RU2537928C1

RU2537928C1 - Pneumatic and torsion bar suspension of track-type vehicle

Info

Publication number: RU2537928C1
Application number: RU2013142249/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Кузьмич Набоков; Александр Владимирович Набоков
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2015-01-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: system comprises torsion bars and pneumo-hydraulic springs of track rollers, and the related control system. The control system is fitted with the positional switch, connected through manifolds with the compressed air source and with pneumohydraulic springs. The manifolds to springs are designed with reduction valves with different levels of control pressure conversion. Air cavities of springs are connected to atmosphere by manifold with a throttle and pressure recorder. Backpressure cavities of the springs are connected by manifolds to hydraulic cavities of high pressure of pneumohydraulic converters of pressure. The air cavities of converters are connected to the compressed air source by a manifold with shutoff valve connected with atmosphere.

EFFECT: increase of clearance and improvement of smoothness of motion.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в конструкциях транспортных гусеничных машин, в т.ч. военного назначения.The invention relates to the field of transport engineering and can be used in the construction of transport tracked vehicles, including military purpose.

Известна конструкция торсионной неуправляемой подвески (Боевая машина пехоты БМП-2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Э675-СБ3, часть 2, г. Курган). Подвеска БМП-2 отличается конструктивной простотой и высокой надежностью в эксплуатации. Недостатком подвески является невозможность регулирования характеристики подрессоривания. Это не позволяет адаптировать подвеску к меняющимся дорожным условиям эксплуатации, в т.ч. увеличивать клиренс машины при движении по глубокой колее, блокировать подвеску при установке на машину специального оборудования, обеспечивать клиренс при увеличении подрессоренного веса машины от установки дополнительного оборудования, регулировать жесткость подвески для обеспечения необходимого уровня плавности хода и т.д. Подвеска БМП-2 включает торсионы в качестве упругого элемента и телескопические гидроамортизаторы, закрепленные на бортах машины и шарнирно соединенные с балансирами опорных катков.The known design of the torsion uncontrolled suspension (BMP-2 infantry fighting vehicle. Technical description and operating instructions E675-SB3, part 2, Kurgan). The BMP-2 suspension is distinguished by constructive simplicity and high reliability in operation. The disadvantage of the suspension is the inability to regulate the characteristics of the suspension. This does not allow the suspension to adapt to changing road operating conditions, including to increase the clearance of the machine when driving on a deep rut, to block the suspension when installing special equipment on the machine, to ensure clearance when increasing the sprung weight of the machine from installing additional equipment, to adjust the stiffness of the suspension to ensure the required level of smoothness, etc. The BMP-2 suspension includes torsion bars as an elastic element and telescopic hydraulic shock absorbers mounted on the sides of the machine and pivotally connected to the balancers of the road wheels.

Новая пневмо-торсионная подвеска (а.с. №180669, заявка №3033235 от 11.01.1982 г.) обеспечивает замену обычных телескопических гидроамортизаторов гидропневматическими устройствами (далее - рессорами), при этом торсионы (как основные элементы подрессоривания) сохраняются. Основное преимущество новой подвески заключается в более прогрессивной характеристике подрессоривания, которая обеспечивает лучшие условия передвижения по пересеченной местности, чем существующая торсионная подвеска. Новая подвеска дает широкие возможности усовершенствования ходовой части в процессе модернизации машины.The new pneumo-torsion suspension (AS No. 180669, application No. 3033235 dated January 11, 1982) provides the replacement of conventional telescopic hydraulic shock absorbers with hydropneumatic devices (hereinafter referred to as springs), while the torsion bars (as the main elements of the suspension) are preserved. The main advantage of the new suspension is a more progressive suspension characteristic, which provides better conditions for movement over rough terrain than the existing torsion bar suspension. The new suspension gives ample opportunity to improve the chassis during the modernization of the machine.

Пневмо-торсионная подвеска по а.с. №180669 наиболее близка по технической сущности к заявляемому техническому решению и выбрана в качестве прототипа.Pneumatic torsion bar suspension No. 180669 is closest in technical essence to the claimed technical solution and is selected as a prototype.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей торсионных подвесок с гидравлическими амортизаторами путем усовершенствования системы управления пневмо-торсионной подвески. Поставленная цель достигается тем, что система управления содержит позиционный переключатель, соединенный магистралями с источником сжатого воздуха и с гидропневматическими рессорами. При этом магистрали к рессорам выполнены с редукционными клапанами с различным уровнем преобразования управляющего давления. Воздушные полости рессор соединены с атмосферой магистралью, содержащей дроссель и регистратор давления. Полости противодавления рессор соединены магистралями с гидравлическими полостями высокого давления пневмогидравлических преобразователей давления. Воздушные полости преобразователей соединены с источником сжатого воздуха магистралями, содержащими запорный вентиль связи с атмосферой.The aim of the invention is to expand the functionality of torsion bar suspensions with hydraulic shock absorbers by improving the control system of the air-torsion bar suspension. This goal is achieved by the fact that the control system contains a positional switch connected by highways to a source of compressed air and with hydropneumatic springs. In this case, the lines to the springs are made with pressure reducing valves with different levels of control pressure conversion. The air cavities of the springs are connected to the atmosphere by a line containing a throttle and a pressure recorder. The backpressure cavities of the springs are connected by highways to the high pressure hydraulic cavities of the pneumohydraulic pressure transducers. The air cavities of the transducers are connected to the compressed air source by highways containing a shut-off valve for communication with the atmosphere.

Применение предлагаемого технического решения в конструкциях подвесок транспортных гусеничных машин позволяет реализовать следующие функциональные возможности:The application of the proposed technical solution in the construction of suspensions of transport tracked vehicles allows you to implement the following functionality:

- увеличивать дорожный просвет (клиренс) машины при движении по глубокой колее;- increase the ground clearance (clearance) of the machine when driving on a deep rut;

- восстанавливать клиренс при увеличении подрессоренного веса машины от установки дополнительного оборудования;- restore clearance when increasing the sprung weight of the machine from the installation of additional equipment;

- выполнять блокирование подвески при необходимости;- perform suspension blocking if necessary;

- обеспечивать режим «мягкой подвески» при движении по мелким частым неровностям для уменьшения ускорения тряски;- provide a mode of "soft suspension" when driving on small frequent irregularities to reduce the acceleration of shaking;

- устанавливать оптимальную жесткость подвески при движении по наезженной дороге «гармонического профиля» для снижения уровня ускорений при колебаниях подрессоренного корпуса машины.- to establish the optimum stiffness of the suspension when driving on a well-worn road of “harmonic profile” to reduce the level of acceleration during vibrations of the sprung car body.

Реализация отмеченных функциональных качеств новой подвески дает существенные эксплуатационные преимущества по сравнению с неуправляемой торсионной подвеской с гидравлическими амортизаторами.The implementation of the noted functional qualities of the new suspension gives significant operational advantages compared to the uncontrolled torsion suspension with hydraulic shock absorbers.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленная система управления пневмо-торсионной подвески отличается тем, что снабжена позиционным переключателем, соединенным магистралями с источником сжатого воздуха и с гидропневматическими рессорами, при этом магистрали к рессорам выполнены с редукционными клапанами с различным уровнем преобразования управляющего давления, воздушные полости рессор соединены с атмосферой магистралью, содержащей дроссель и регистратор давления, а полости противодавления рессор соединены магистралями с гидравлическими полостями высокого давления в пневмогидравлических преобразователях давления, воздушные полости преобразователей соединены с источником сжатого воздуха магистралями, содержащими запорный вентиль связи с атмосферой.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed control system of the air-torsion suspension is characterized in that it is equipped with a position switch connected by highways to a source of compressed air and hydropneumatic springs, while the highways to the springs are made with pressure reducing valves with different levels of control pressure conversion, air the cavity of the springs are connected to the atmosphere by a line containing a throttle and a pressure recorder, and the cavity of the counter-pressure of the springs are connected by a Strahl hydraulic cavities in the high-pressure converters pneumohydraulic pressure air cavities are connected to transducers comprising the shutoff valve with the atmosphere communication highways source of compressed air.

Сравнение с другими аналогами не позволяет выявить в них признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа и дающее указанный выше технический результат.Comparison with other analogues does not allow us to identify signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype and giving the above technical result.

Изобретение поясняется чертежом, где показана на фиг.1 принципиальная схема системы управления пневмо-торсионной подвески гусеничной машины.The invention is illustrated in the drawing, which shows in Fig.1 a schematic diagram of a control system for pneumatic torsion suspension of a tracked vehicle.

Источник сжатого воздуха 1 (штатный компрессор на машине) соединен с баллоном 2 (накопителем сжатого воздуха) и с позиционным переключателем 3, выполненным с фиксатором включенного положения. Магистрали воздушные 4 содержат редукторы давления 5 с различным уровнем преобразования управляющего давления, в т.ч. 35 ати, 70 ати, 14 ати. Эти магистрали связаны с рессорами 6, неподвижно закрепленными на бортах машины 7 и соединенными шарнирно с рычагами 8, которые закреплены неподвижно на установочных осях балансиров 9. В центральном отверстии балансиров неподвижно закреплены головки торсионов 10, закрепленных другими концами во втулках неподвижных опор балансиров 11. Магистраль 12 соединяет с атмосферой клапан блокировки, установленный в центральной перегородке рессоры (на чертеже не показан), при этом магистраль снабжена регистратором давления 13 и дросселем 14. Магистрали 15 соединяют гидравлические полости преобразователей давления 16 с полостями противодавления рессор 6. Воздушная магистраль 17 связывает воздушные полости преобразователей давления 16 с атмосферой и содержит запорный вентиль 18.The source of compressed air 1 (standard compressor on the machine) is connected to the cylinder 2 (accumulator of compressed air) and to the position switch 3 made with the lock position. Air lines 4 contain pressure reducers 5 with different levels of control pressure conversion, incl. 35 ati, 70 ati, 14 ati. These lines are connected with the springs 6, fixedly mounted on the sides of the machine 7 and pivotally connected with levers 8, which are fixedly fixed on the installation axes of the balancers 9. In the central hole of the balancers are fixed the heads of the torsion bars 10, fixed by other ends in the bushings of the fixed supports of the balancers 11. The highway 12 connects to the atmosphere a blocking valve installed in the central partition of the spring (not shown in the drawing), while the line is equipped with a pressure recorder 13 and a throttle 14. Line 1 5 connect the hydraulic cavities of the pressure transducers 16 with the backpressure cavities of the springs 6. The air line 17 connects the air cavities of the pressure transducers 16 with the atmosphere and contains a shut-off valve 18.

Работа устройства.The operation of the device.

При включении позиции I в переключателе 3 сжатый воздух из баллона 2 поступает по магистрали 4 в воздушные полости рессор 6. Величина давления определяется из условия: примерно половина нагрузки подрессоривания опорного катка в статике обеспечивается давлением в воздушной камере рессоры. Другая половина статической нагрузки, действующей на опорный каток, обеспечивается торсионами 10, выполненными с уменьшенными диаметром и длиной, по сравнению с моноторсионной подвеской. Отмеченное давление воздуха (примерно 35 ати) обеспечивает основной режим подрессоривания опорных катков при движении машины в различных дорожных условиях. При движении по грунтовой дороге с глубокой колеей включается позиция II переключателя 3. В этом случае сжатый воздух при повышенном давлении, определяемом соответствующим редуктором давления 5, подается в воздушные полости рессор 6. Трасса к позиции I в позиционном переключателе 3 в этом случае перекрыта. При подаче повышенного давления (примерно 70 ати) происходит увеличение клиренса машины в пределах статического хода опорных катков (примерно на 100 мм). При движении машины по мелким частым неровностям для уменьшения ускорений тряски включается позиция IV переключателя 3. В этом случае воздушные полости рессор 6 соединяются с атмосферой, а опорные катки переходят в режим полностью торсионного подрессоривания. Уменьшение давления до 0 регистрируется посредством указателя 13, дроссель 14 обеспечивает плавное уменьшение давления в камерах рессор. При необходимости блокировки подвески включается позиция III переключателя 3. Воздух через редуктор 5 под пониженным давлением (примерно 14 ати) подается к клапанам блокировки рессор 6 (на чертеже не показаны). Клапаны под действием сжатого воздуха перекрывают жеклерные отверстия в межпоршневых перегородках рессор 6, обеспечивая режим блокировки подвески. Для разблокировки подвески включается позиция переключателя 3. Для выполнения ремонтных работ ходовой части целесообразно устанавливать корпус машины на подставки, а опорные катки фиксировать посредством балансиров 9 на упорах корпуса машины (на чертеже не показаны). В этом случае предварительно включается позиция IV переключателя 3, воздух из полости рессор 6 уходит в атмосферу. Корпус машины получает осадку, обеспечивая уменьшенный клиренс, соответствующий торсионному подрессориванию опорных катков. При дальнейшем включении позиции V переключателя 3 сжатый воздух по магистрали 17 поступает в воздушную полость преобразователей давления 16 (примерно под давлением 100 ати). Рабочая жидкость под высоким давлением (примерно 390 ати) поступает из гидравлической полости преобразователей 16 в гидравлические полости противодавления в рессорах 6, установленных на правом и левом бортах машины, при этом происходит закрутка торсионов на дополнительный к статическому угол до посадки балансиров 9 на упоры корпуса машины. Для возвращения опорных катков в подрессоренное положение позиционный переключатель 3 устанавливается в нейтральное положение (как показано на фиг.1), когда все магистрали перекрыты. При открытии вентиля 18 сжатый воздух из преобразователя давления 16 уходит в атмосферу, а рабочая жидкость из рессор 6 под давлением от закрученных торсионов 10 возвращается в гидравлические полости преобразователей 16. После этого обеспечивается рабочий режим подрессоривания, как изложено выше.When position I is turned on in switch 3, compressed air from cylinder 2 enters line 4 into the air cavities of the springs 6. The pressure value is determined from the condition: approximately half the load of the suspension of the support roller in the static is provided by the pressure in the air chamber of the spring. The other half of the static load acting on the track roller is provided by torsion bars 10, made with reduced diameter and length, in comparison with the monotorsion suspension. The marked air pressure (approximately 35 ati) provides the main mode of suspension of the road wheels when the machine is moving in various road conditions. When driving on a dirt track with a deep gauge, position II of switch 3 is turned on. In this case, compressed air is supplied to the air cavities of the springs 6 at an increased pressure determined by the corresponding pressure reducer 5. The route to position I in position switch 3 is closed in this case. When applying high pressure (about 70 ati), the machine’s clearance increases within the static course of the track rollers (by about 100 mm). When the machine moves along small frequent irregularities, to reduce the acceleration of shaking, the position of the IV switch 3 is turned on. In this case, the air cavities of the springs 6 are connected to the atmosphere, and the track rollers go into the fully torsion suspension mode. A decrease in pressure to 0 is recorded by means of the pointer 13, the throttle 14 provides a smooth decrease in pressure in the springs. If it is necessary to lock the suspension, the position III of switch 3 is turned on. Air through the pressure reducer 5 under reduced pressure (about 14 atm) is supplied to the spring blocking valves 6 (not shown in the drawing). Valves under the action of compressed air block the nozzle openings in the piston partitions of the springs 6, providing a suspension suspension mode. To unlock the suspension, the position of switch 3 is turned on. To carry out repair work of the chassis, it is advisable to install the machine body on the supports, and the track rollers to fix by means of balancers 9 on the stops of the machine body (not shown in the drawing). In this case, the position IV of the switch 3 is preliminarily switched on, the air from the cavity of the springs 6 goes into the atmosphere. The machine body receives draft, providing a reduced clearance corresponding to the torsion suspension of the track rollers. With the further inclusion of the position V of the switch 3, the compressed air through the line 17 enters the air cavity of the pressure transducers 16 (approximately at a pressure of 100 atm). The working fluid under high pressure (approximately 390 ati) comes from the hydraulic cavity of the transducers 16 into the hydraulic backpressure cavities in the springs 6 mounted on the starboard and starboard sides of the machine, while the torsion bars are twisted by an additional angle to the static angle until the balancers 9 are mounted on the stops of the machine body . To return the track rollers to a sprung position, the position switch 3 is set to the neutral position (as shown in FIG. 1) when all the lines are closed. When the valve 18 is opened, compressed air from the pressure transducer 16 goes into the atmosphere, and the working fluid from the springs 6 under pressure from the twisted torsion bars 10 is returned to the hydraulic cavities of the transducers 16. After this, the working mode of suspension is provided, as described above.

Применение предлагаемого технического решения в конструкции транспортных гусеничных машин позволяет реализовать существенные преимущества, по сравнению с известной торсионной подвеской с телескопическими гидроамортизаторами: сочетание надежности торсионной подвески с функциональными возможностями гидропневматической. Применение в конструкции пневмо-торсионной подвески торсионов с уменьшенным диаметром и рабочей длиной, по сравнению с моноторсионной подвеской, позволяет реализовать уменьшение суммарного веса торсионов для установки дополнительных пневмогидравлических рессор (на все опорные катки). Увеличение демпферной мощности подвески опорных катков ведет к повышению качества подрессоривания и быстроходности машины при движении в различных дорожных условиях.The application of the proposed technical solution in the design of transport tracked vehicles allows us to realize significant advantages compared to the known torsion bar suspension with telescopic hydraulic shock absorbers: a combination of the torsion bar reliability with hydropneumatic functionality. The use of torsion bars with a reduced diameter and working length in the design of the air-torsion suspension compared to the monotorsion suspension allows the reduction of the total weight of the torsion bars to install additional pneumohydraulic springs (on all track rollers). An increase in the damping power of the suspension of the track rollers leads to an increase in the quality of the suspension and speed of the machine when driving in various road conditions.

Claims

The control system of the pneumatic-torsion suspension of the tracked vehicle, including torsion bars and pneumohydraulic springs of the track rollers, as well as their control system, characterized in that the control system is equipped with a position switch connected to the mains with a compressed air source and pneumohydraulic springs, while the mains to the springs are made with pressure reducing valves with different levels of control pressure conversion, the air springs of the springs are connected to the atmosphere by a line containing a throttle the spruce and the pressure recorder, and the counter-pressure cavities of the springs are connected by high-pressure hydraulic cavities to pneumohydraulic pressure transducers, the air cavities of the transducers are connected to the compressed air source by a line containing a shut-off valve for communication with the atmosphere.