RU2422294C2 - Pneumatic shock-absorber - Google Patents
Pneumatic shock-absorber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2422294C2 RU2422294C2 RU2009126116/11A RU2009126116A RU2422294C2 RU 2422294 C2 RU2422294 C2 RU 2422294C2 RU 2009126116/11 A RU2009126116/11 A RU 2009126116/11A RU 2009126116 A RU2009126116 A RU 2009126116A RU 2422294 C2 RU2422294 C2 RU 2422294C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- punch
- electric motor
- pneumatic shock
- shock absorber
- phase voltage
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к виброзащитной технике, а именно к опорным виброзащитным элементам для крупногабаритных объектов, в том числе для подвески транспортных средств.The invention relates to vibration protection technology, namely, supporting vibration protection elements for large objects, including for suspension of vehicles.
Известна конструкция пневмоамортизатора, описанная в а.с. №1106936, М. кл. F16F 9/04, содержащая обойму, пуансон, резинокордные диафрагму и догружающую оболочку. В уравновешенном состоянии нагрузка воспринимается только диафрагмой, усилия, создаваемые обоими гофрами догружающей оболочки, уравновешены, оболочка в восприятии не участвует. При работе амортизатора догружающая оболочка создает дополнительное усилие, направленное в сторону, противоположную усилию диафрагмы, тем самым уменьшая упругие свойства пневмоамортизатора. Регулирование упругой характеристики происходит за счет изменения давления газа в догружающей оболочке.A known design of a pneumatic shock absorber described in A.S. No. 1106936, M. cl.
Однако регулирование упругой характеристики пневмоамортизатора затруднено из-за значительного объема догружающей оболочки.However, the regulation of the elastic characteristics of the pneumatic shock absorber is difficult due to the significant volume of the loading shell.
Известно также устройство пневматического амортизатора, описанное в а.с. №1758308, М. кл. F16F 9/00 (прототип), содержащее обойму, пуансон, соединенные между собой эластичным упругим элементом, установленные коаксиально последним и соосно между собой соленоиды, составной сердечник жестко соединенный с обоймой, имеющий две магнитных части, установленные на равном расстоянии между катушками соленоидов в положении статического равновесия, и немагнитную проставку между магнитными частями.Also known is a pneumatic shock absorber device described in A.S. No. 1758308, M. cl. F16F 9/00 (prototype), comprising a cage, a punch connected to each other by an elastic elastic element, installed coaxially last and coaxially between each other, a composite core rigidly connected to the cage, having two magnetic parts mounted at equal distance between the coils of the solenoids in position static equilibrium, and non-magnetic spacer between the magnetic parts.
Основным недостатком устройства является низкая эффективность гашения колебаний амортизируемого объекта в связи с тем, что катушки соленоидов постоянно включены в работу и создают разностное суммарное усилие. Причем непосредственно при смене режимов работы пневматического амортизатора это усилие имеет направление, способствующее развитию колебания, так при движении вниз основное усилие, направленное также вниз за счет втягивания магнитного сердечника в катушку, будет создавать нижний электромагнит. При движении амортизируемого объекта вверх за счет энергии упругого эластичного элемента аналогичная ситуация происходит с верхним электромагнитом. Эти явления снижают эффективность гашения колебаний и плавность хода транспортного средства.The main disadvantage of the device is the low efficiency of damping the oscillations of the depreciable object due to the fact that the solenoid coils are constantly included in the work and create a differential total force. Moreover, directly when changing the operating modes of the pneumatic shock absorber, this force has a direction that promotes the development of oscillations, so when moving down the main force, also directed downward by pulling the magnetic core into the coil, will create a lower electromagnet. When the depreciable object moves up due to the energy of the elastic elastic element, a similar situation occurs with the upper electromagnet. These phenomena reduce the damping efficiency and smoothness of the vehicle.
Большим недостатком является то, что данное устройство может работать только в составе «короткоходовых» амортизаторов при размахе колебаний не более нескольких сантиметров, также соленоиды способны создавать незначительные усилия на сердечнике и при больших массах амортизируемого объекта подобное корректирующее устройство неэффективно.The big disadvantage is that this device can only work as part of "short-stroke" shock absorbers with a sweep of no more than a few centimeters, solenoids are also able to create insignificant forces on the core and with a large mass of the object to be shocked, such a corrective device is ineffective.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности гашения колебаний при значительных размахах колебаний и массе амортизируемого объекта.The task of the invention is to increase the efficiency of damping oscillations with a significant range of fluctuations and the mass of the depreciable object.
Поставленная задача достигается тем, что в известном пневматическом амортизаторе, содержащем обойму, пуансон, соединенные между собой эластичным упругим элементом, корректирующее устройство, размещенное внутри пуансона, шток, соединяющий обойму и корректирующее устройство, согласно изобретению обойма выполнена в виде цилиндрического стакана, имеющего по нижнему внутреннему краю центрирующие ролики, опирающиеся на внешнюю поверхность пуансона, корректирующее устройство содержит электродвигатель, расположенный на штоке и имеющий на валу зубчатое колесо, а также зубчатую рейку и упор зубчатой рейки, имеющей на оси профилированный ролик, причем зубчатая рейка зацепляется с одной стороны с зубчатым колесом электродвигателя, а другой стороной - опирается на профилированный ролик, а электродвигатель соединен с блоком управления.The problem is achieved in that in the known pneumatic shock absorber containing a cage, a punch connected to each other by an elastic elastic element, a correction device located inside the punch, the rod connecting the cage and the correction device according to the invention, the cage is made in the form of a cylindrical glass having a lower the inner edge of the centering rollers resting on the outer surface of the punch, the corrective device contains an electric motor located on the rod and having on the gear shaft, as well as the gear rack and the emphasis of the gear rack, having a profiled roller on the axis, the gear rack meshing on one side with the gear wheel of the electric motor, and the other side resting on the profiled roller, and the electric motor is connected to the control unit.
Электродвигатель может быть асинхронным, в этом случае блок управления содержит соединенные последовательно преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, устройство разделения сигнала управления, выходы которого соединены с формирователем трехфазного напряжения прямой последовательности, формирователем трехфазного напряжения обратной последовательности и с входом управления силового коммутатора, причем выходы формирователя трехфазного напряжения прямой последовательности и формирователя трехфазного напряжения обратной последовательности соединены с силовыми входами силового коммутатора, силовые выходы которого соединены со статорными обмотками асинхронного электродвигателя. Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe electric motor can be asynchronous, in this case, the control unit comprises an object displacement transducer, an object speed signal shaper, a control signal separation device, the outputs of which are connected to a three-phase voltage generator of a direct sequence, a three-phase voltage generator of a negative sequence and to the control input of the power switch, outputs of the three-phase voltage generator of the direct sequence and the three-phase driver This negative sequence voltage is connected to the power inputs of the power switch, the power outputs of which are connected to the stator windings of the induction motor. The invention is illustrated by drawings, where
- на фиг.1 представлен предложенный пневматический амортизатор;- figure 1 presents the proposed pneumatic shock absorber;
- на фиг.2 представлен поперечный разрез А-А на фиг.1 предложенного пневматического амортизатора;- figure 2 presents a cross section aa in figure 1 of the proposed pneumatic shock absorber;
- на фиг.3 приведена структурная схема блока управления;- figure 3 shows the structural diagram of the control unit;
- на фиг.4 приведена упругодемпфирующая характеристика пневматического амортизатора.- figure 4 shows the elastic damping characteristic of a pneumatic shock absorber.
Пневматический амортизатор содержит обойму 1, пуансон 2, соединенные между собой эластичным упругим элементом 3, образующие упругий элемент 4, заполненный сжатым газом (или воздухом), шток 5, жестко соединенный с обоймой 1, корректирующее устройство, размещенное внутри пуансона 2, состоящее из электродвигателя 6, расположенного на штоке 5 и имеющего на валу 7 зубчатое колесо 8. Шток 5 проходит через отверстие 13 крышки 10 пуансона 2. Зубчатая рейка 9 закреплена внутри пуансона 2 и зацепляется с зубчатым колесом 8 электродвигателя 6. Верхний конец зубчатой рейки 9 с помощью узла крепления 11 установлен на верхней крышке 10 пуансона 2, нижний конец зубчатой рейки 9 закреплен на дне пуансона 2 с помощью узла крепления 12. Электродвигатель 6 соединен с блоком управления 14. По нижнему внутреннему краю обоймы 1 расположены центрирующие ролики 15, опирающиеся на внешнюю поверхность пуансона 2.The pneumatic shock absorber comprises a
Зубчатая рейка 9 опирается на профилированный ролик 16, установленный на оси упора 17 зубчатой рейки 9.The
Наиболее предпочтительно использовать в качестве электродвигателя 6 асинхронный электродвигатель, т.к. он наиболее прост по конструкции, по обслуживанию в процессе эксплуатации, наиболее дешевый по стоимости по сравнению с электродвигателями других типов. В этом случае блок управления 14 содержит соединенные последовательно преобразователь перемещения 18 объекта, формирователь сигнала скорости 19 объекта, устройство разделения сигнала управления 20, выходы которого соединены с формирователем трехфазного напряжения прямой последовательности 21, формирователем трехфазного напряжения обратной последовательности 22 и входом управления силового коммутатора 23, причем выходы формирователя трехфазного напряжения прямой последовательности 21 и формирователя трехфазного напряжения обратной последовательности 22 соединены с силовыми входами силового коммутатора 23, силовые выходы которого соединены со статорными обмотками асинхронного электродвигателя 6.It is most preferable to use an induction motor as the
Пневматический амортизатор работает следующим образом.Pneumatic shock absorber works as follows.
В статическом положении пневматического амортизатора и при колебаниях с малой амплитудой сила тяжести амортизируемого объекта уравновешивается только за счет избыточного давления Рст сжатого газа упругого элемента 4 в соответствие с рабочей характеристикой упругого элемента «а-б» (Фиг.3), т.е.:In the static position of the pneumatic shock absorber and with fluctuations with a small amplitude, the gravity of the shock-absorbing object is balanced only due to the excess pressure P article of the compressed gas of the
М·g=Pcm M g = P cm
где М - масса амортизируемого объекта;where M is the mass of the depreciable object;
g - ускорение свободного падения тела.g is the acceleration of gravity of the body.
При колебаниях амортизируемого объекта происходит вертикальное смещение обоймы 1 с амортизируемым объектом относительно пуансона 2 за счет центрирующих роликов 15 обоймы 1, перекатывающихся по внешней поверхности пуансона 2. При движении амортизируемого объекта и обоймы 1 вниз осуществляется процесс сжатия газа в упругом элементе 4. При этом блок управления 14 через силовой коммутатор 23 подключает к статорным обмоткам электродвигателя 6 формирователь трехфазного напряжения прямой последовательности 21. При этом электродвигатель 6 создает крутящий момент, преобразуемый в осевую силу на штоке 5, передаваемую на обойму 1 и противодействующую перемещению вниз обоймы 1 и амортизируемого объекта. Это усиливает жесткостные свойства пневматического амортизатора, характеристика нагрузки на упругодемпфирующей характеристике пневматического амортизатора (кривая «а-в-б») находится выше характеристики упругого элемента 4 (кривая «а-б»). Электромагнитная сила электродвигателя 6 совместно с упругой силой сжатого газа противодействует перемещению обоймы 1 и амортизируемого объекта, при этом снижается ход перемещения амортизируемого объекта вниз и аккумулирование энергии упругого элемента 4 за счет сжатия газа.When the shock-absorbing object fluctuates, the
При движении амортизируемого объекта и обоймы 1 вверх осуществляется процесс расширения газа. При этом блок управления 14 через силовой коммутатор 23 подключает к статорным обмоткам электродвигателя 6 формирователь трехфазного напряжения обратной последовательности 22. При этом электродвигатель 6 создает крутящий момент, преобразуемый в осевую силу на штоке 5, передаваемую на обойму 1 и противодействующую перемещению вверх обоймы 1 и амортизируемого объекта. Это усиливает демпфирующие свойства пневматического амортизатора, характеристика разгрузки на упругодемпфирующей характеристике пневматического амортизатора (кривая «б-г-а») находится ниже характеристики упругого элемента 4 (кривая «а-б»). Электромагнитная сила электродвигателя 6 противодействует упругой силе сжатого газа, при этом снижается ход перемещения амортизируемого объекта вверх и энергия колебаний, возвращаемая упругим элементом обратно амортизируемому объекту. Площадь петли «а-в-б-г-а» на упругодемпфирующей характеристике отражает рассеянную пневматическим амортизатором механическую энергию одного колебания амортизируемого объекта.When the depreciable object and the
Блок управления 14 работает следующим образом.The control unit 14 operates as follows.
При незначительных колебаниях амортизируемого объекта, когда их размах не превышает определенного порогового значения Zпор, корректирующее устройство в работе не участвует, в гашении колебаний участвует только упругий элемент 4. При значительных колебаниях амортизируемого объекта блок управления подключает в работу корректирующее устройство. В соответствие с сигналом преобразователя перемещения 18 объекта формирователь 19 сигнала скорости объекта образует разнополярные сигналы, при перемещении объекта вниз формируется сигнал положительной полярности, а при перемещении объекта вверх - сигнал отрицательной полярности. Устройство разделения управления 20 в зависимости от знака сигнала формирует управляющее воздействие на включение формирователя трехфазного напряжения прямой последовательности 21 или на включение формирователя трехфазного напряжения обратной последовательности 22 и на подключение одного из формирователей через силовой коммутатор 23 к статорным обмоткам электродвигателя 6.With insignificant fluctuations of the depreciable object, when their range does not exceed a certain threshold value of Z pore , the correction device does not participate in the work, only
При сжатии газа в упругом элементе 4 формируется положительный сигнал и устройство разделения управления 20 включает в работу формирователь трехфазного напряжения прямой последовательности 21, подключает силовые выходы силового коммутатора 23 к статорным обмоткам электродвигателя 6. При этом за счет создания крутящего момента на валу 7 двигатель 6 стремится переместиться вверх по зубчатой рейке 9 и на штоке 5 создается противодействующая осевая сила, направленная вверх и увеличивающая жесткостные свойства пневматического амортизатора.When gas is compressed in the
При расширении газа в упругом элементе 4 формируется отрицательный сигнал и устройство разделения управления 20 включает в работу формирователь трехфазного напряжения обратной последовательности 22, подключает силовые выходы силового коммутатора 23 к статорным обмоткам электродвигателя 6. При этом за счет создания крутящего момента на валу 7 двигатель 6 стремится переместиться вниз по зубчатой рейке 9 и на штоке 5 создается противодействующая осевая сила, направленная вниз и увеличивающая демпфирующие свойства пневматического амортизатора.When the gas expands in the
Таким образом, введение электродвигателя, работающего в тормозном режиме, в корректирующее устройство позволяет снизить размах колебаний амортизируемого объекта при его значительной массе. При изменении параметров напряжения формирователей трехфазного напряжения можно получать различные усилия на штоке и регулировать, таким образом, упругодемпфирующую характеристику пневматического амортизатора. Использование предлагаемого пневматического амортизатора позволяет повысить эффективность гашения колебаний и плавность хода транспортного средства, а также улучшает условия работы экипажа и обеспечивает требуемую сохранность спецгрузов при транспортировке.Thus, the introduction of an electric motor operating in a braking mode into a corrective device allows to reduce the amplitude of oscillations of the shock-absorbing object with its considerable mass. When changing the voltage parameters of the three-phase voltage formers, it is possible to obtain various forces on the rod and thus adjust the elastic-damping characteristic of the pneumatic shock absorber. The use of the proposed pneumatic shock absorber improves the damping and smoothness of the vehicle, and also improves the working conditions of the crew and ensures the required safety of special cargo during transportation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009126116/11A RU2422294C2 (en) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Pneumatic shock-absorber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009126116/11A RU2422294C2 (en) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Pneumatic shock-absorber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009126116A RU2009126116A (en) | 2011-01-20 |
| RU2422294C2 true RU2422294C2 (en) | 2011-06-27 |
Family
ID=44739474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009126116/11A RU2422294C2 (en) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Pneumatic shock-absorber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2422294C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU186463U1 (en) * | 2018-10-15 | 2019-01-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | PNEUMATIC SHOCK ABSORBER WITH QUASINULAR RIGIDITY |
-
2009
- 2009-07-07 RU RU2009126116/11A patent/RU2422294C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU186463U1 (en) * | 2018-10-15 | 2019-01-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | PNEUMATIC SHOCK ABSORBER WITH QUASINULAR RIGIDITY |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009126116A (en) | 2011-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104309438B (en) | A kind of multi-state vehicle suspension | |
| CN103201512A (en) | Kinetic energy management system | |
| CN208134000U (en) | A kind of adjustable energy feedback type vehicle active suspension electromagnetic vibration control device of damping | |
| US20120133334A1 (en) | Method and charging apparatus for charging a motor vehicle battery | |
| CN108515823A (en) | A kind of adjustable energy feedback type vehicle active suspension electromagnetic vibration control device of damping | |
| CN105715733A (en) | Magnetorheological buffer of undercarriage | |
| US10328762B2 (en) | Electric damper for vehicle | |
| CN201851572U (en) | Electromagnetic shock absorber | |
| CN202165506U (en) | Power generation shock absorber | |
| CN105156532A (en) | Permanent magnet type eddy current energy-consumption dynamic vibration absorber | |
| CN111677816A (en) | Damping wheel capable of automatically adjusting damping by utilizing winsler phenomenon principle | |
| CN105539046A (en) | Vehicle active inerter type dynamic vibration absorption suspension | |
| CN103925324A (en) | Double-barrel shock absorber device with linear motor and damper connected in series | |
| CN110341566B (en) | Seat suspension device with vibration energy recovery and vibration active control functions | |
| CN101774341A (en) | Vehicle suspension bracket with motion transformation spiral fly wheel | |
| CN202116141U (en) | Damping frame for elevator car | |
| RU2422294C2 (en) | Pneumatic shock-absorber | |
| CN104443369A (en) | Buffering device of undercarriage buffering support | |
| RU2422295C2 (en) | Pneumatic shock-absorber | |
| CN104675903A (en) | Hydraulic damper capable of generating electricity | |
| RU2424124C2 (en) | Air shock absorber | |
| CN201875036U (en) | Shock absorber capable of generating electricity | |
| RU2424126C2 (en) | Air shock absorber | |
| CN203784182U (en) | Double-barrel shake absorber device with linear motor and damper which are connected in series | |
| RU2424128C2 (en) | Air shock absorber |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150708 |