tube, additional throttling channel formed in lower part of tube by radial holes and outer groove, and spring-loaded plunger made in form of step sleeve installed on tube and provided with radial holes in smaller step. Larger step forms sealed ring plunger space with tube which accommodates compression spring of plunger overlapping by its smaller step additional throttling channel at stroke of piston out of zone of rod groove as a result of sharp increase or decrease of pressure in counterpressure chamber. Counterpressure chamber communicates with ring space through additional tube with check valve.

EFFECT: improved smoothness of riding.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области подрессоривания транспортных средств, преимущественно тяжелых автомобилей-самосвалов, в частности к пневмогидравлическим рессорам.The invention relates to the field of suspension of vehicles, mainly heavy dump trucks, in particular to pneumohydraulic springs.

Известна пневмогидравлическая рессора, содержащая цилиндр, в котором установлен первый полый шток с поршнем и полостью для размещения второго полого штока с поршнем. Штоковая полость первого штока сообщена через центральное отверстие в первом поршне с надпоршневой полостью цилиндра, а штоковая полость второго штока сообщена через центральное отверстие во втором поршне с полостью первого штока и соединена трубками с кольцевой подпоршневой полостью между стенками первого и второго штоков, которая каналами, выполненными в первом штоке, сообщена с кольцевой подпоршневой полостью между стенками цилиндра и первого штока, причем площади поперечных сечений обеих кольцевых подпоршневых полостей выполнены равными между собой, а в указанных трубках и каналах установлены дросселирующие приспособления и обратные клапаны. В верхних частях полостей цилиндра и первого штока установлены подпружиненные кольцевые плавающие поршни с отверстиями, перекрываемыми поршнями в конце ходов сжатия первого и второго штоков. Конструкция данной рессоры обеспечивает ступенчатое изменение жесткости упругой и демпфирующей характеристик при разгрузке и полной загрузке автомобиля (патент №2089406 РФ, В 60 G 11/26, F 16 F 5/00, 1997 г.).Known pneumohydraulic spring containing a cylinder in which a first hollow rod with a piston and a cavity is installed to accommodate a second hollow rod with a piston. The rod cavity of the first rod is communicated through the central hole in the first piston with the piston cavity of the cylinder, and the rod cavity of the second rod is communicated through the central hole in the second piston with the cavity of the first rod and is connected by tubes to the annular piston cavity between the walls of the first and second rods, which are channels made in the first rod, communicated with the annular piston cavity between the walls of the cylinder and the first rod, and the cross-sectional area of both annular piston cavities is made They are equal to each other, and in these tubes and channels throttling devices and check valves are installed. In the upper parts of the cavities of the cylinder and the first rod, spring-loaded annular floating pistons are installed with holes overlapped by the pistons at the end of the compression strokes of the first and second rods. The design of this spring provides a stepwise change in the stiffness of the elastic and damping characteristics during unloading and full load of the car (RF patent No. 2089406, 60 G 11/26, F 16 F 5/00, 1997).

Недостатком данной рессоры является сложность ее конструкции и высокая жесткость рессоры в конце хода сжатия второго полого штока, что при неполной загрузке автомобиля резко ухудшает его плавность хода.The disadvantage of this spring is the complexity of its design and the high rigidity of the spring at the end of the compression stroke of the second hollow rod, which, when the vehicle is not fully loaded, sharply worsens its smoothness.

Наиболее близким из известных технических решений является пневмогидравлическая рессора транспортных средств, содержащая цилиндр с верхней и нижней крышками, заполненный жидкостью и газом, поршень с полым штоком, в котором размещена камера противодавления, сообщенная трубкой с кольцевой полостью между стенками цилиндра и полого штока, и шток, закрепленный в верхней крышке цилиндра, размещенный в центральном отверстии поршня и имеющий в средней части проточку для соединения между собой надпоршневой полости и камеры противодавления. При негруженом транспортном средстве уплотнение штока находится ниже проточки штока, а при груженом - выше (патент №2067051 РФ, В 60 G 11/26, 1996 г.).The closest known technical solutions is the air-hydraulic spring of vehicles, containing a cylinder with upper and lower covers, filled with liquid and gas, a piston with a hollow rod, in which there is a back-pressure chamber communicated by a tube with an annular cavity between the walls of the cylinder and the hollow rod, and a rod fixed in the top cover of the cylinder, located in the central bore of the piston and having in the middle part a groove for connecting the supra-piston cavity and the counter-pressure chamber. With an unloaded vehicle, the stem seal is below the stem groove, and with a loaded one it is higher (RF patent No. 2067051, 60 G 11/26, 1996).

Недостатком данной рессоры является расположение проточки штока в средней его части, что при негруженом транспортном средстве приводит к разобщению надпоршневой полости и камеры противодавления, т.к. уплотнение штока находится ниже проточки штока, и повышению жесткости упругой характеристики рессоры. Кроме того, при негруженом транспортном средстве гидравлическое сопротивление рессоры оказывается слишком большим, поскольку оно не регулируется и обычно рассчитывается на максимальную загрузку автомобиля. Это приводит к тому, что виброзащитные свойства рессоры при негруженом автомобиле оказываются значительно хуже, чем при груженом. При этом симметричность демпфирующей характеристики данной рессоры также снижает ее виброзащитные свойства и ухудшает плавность хода автомобиля.The disadvantage of this spring is the location of the stem groove in its middle part, which, when the vehicle is unloaded, leads to the separation of the over-piston cavity and the back pressure chamber, because the stem seal is located below the stem groove, and increase the stiffness of the spring's elastic characteristics. In addition, with an unloaded vehicle, the hydraulic resistance of the spring is too large because it is not adjustable and is usually designed for maximum vehicle load. This leads to the fact that the vibration-protective properties of the springs with an unloaded car are much worse than with a loaded one. In this case, the symmetry of the damping characteristics of this spring also reduces its vibration-proof properties and impairs the smoothness of the vehicle.

Данная рессора имеет сравнительно низкий технический уровень, обусловленный высокой жесткостью упругой и демпфирующей характеристик при негруженом транспортном средстве и симметричностью демпфирующей характеристики, что снижает плавность хода автомобиля.This spring has a relatively low technical level, due to the high stiffness of the elastic and damping characteristics when the vehicle is unloaded and the symmetry of the damping characteristics, which reduces the smoothness of the car.

В этой связи важнейшей задачей является создание новой конструкции пневмогидравлической рессоры транспортного средства, обеспечивающей существенное уменьшение жесткости упругой и демпфирующей характеристик в зоне статического хода при негруженом транспортном средстве, а также несимметричность неупругого сопротивления на ходах сжатия и отбоя.In this regard, the most important task is to create a new design of the vehicle’s air-hydraulic spring, which provides a significant reduction in the stiffness of the elastic and damping characteristics in the area of the static course with an unloaded vehicle, as well as the asymmetry of inelastic resistance on the compression and rebound moves.

Техническим результатом заявленной пневмогидравлической рессоры транспортного средства является создание новой конструкции рессоры с демпфирующим узлом, саморегулируемым в зависимости от амплитуды колебаний и изменения давления, обеспечивающей повышение плавности хода за счет того, что при негруженом автомобиле в зоне малых колебаний рессора работает без противодавления и с ослабленным демпфированием, а при полностью груженом автомобиле и в конце хода отбоя - как рессора с противодавлением и с увеличенным демпфированием, при этом при любой степени загрузки неупругое сопротивление на ходе сжатия всегда меньше, чем на ходе отбоя.The technical result of the claimed pneumohydraulic spring of the vehicle is to create a new design of the spring with a damping unit, self-regulating depending on the amplitude of the oscillations and pressure changes, providing increased smoothness due to the fact that when the vehicle is unloaded in the zone of small vibrations, the spring works without backpressure and with weakened damping , and with a fully loaded car and at the end of the rebound stroke - as a spring with back pressure and with increased damping, For any degree of loading, the inelastic resistance during compression is always less than during rebound.

Указанный технический результат достигается тем, что в пневмогидравлической рессоре транспортного средства, содержащей цилиндр с верхней и нижней крышками, заполненный жидкостью и газом, поршень с полым штоком, в котором размещена камера противодавления, сообщенная трубкой с кольцевой полостью между стенками цилиндра и полого штока, и шток с проточкой, закрепленный в верхней крышке цилиндра и размещенный в центральном отверстии поршня, проточка штока выполнена в нижней его части и соединяет надпоршневую полость с камерой противодавления при негруженом транспортном средстве, а рессора снабжена демпфирующим узлом, саморегулируемым в зависимости от амплитуды колебаний и изменения давления, включающим основной дроссельный канал, выполненный на нижнем торце трубки, дополнительный дроссельный канал, образованный выполненными в нижней части трубки радиальными отверстиями и наружной проточкой, и подпружиненный плунжер, выполненный в виде установленной на трубке ступенчатой гильзы, в меньшей ступени которой выполнены радиальные отверстия, а большая ступень образует с трубкой герметичную кольцевую плунжерную полость, в которой установлена пружина сжатия плунжера, перекрывающего своей меньшей ступенью дополнительный дроссельный канал при ходах поршня вне зоны проточки штока вследствие резкого увеличения или уменьшения давления в камере противодавления, при этом камера противодавления сообщена с кольцевой полостью посредством дополнительной трубки с обратным клапаном.The specified technical result is achieved by the fact that in the pneumohydraulic spring of the vehicle containing a cylinder with upper and lower covers, filled with liquid and gas, a piston with a hollow rod, in which a backpressure chamber is placed, communicated by a tube with an annular cavity between the walls of the cylinder and the hollow rod, and a rod with a groove fixed in the top cover of the cylinder and placed in the central bore of the piston; a groove of the rod is made in its lower part and connects the nadporshne cavity with the backpressure chamber when the vehicle is unloaded, and the spring is equipped with a damping unit, self-regulating depending on the amplitude of the oscillations and pressure changes, including the main throttle channel made at the lower end of the tube, an additional throttle channel formed by radial holes made in the lower part of the tube and an external groove, and a spring-loaded plunger made in the form of a stepped sleeve mounted on the tube, in the lower stage of which radial holes are made, and the large stage forms pressurized hermetic annular plunger cavity, in which a compression spring of a plunger is installed, blocking its additional throttle channel with its smaller stage when the piston moves outside the stem groove zone due to a sharp increase or decrease in pressure in the backpressure chamber, while the backpressure chamber is in communication with the annular cavity through an additional tube with a reverse valve.

Благодаря тому, что в пневмогидравлической рессоре транспортного средства проточка штока выполнена в нижней его части, обеспечивается соединение надпоршневой полости с камерой противодавления при негруженом автомобиле, в результате чего рессора превращается в рессору без противодавления с пониженной жесткостью упругой характеристики, что необходимо для повышения плавности хода негруженого автомобиля. При груженом автомобиле указанные полости разобщаются, в результате чего рессора превращается в рессору с противодавлением и повышенной жесткостью упругой характеристики, что обеспечивает при ограниченных ходах рессоры восприятие значительного увеличения подрессоренной массы.Due to the fact that in the pneumohydraulic spring of the vehicle, the stem groove is made in its lower part, the supra-piston cavity is connected to the counter-pressure chamber when the vehicle is unloaded, as a result of which the spring turns into a spring without counter-pressure with reduced stiffness of the elastic characteristic, which is necessary to increase the smoothness of the unloaded a car. When the car is loaded, these cavities are disconnected, as a result of which the spring turns into a spring with back pressure and increased stiffness of the elastic characteristic, which provides, with limited spring travel, the perception of a significant increase in the sprung mass.

Вследствие того, что рессора снабжена демпфирующим узлом, саморегулируемым в зависимости от амплитуды колебаний и изменения давления, включающим основной дроссельный канал, выполненный на нижнем торце трубки, дополнительный дроссельный канал, образованный радиальными отверстиями и наружной проточкой, выполненными в нижней части трубки, и подпружиненный плунжер, выполненный в виде установленной на трубке ступенчатой гильзы, в меньшей ступени которой выполнены радиальные отверстия, а большая ступень образует с трубкой герметичную кольцевую плунжерную полость, в которой установлена пружина сжатия плунжера, перекрывающего своей меньшей ступенью дополнительный дроссельный канал при ходах поршня вне зоны проточки штока вследствие резкого увеличения или уменьшения давления в камере противодавления, обеспечивается существенное уменьшение жесткости демпфирующей характеристики при малых амплитудах колебаний в зоне статического хода негруженого транспортного средства, в результате чего повышается плавность хода негруженого автомобиля.Due to the fact that the spring is equipped with a damping unit, self-regulating depending on the amplitude of oscillations and pressure changes, including the main throttle channel made at the lower end of the tube, an additional throttle channel formed by radial holes and an outer groove made in the lower part of the tube, and a spring-loaded plunger made in the form of a stepped sleeve mounted on the tube, in the lower stage of which radial holes are made, and the large stage forms a tight seal with the tube the main plunger cavity, in which a compression spring is installed for the plunger, which blocks the additional throttle channel when the piston moves outside the stem groove zone due to a sharp increase or decrease in pressure in the backpressure chamber, a significant decrease in the stiffness of the damping characteristic at small amplitudes of oscillations in the zone of the static course of the unloaded vehicle, resulting in increased smoothness of the unloaded car.

Благодаря тому, что камера противодавления сообщена с кольцевой полостью посредством дополнительной трубки с обратным клапаном, обеспечивается уменьшение неупругого сопротивления на ходе сжатия по сравнению с ходом отбоя, что повышает плавность хода автомобиля при любой степени его загрузки.Due to the fact that the backpressure chamber is in communication with the annular cavity by means of an additional tube with a check valve, the inelastic resistance during compression is reduced in comparison with the rebound stroke, which increases the smoothness of the vehicle at any degree of loading.

Приведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого решения, позволили установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого решения по совокупности признаков, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.The analysis of the prior art cited by the applicant, including the search by patents and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed solution, made it possible to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest solution for the totality of features, allowed to identify the set of essential distinguishing features in relation to the applicant’s technical result in the claimed object set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under applicable law.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".To verify the compliance of the claimed invention with the requirement of "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention, the results of which show that the claimed invention does not explicitly follow from the prior art. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step".

На фиг.1 изображена предлагаемая пневмогидравлическая рессора транспортного средства, продольный разрез. На фиг.2 изображены график упругой характеристики рессоры (кривая 3) и графики изменения давлений в надпоршневой полости (кривая 1) и в камере противодавления (кривая 2).Figure 1 shows the proposed pneumohydraulic spring of the vehicle, a longitudinal section. Figure 2 shows a graph of the elastic characteristics of the springs (curve 3) and graphs of pressure changes in the supra-piston cavity (curve 1) and in the backpressure chamber (curve 2).

Пневмогидравлическая рессора транспортного средства содержит цилиндр 1 с верхней 2 и нижней 3 крышками, поршень 4 с центральным отверстием 5, полый шток 6, в котором размещена камера противодавления 7, сообщенная трубкой 8 и дополнительной трубкой 9 с кольцевой полостью 10 между стенками цилиндра 1 и полого штока 6, и шток 11, закрепленный в верхней крышке 2 цилиндра 1 и размещенный в центральном отверстии 5 поршня 4. Для герметизации подвижных соединений поршня 4 с цилиндром 1 и со штоком 11 в поршне 4 установлены уплотнения 12 и 13. Для герметизации подвижного соединения полого штока 6 с нижней крышкой 3 в последней установлено уплотнение 14. Надпоршневая полость 15 цилиндра 1 заполнена газом и небольшим количеством жидкости, кольцевая полость 10 - жидкостью, а полость штока 6 - жидкостью и газом.The pneumatic-hydraulic spring of the vehicle contains a cylinder 1 with upper 2 and lower 3 covers, a piston 4 with a central hole 5, a hollow stem 6, in which a backpressure chamber 7 is placed, communicated by a tube 8 and an additional tube 9 with an annular cavity 10 between the walls of the cylinder 1 and the hollow rod 6, and rod 11, mounted in the top cover 2 of the cylinder 1 and placed in the Central hole 5 of the piston 4. To seal the movable joints of the piston 4 with the cylinder 1 and the rod 11 in the piston 4 seals 12 and 13 are installed. zhnogo compound of the hollow stem 6 with the bottom cover 3 in the latter a seal cavity 15 above the piston 14. The cylinder 1 is filled with gas and a small amount of liquid, the annular chamber 10 - the liquid and the cavity stem 6 - liquid and gas.

В нижней части штока 11 выполнена проточка 16, соединяющая надпоршневую полость 15 с камерой противодавления 7 при негруженом автомобиле, в результате чего рессора превращается в рессору без противодавления с пониженной жесткостью упругой характеристики (зона Б на фиг.2), что необходимо для повышения плавности хода негруженого автомобиля. При груженом автомобиле проточка 16 находится ниже уплотнения 13, надпоршневая полость 15 и камера противодавления 7 разобщаются, в результате чего рессора превращается в рессору с противодавлением и повышенной жесткостью упругой характеристики (зона В на фиг.2), что обеспечивает при ограниченных ходах рессоры восприятие значительного увеличения подрессоренной массы. При негруженом автомобиле в конце хода отбоя рессоры проточка 16 находится выше уплотнения 13, в результате чего рессора также превращается в рессору с противодавлением (зона А на фиг.2), что упруго ограничивает ход отбоя и повышает устойчивость автомобиля.A groove 16 is made in the lower part of the rod 11, connecting the supra-piston cavity 15 with the back pressure chamber 7 when the vehicle is not loaded, as a result of which the spring turns into a spring without back pressure with reduced stiffness of the elastic characteristic (zone B in figure 2), which is necessary to improve ride smoothness unloaded car. When the vehicle is loaded, the groove 16 is located below the seal 13, the supra-piston cavity 15 and the backpressure chamber 7 are disconnected, as a result of which the spring turns into a spring with backpressure and increased stiffness of the elastic characteristic (zone B in Fig. 2), which ensures significant perception with limited spring travel increase sprung mass. When the vehicle is not loaded, at the end of the spring rebound stroke, the groove 16 is located above the seal 13, as a result of which the spring also turns into a counter-pressure spring (zone A in FIG. 2), which elastically limits the rebound stroke and increases the stability of the car.

На нижнем торце трубки 8 выполнено отверстие 17 основного дроссельного канала с большим гидравлическим сопротивлением, необходимым для эффективного гашения колебаний груженого транспортного средства. В нижней части трубки 8 выполнены радиальные отверстия 18 и наружная проточка 19, образующие дополнительный дроссельный канал с малым гидравлическим сопротивлением, необходимым для эффективного гашения небольших колебаний негруженого транспортного средства.At the lower end of the tube 8, a hole 17 of the main throttle channel is made with a large hydraulic resistance necessary for the effective damping of vibrations of a loaded vehicle. In the lower part of the tube 8 there are made radial holes 18 and an external groove 19, forming an additional throttle channel with low hydraulic resistance, which is necessary for effective damping of small vibrations of an unloaded vehicle.

На нижнем конце трубки 8 установлен подпружиненный плунжер 20, выполненный в виде ступенчатой гильзы, в меньшей ступени которой выполнены радиальные отверстия 21, а большая ступень образует с трубкой 8 герметичную кольцевую плунжерную полость 22. Герметичность кольцевой плунжерной полости 22 обеспечивают верхнее 23 и нижнее 24 уплотнения, установленные в меньшей ступени плунжера 20 и на нижнем конце трубки 8 соответственно. В кольцевой плунжерной полости 22 установлена пружина сжатия 25 плунжера 20, усилие которой уравновешивает перепад давлений между камерой противодавления 7 и кольцевой плунжерной полостью 22 при расположении радиальных отверстий 21 плунжера 20 напротив наружной проточки 19 трубки 8. Это имеет место при ходах поршня 4 в зоне проточки 16 штока 11 и незначительном изменении давления в камере противодавления 7 (зона Б на фиг.2), в результате чего дополнительный дроссельный канал остается открытым, а демпфирующая характеристика рессоры имеет малую жесткость. При резком увеличении или уменьшении давления в камере противодавления 7, что имеет место при ходах поршня 4 вне зоны проточки 16 штока 11 (зоны А и В на фиг.2), подпружиненный плунжер 20 своей меньшей ступенью перекрывает наружную проточку 19 трубки 8, в результате чего жесткость демпфирующей характеристики увеличивается.At the lower end of the tube 8, a spring-loaded plunger 20 is installed, made in the form of a stepped sleeve, in the lower stage of which radial holes 21 are made, and the large stage forms a tight annular plunger cavity 22 with the tube 8. The upper 23 and lower 24 seals provide tightness of the annular plunger cavity 22. installed in the lower stage of the plunger 20 and at the lower end of the tube 8, respectively. In the annular plunger cavity 22, a compression spring 25 of the plunger 20 is installed, the force of which balances the pressure differential between the backpressure chamber 7 and the annular plunger cavity 22 when the radial holes 21 of the plunger 20 are located opposite the outer groove 19 of the tube 8. This occurs when the piston 4 moves in the groove zone 16 of the rod 11 and a slight change in pressure in the backpressure chamber 7 (zone B in FIG. 2), as a result of which the additional throttle channel remains open, and the damping characteristic of the spring has a small gesture spine. With a sharp increase or decrease in pressure in the counter-pressure chamber 7, which occurs during strokes of the piston 4 outside the groove 16 of the rod 11 (zones A and B in FIG. 2), the spring-loaded plunger 20 overlaps the outer groove 19 of the tube 8 with its smaller step bringing the stiffness of the damping characteristic increases.

Отверстия 17 и 18 основного и дополнительного дроссельных каналов и подпружиненный плунжер 20, управляемый перепадом давлений между камерой противодавления 7 и кольцевой плунжерной полостью 22, образуют саморегулируемый демпфирующий узел, обеспечивающий ступенчатое изменение жесткости демпфирующей характеристики рессоры в зависимости от амплитуды колебаний и изменения давления.Holes 17 and 18 of the main and additional throttle channels and a spring-loaded plunger 20, controlled by the pressure differential between the backpressure chamber 7 and the annular plunger cavity 22, form a self-regulating damping unit that provides a stepwise change in the stiffness of the damping characteristic of the spring depending on the amplitude of the oscillations and pressure changes.

В дополнительной трубке 9 установлен обратный клапан 26, что обеспечивает увеличение неупругого сопротивления на ходе отбоя по сравнению с ходом сжатия.In the additional tube 9, a check valve 26 is installed, which provides an increase in inelastic resistance during rebound compared with the compression stroke.

Пневмогидравлическая рессора транспортного средства работает следующим образом.Pneumohydraulic spring of the vehicle operates as follows.

При движении негруженого транспортного средства деформация рессоры в основном происходит в зоне длины проточки 16 на штоке 11 (фиг.1), сообщающей между собой надпоршневую полость 15 и камеру противодавления 7, что обеспечивает малую жесткость упругой характеристики рессоры (зона Б на фиг.2) и повышение плавности автомобиля. При больших деформациях рессоры уплотнение 13 штока 11 выходит за пределы проточки 16, вследствие чего надпоршневая полость 15 и камера противодавления 7 разобщаются. При этом на ходе сжатия рессоры давление в надпоршневой полости 15 повышается, а в камере противодавления 7 понижается (зона В на фиг.2). На ходе отбоя все происходит наоборот, давление в надпоршневой полости 15 понижается, а в камере противодавления 7 повышается (зона А на фиг.2). В результате жесткость упругой характеристики при деформациях рессоры больше величины проточки 16 увеличивается, что повышает устойчивость негруженого автомобиля.When moving an unloaded vehicle, the deformation of the spring mainly occurs in the zone of the length of the groove 16 on the rod 11 (Fig. 1), which communicates between the supra-piston cavity 15 and the back-pressure chamber 7, which provides low rigidity of the elastic characteristics of the spring (zone B in Fig. 2) and increase the smoothness of the car. With large deformations of the spring, the seal 13 of the rod 11 extends beyond the groove 16, as a result of which the over-piston cavity 15 and the backpressure chamber 7 are disconnected. In this case, during compression of the spring, the pressure in the supra-piston cavity 15 rises, and in the backpressure chamber 7 decreases (zone B in FIG. 2). During the rebound, everything happens the other way around, the pressure in the supra-piston cavity 15 decreases, and in the backpressure chamber 7 increases (zone A in figure 2). As a result, the stiffness of the elastic characteristic during spring deformations greater than the groove 16 increases, which increases the stability of the unloaded car.

На ходе сжатия рессоры жидкость из камеры противодавления 7 поступает в кольцевую полость 10 по трубке 8 и дополнительной трубке 9, так как установленный в дополнительной трубке 9 обратный клапан 26 открыт. На ходе отбоя рессоры жидкость вытесняется из кольцевой полости 10 в камеру противодавления 7 только по трубке 8. В результате обеспечивается меньшее гидравлическое сопротивление на ходе сжатия, чем на ходе отбоя, что требуется для повышения плавности хода автомобиля при любой степени его загрузки.During the compression of the spring, the liquid from the backpressure chamber 7 enters the annular cavity 10 through the tube 8 and the additional tube 9, since the non-return valve 26 installed in the additional tube 9 is open. During the release of the spring, the liquid is displaced from the annular cavity 10 into the backpressure chamber 7 only through the tube 8. As a result, less hydraulic resistance is provided during compression than during the rebound, which is required to increase the smoothness of the vehicle at any load level.

При этом в зависимости от амплитуды колебаний и изменения давления в камере противодавления 7 возможны следующие режимы течения жидкости по трубке 8.In this case, depending on the amplitude of the oscillations and changes in pressure in the backpressure chamber 7, the following modes of fluid flow through the tube 8 are possible.

При деформациях рессоры в зоне длины проточки 16 штока 11, закрепленного в верхней крышке 2 и размещенного в центральном отверстии 5 поршня 4, перепад давлений между камерой противодавления 7 и кольцевой плунжерной полостью 22 меняется незначительно (зона Б на фиг.2). Вследствие этого подпружиненный плунжер 20 перемещается очень мало, и его радиальные отверстия 21 остаются напротив наружной проточки 19 трубки 8. Поэтому жидкость на ходах сжатия и отбоя течет через отверстие 17 основного дроссельного канала и через радиальные отверстия 18 дополнительного дроссельного канала с малым гидравлическим сопротивлением, что необходимо для эффективного гашения малых колебаний негруженого транспортного средства.When the deformation of the spring in the zone of the length of the groove 16 of the rod 11, mounted in the upper cover 2 and placed in the Central hole 5 of the piston 4, the pressure drop between the back pressure chamber 7 and the annular plunger cavity 22 changes slightly (zone B in figure 2). As a result of this, the spring-loaded plunger 20 moves very little, and its radial holes 21 remain opposite to the outer groove 19 of the tube 8. Therefore, the liquid flows through compression and rebound flows through the hole 17 of the main throttle channel and through the radial holes 18 of the additional throttle channel with low hydraulic resistance, which necessary for effective damping of small vibrations of an unloaded vehicle.

При ходах поршня 4 вне зоны проточки 16 штока 11 происходит разобщение надпоршневой полости 15 и камеры противодавления 7, что на ходе отбоя вызывает резкое увеличение (зона А на фиг.2), а на ходе сжатия - резкое уменьшение давления в камере противодавления 7 (зона В на фиг.2). В результате этого перепад давлений между камерой противодавления 7 и кольцевой плунжерной полостью 22 на ходе отбоя резко возрастает, а на ходе сжатия, наоборот, резко уменьшается. При этом на ходе отбоя подпружиненный плунжер 20 перемещается вниз, сжимая пружину сжатия 25 и перекрывая своей меньшей ступенью наружную проточку 19 трубки 8, а на ходе сжатия подпружиненный плунжер 20 перемещается вверх, разжимая пружину 25 и также перекрывая своей меньшей ступенью наружную проточку 19 трубки 8. Поэтому жидкость на ходах сжатия и отбоя течет через отверстие 17 основного дроссельного канала с большим гидравлическим сопротивлением.When the piston 4 moves outside the groove 16 of the rod 11, the supra-piston cavity 15 and the backpressure chamber 7 are disconnected, which causes a sharp increase during rebound (zone A in Fig. 2), and during compression, a sharp decrease in pressure in the backpressure chamber 7 (zone In figure 2). As a result of this, the pressure differential between the backpressure chamber 7 and the annular plunger cavity 22 sharply increases during the rebound, and, on the contrary, sharply decreases during the compression. At the same time, during the rebound, the spring-loaded plunger 20 moves downward, compressing the compression spring 25 and blocking the outer groove 19 of the tube 8 with its smaller step, and during the compression, the spring-loaded plunger 20 moves upward, expanding the spring 25 and also blocking the outer groove 19 of the tube 8 with its smaller step Therefore, the fluid in the compression and rebound moves through the hole 17 of the main throttle channel with high hydraulic resistance.

Таким образом, гидравлическое сопротивление при деформациях рессоры больше величины проточки 16 увеличивается, что повышает устойчивость негруженого автомобиля и обеспечивает эффективное гашение колебаний автомобиля при его полной загрузке.Thus, the hydraulic resistance during spring deformations greater than the groove 16 increases, which increases the stability of an unloaded car and provides an effective damping of vehicle vibrations when it is fully loaded.

При работе рессоры герметичность подвижных соединений поршня 4 с цилиндром 1 обеспечивает уплотнение 12, полого штока 6 с нижней крышкой 3 - уплотнение 14, а плунжера 20 с трубкой 8 - верхнее 23 и нижнее 24 уплотнения.When the spring is working, the tightness of the movable joints of the piston 4 with the cylinder 1 provides a seal 12, a hollow rod 6 with a lower cover 3 - a seal 14, and a plunger 20 with a tube 8 - the upper 23 and lower 24 seals.

Предлагаемая пневмогидравлическая рессора транспортного средства имеет простую и надежную конструкцию и обеспечивает существенное уменьшение жесткостей упругой и демпфирующей характеристик при небольших амплитудах колебаний негруженого автомобиля и повышение этих жесткостей при полной загрузке автомобиля или при деформациях рессоры, больших величины проточки штока, а также уменьшение неупругого сопротивления на ходе сжатия по сравнению с ходом отбоя. Применение данной рессоры приведет к снижению вибронагруженности негруженого транспортного средства, уменьшению общих потерь энергии, вызванных колебаниями, и увеличению средних скоростей и производительности автомобиля.The proposed pneumohydraulic spring of the vehicle has a simple and reliable design and provides a significant reduction in the stiffness of the elastic and damping characteristics at small vibration amplitudes of an unloaded car and an increase in these stiffnesses when the vehicle is fully loaded or with spring deformations, large rod grooves, as well as a decrease in inelastic resistance during travel Compression compared to rebound. The use of this spring will reduce the vibration load of an unloaded vehicle, reduce the total energy loss caused by vibrations, and increase the average speeds and performance of the car.

Таким образом, вышеизложенное свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:Thus, the foregoing indicates that when using the claimed invention the following combination of conditions:

- пневмогидравлическая рессора транспортного средства, воплощающая заявленное изобретение при его осуществлении, предназначена для применения в подвеске транспортных средств и обеспечивает при простой и надежной конструкции ступенчатое изменение жесткостей упругой и демпфирующей характеристик в зависимости от амплитуды колебаний и изменения давления, а также несимметричность демпфирующей характеристики, что снижает эксплуатационные затраты и повышает плавность хода особенно негруженого автомобиля;- the pneumohydraulic spring of the vehicle, embodying the claimed invention in its implementation, is intended for use in the suspension of vehicles and provides, with a simple and reliable design, a stepwise change in the stiffness of the elastic and damping characteristics depending on the amplitude of the oscillations and pressure changes, as well as the asymmetry of the damping characteristic, which reduces operating costs and increases the smoothness of the especially unloaded car;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления в соответствии с описанием и прилагаемым чертежом;- for the claimed invention in the form described in the claims, the possibility of its implementation in accordance with the description and the attached drawing is confirmed;

- пневмогидравлическая рессора, воплощающая заявленное изобретение при его осуществлении, способна обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- a pneumohydraulic spring embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".Therefore, the claimed invention meets the requirement of "industrial applicability".

Claims

A pneumatic-hydraulic spring of a vehicle, comprising a cylinder with upper and lower covers filled with liquid and gas, a piston with a hollow rod in which a back-pressure chamber is placed, communicated by a tube with an annular cavity between the walls of the cylinder and the hollow rod, and a rod with a groove fixed in the upper cover the cylinder and placed in the Central hole of the piston, characterized in that the groove of the rod is made in its lower part and connects the nadporshne cavity with the back pressure chamber with an unloaded transport and the spring is equipped with a damping unit, self-regulating depending on the amplitude of the oscillations and pressure changes, including the main throttle channel made at the lower end of the tube, an additional throttle channel formed by radial holes made in the lower part of the tube and an external groove, and a spring-loaded plunger made in the form of a stepped sleeve mounted on the tube, in the lower stage of which radial holes are made, and the large stage forms a sealed ring plunger with the tube ernuyu cavity in which the plunger compression spring is set overlapping at their stage additional throttle channel when the piston moves outside the shaft bore due to a sudden increase or decrease the pressure in the backpressure chamber, the back pressure chamber communicates with the annular cavity through the additional tube with check valve.