RU2240930C1 - Управляемая подвеска - Google Patents
Управляемая подвеска Download PDFInfo
- Publication number
- RU2240930C1 RU2240930C1 RU2003115733/11A RU2003115733A RU2240930C1 RU 2240930 C1 RU2240930 C1 RU 2240930C1 RU 2003115733/11 A RU2003115733/11 A RU 2003115733/11A RU 2003115733 A RU2003115733 A RU 2003115733A RU 2240930 C1 RU2240930 C1 RU 2240930C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- hydraulic cylinder
- compressed gas
- section
- pressure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fluid-Damping Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к транспортному машиностроению, а более конкретно к системам виброзащиты транспортных средств, перевозимых грузов и экипажа. Управляемая подвеска содержит гидроцилиндр, рабочий шток с поршнем, систему управления, две секции последовательно соединенных гидромагистралью баллонов со сжатым газом, состоящих из двух камер, разделенных гибкой непроницаемой перегородкой, на входе каждого баллона установлен демпфер на магнитной жидкости, демпферы снабжены электромагнитами и связаны с системой управления, первая секция подключена к поршневой полости гидроцилиндра, вторая - к штоковой полости гидроцилиндра. В статическом положении значения давлений в баллонах со сжатым газом подчиняются зависимости
а в качестве жидкости используется магнитная жидкость с процентным содержанием магнитных частиц 1...10% по объему. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства путем исключения влияния постоянного значения давления в газовой полости подвески на степень снижения перегрузок объекта амортизации, быстродействие и устойчивость функционирования управляемой подвески, а также обеспечение повышенного уровня надежности. 1 ил.
Description
Изобретение относится к транспортному машиностроению, а более конкретно к системам виброзащиты на транспорте.
Известна [1] саморегулируемая пневмогидравлическая рессора, содержащая корпус с цилиндром, в котором размещен шток с поршнем, разделяющим полость цилиндра, и регулятор положения транспортного средства (ТС), резервуар с маслом, накопительный и регулирующий гидроаккумуляторы, замерный, корректирующий и обратный клапаны. Такая рессора обеспечивает за счет изменения величины давления постоянство частот собственных колебаний транспортного средства (ТС) при изменении его загрузки [1]:
где ωz, ωφ - частота колебаний подрессоренной массы ТС в вертикальном и поперечно-угловом направлениях соответственно;
Cpi - жесткость рессоры i-ой оси;
n - количество осей ТС;
Мп - величина подрессоренной массы ТС;
Jп - момент инерции подрессоренной массы относительно продольной оси ТС.
Недостатком известной саморегулируемой пневмогидравлической рессоры является влияние величины давления в газовой полости рессоры на устойчивость к вибрационным и ударным воздействиям при движении ТС по дорогам различной категории с переменными скоростями.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство гашения колебаний объекта, содержащее корпус, рабочий шток с поршнем, плавающий поршень, баллон со сжатым газом, состоящий из двух камер, разделенных гибкой непроницаемой перегородкой, систему управления [2].
Недостатками известного устройства для гашения колебаний объекта являются влияние на эффективность работы, а именно на быстродействие и устойчивость к вибрационным и ударным возмущениям, величины давления газа в камере и наличие подвешенных плавающих поршней, снижающих надежность функционирования систем подобного типа.
Требуемый технический результат - расширение функциональных возможностей устройства путем исключения влияния постоянного значения давления в газовой полости подвески на степень снижения перегрузок объекта амортизации, быстродействие и устойчивость функционирования управляемой подвески при действии вибрационных и ударных возмущений, обусловленных движением ТС по дорогам различной категории с переменными скоростями, а также обеспечение повышенного уровня надежности.
Требуемый технический результат достигается тем, что подвеска, содержащая гидроцилиндр, рабочий шток с поршнем, систему управления, снабжена двумя секциями баллонов со сжатым газом, секции выполнены в виде последовательно соединенных гидромагистралью баллонов, состоящих из двух камер (газовой и жидкостной), разделенных гибкой непроницаемой перегородкой, на входе которых установлены демпферы на магнитной жидкости, демпферы снабжены электромагнитами и связаны с системой управления, первая секция подключена к поршневой полости гидроцилиндра, вторая - к штоковой полости гидроцилиндра; в статическом положении значения давлений в баллонах со сжатым газом подчиняются зависимости (2)
αi - безразмерный коэффициент, связывающий давления в 1-ом баллоне и i-ом баллоне секции сжатия;
βj - безразмерный коэффициент, связывающий давления в 1-ом баллоне секции сжатия и j-ом баллоне секции отбоя;
i, j - номера баллонов в секциях сжатия, отбоя соответственно, а в качестве жидкости используется магнитная жидкость с процентным содержанием магнитных частиц 1...10% по объему.
Диапазон значений безразмерных коэффициентов αi и βj обусловлен их зависимостью от величины и распределения подрессоренной массы по длине транспортного средства. Приведенные диапазоны коэффициентов αi и βj позволяют обеспечить регулирование величиной упругой и демпфирующей составляющих усилия, развиваемого подвеской, в 3...5 раз в масштабе времени, близком к реальному, что обеспечит снижение максимальных значений ускорений подрессоренных масс транспортного средства на 20...70% при движении по дорогам I...IV категорий и разведанной местности в диапазоне эксплуатационных скоростей.
Диапазон значений процентного содержания магнитных частиц в жидкости обусловлен необходимостью выбора оптимального сочетания значений безразмерных коэффициентов αi и βj и концентрации магнитных частиц по объему жидкости с целью обеспечения необходимого диапазона регулирования упругой и демпфирующей составляющими усилия, развиваемого подвеской, за счет работы дросселей. Зависимость демпфирующей составляющей усилия, формируемой в магнитожидкостном демпфере, от концентрации магнитных частиц определяется по следующей формуле (3):
где Н0 - напряженность внешнего магнитного поля, создаваемого электромагнитной обмоткой демпфера;
λ - электропроводность магнитной жидкости;
η0 - вязкость жидкости-носителя;
К - коэффициент, зависящий от формы частиц;
CV - объемная концентрация частиц в магнитной жидкости;
L, В, fДР - геометрические параметры магнитожидкостного демпфера (МЖД);
V - скорость течения магнитной жидкости в рабочих каналах МЖД.
Приведенный диапазон изменения концентрации магнитных частиц в жидкости позволяет в сочетании с конструктивными решениями, реализуемыми в МЖД, обеспечивать регулирование величиной демпфирующего усилия в 3...5 раз, что позволит перераспределять магнитную жидкость между баллонами со сжатым газом, значения давления газа в которых могут отличаться в несколько раз.
Анализ научно-технической литературы показал, что до даты подачи заявки отсутствовали устройства с указанной совокупностью признаков. Следовательно, предложение отвечает требованию новизны.
Кроме того, требуемый технический результат достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, использованием двух секций баллонов, разделенных гибкой непроницаемой перегородкой на полости с жидкостью и сжатым газом, например азотом, каждая из которых представляет собой ряд последовательно связанных гидромагистралью баллонов, на входе которых установлены демпферы на магнитной жидкости, снабженные электромагнитами и связанные системой управления, первая из секций подключена к штоковой полости гидроцилиндра, а вторая - к поршневой, в статическом положении значения давлений в баллонах со сжатым газом подчиняются зависимости
а в качестве жидкости используется магнитная жидкость с процентным содержанием магнитных частиц 1...10% по объему, которая в известной научно-технической литературе неизвестна. Следовательно, предложение отвечает требованию изобретательского уровня.
На чертеже представлена принципиальная схема управляемой подвески. Управляемая подвеска содержит гидроцилиндр 1, рабочий шток с поршнем 2, гидромагистрали 3, соединяющие жидкостные полости 7 баллонов 5, разделенных гибкой непроницаемой перегородкой на жидкостную 7 и газовую полости 6, со штоковой (А) и поршневой (Б) полостями гидроцилиндра; на гидромагистралях 3 перед каждым баллоном со сжатым газом установлен магнитожидкостный демпфер 4, к которому поступают сигналы от системы управления 8.
Магнитожидкостные демпферы 4 могут быть выполнены в виде, представленном в [3, 4, 6, 7]. Система управления может быть выполнена аналогично системам управления, описанным в [5, 6, 7], управление в ней может осуществляется по одному параметру (например, ускорению) или по нескольким параметрам (например, ускорению, скорости, перемещению, давлению и т.п.), она может включать в свой состав датчики информации (например, датчики ускорений, скоростей, перемещений, давлений и т.п.), усилитель-преобразователь (логическое устройство, усилитель мощности) и исполнительные элементы (например, электромагнитные катушки).
Управляемая подвеска работает следующим образом. При движении транспортного средства на него со стороны опорной поверхности дороги действует возмущение . По сигналу от датчиков информации системы управления 8 в магнитожидкостных демпферах 4, установленных на гидромагистралях 3, наводятся электромагнитные поля, которые вызывают изменения эффективной вязкости магнитной жидкости, находящейся в проходном канале каждого магнитожидкостного демпфера, изменение вязкости и перераспределение потока магнитной жидкости между баллонами со сжатым газом осуществляются в соответствии с алгоритмами, позволяющими сформировать рациональные значения упругой и демпфирующей характеристик подвесок транспортного средства и снизить перегрузки объекта амортизации до допустимых величин при движении по дорогам различной категории с переменными скоростями.
Таким образом, благодаря введению двух секций баллонов, разделенных гибкими непроницаемыми перегородками на жидкостные и газовые полости, подключенных жидкостными полостями к штоковой и к поршневой полостям гидроцилиндра с установленными перед баллонами демпферами на магнитной жидкости, управляемыми системой управления, существенно расширяются функциональные возможности предлагаемого устройства, поскольку данная управляемая подвеска позволяет реализовать управление упругой и демпфирующей подвесок составляющими усилия, создаваемого в подвеске, и, таким образом, формировать согласно заданному в системе управления алгоритму рациональные значения упругодемпфирующей характеристики, обеспечивающей надежное снижение перегрузок объекта амортизации транспортного средства при движении по дорогам различных категорий с переменными скоростями движения.
Вместе с тем, при отключении системы управления вязкостью магнитной жидкости возможно формирование усилий по закону, реализуемому на устройстве-прототипе, то есть в частном случае сохраняются функциональные возможности устройства-прототипа.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №1134820, F 16 F 5/00. Саморегулируемая пневмогидравлическая рессора. /И.М. Рябов, В.В. Новиков.
2. Авторское свидетельство СССР №1024615, F 16 F 9/50, 1983 г. Устройство для гашения колебаний объекта.
3. Авторское свидетельство СССР №989945, F 16 К 31/02, 1979 г., опубл. в БИ 1982 г., №19. Магнитожидкостный дроссель.
4. Авторское свидетельство СССР №669141, F 16 К 31/02, 1977 г., опубл. в БИ 1979 г., №23. Магнитожидкостный дроссель.
5. Амортизационное устройство. /Рулев С.В., Герасимчук В.В., Савостьянов А.М. и др. Патент на изобретение №2066005. - М.: Роспатент, 1996 г., 12 с.
6. Научно-технический отчет “Виброзащитные системы. Патентные исследования”. НТО-540-14Ф12-33-89 /Савостьянов А.М., Моишеев А.А., Бирюков А.С. и др. - М.: НПО им. А.С. Лавочкина, 1989 г., 241 с., ил.
7. Управляемые магнитожидкостные виброизоляторы. /Рулев С.В., Самсонов В.Н., Савостьянов А.М. и др. - М.: МО, 1988 г., 207 с., ил.
Claims (1)
- Управляемая подвеска, содержащая гидроцилиндр, рабочий шток с поршнем, систему управления, отличающаяся тем, что введены две секции, каждая секция выполнена в виде последовательно соединенных гидромагистралью баллонов со сжатым газом, состоящих из двух камер, разделенных гибкой непроницаемой перегородкой, одна камера сообщена с гидромагистралью и заполнена магнитной жидкостью, а другая камера заполнена сжатым газом, на входе каждого баллона установлен демпфер на магнитной жидкости, демпферы снабжены электромагнитами и связаны с системой управления, первая секция подключена к поршневой полости гидроцилиндра, вторая - к штоковой полости гидроцилиндра, в статическом положении значения давлений в баллонах со сжатым газом подчиняются зависимостигде РРРαi - безразмерный коэффициент, связывающий давления в 1-м баллоне и i-м баллоне секции сжатия, 0<αi<3;βj - безразмерный коэффициент, связывающий давления в 1-м баллоне секции сжатия и j-м баллоне секции отбоя, 0<βj<3;i, j=1-10, номера баллонов в секциях сжатия, отбоя соответственно,а в качестве рабочей жидкости используется магнитная жидкость с содержанием магнитных частиц 1...10% по объему.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003115733/11A RU2240930C1 (ru) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Управляемая подвеска |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003115733/11A RU2240930C1 (ru) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Управляемая подвеска |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003115733A RU2003115733A (ru) | 2004-11-20 |
RU2240930C1 true RU2240930C1 (ru) | 2004-11-27 |
Family
ID=34310911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003115733/11A RU2240930C1 (ru) | 2003-05-28 | 2003-05-28 | Управляемая подвеска |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2240930C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2465495C1 (ru) * | 2011-04-25 | 2012-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Амортизатор для систем ударозащиты |
RU2497692C2 (ru) * | 2008-04-02 | 2013-11-10 | Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк. | Адаптивное управление подвеской транспортного средства |
RU2639469C2 (ru) * | 2011-07-11 | 2017-12-22 | Мауро Бьянки | Способ подвески и демпфирующее устройство, предназначенное для автотранспортного средства |
RU2672345C1 (ru) * | 2018-02-01 | 2018-11-13 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Защитное устройство |
CN114439875A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-05-06 | 清华大学 | 一种电涡流磁性液体阻尼减振器 |
-
2003
- 2003-05-28 RU RU2003115733/11A patent/RU2240930C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497692C2 (ru) * | 2008-04-02 | 2013-11-10 | Джи Эм Глоубал Текнолоджи Оперейшнз, Инк. | Адаптивное управление подвеской транспортного средства |
RU2465495C1 (ru) * | 2011-04-25 | 2012-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Амортизатор для систем ударозащиты |
RU2639469C2 (ru) * | 2011-07-11 | 2017-12-22 | Мауро Бьянки | Способ подвески и демпфирующее устройство, предназначенное для автотранспортного средства |
RU2672345C1 (ru) * | 2018-02-01 | 2018-11-13 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Защитное устройство |
CN114439875A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-05-06 | 清华大学 | 一种电涡流磁性液体阻尼减振器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103079849B (zh) | 车辆的控制装置 | |
Yu et al. | Study on MR semi-active suspension system and its road testing | |
CN105172511B (zh) | 一种汽车悬架减振器控制***及方法 | |
Choi et al. | MR seat suspension for vibration control of a commercial vehicle | |
RU2240930C1 (ru) | Управляемая подвеска | |
Zhang et al. | Analysis of inertance and damping double‐skyhook control strategies for a semi‐active device combining an adjustable inerter and damper | |
Rashid et al. | An experimental design of bypass magneto-rheological (MR) damper | |
Liu et al. | Experimental modeling of magneto-rheological damper and PID neural network controller design | |
Han et al. | Vibration control evaluation of a commercial vehicle featuring MR seat damper | |
US11511586B2 (en) | Shock absorber with frequency-dependent load regulation by hydraulic inertia | |
Wang et al. | Displacement and force control of a quarter car using a mixed mode MR mount | |
Reddy et al. | Modelling and simulation of hydropneumatic suspension for a car | |
CN105546016A (zh) | 一种类半主动控制的被动减振器 | |
Łuczko et al. | Nonlinear analysis of shock absorbers with amplitude-dependent damping | |
Dogruer et al. | A magneto-rheological fluid damper for high-mobility multi-purpose wheeled vehicle (HMMWV) | |
Bai et al. | A bidirectional-controllable magnetorheological energy absorber for shock and vibration isolation systems | |
Geldhof | Semi-active vibration dynamics control of multi-cart systems using a magnetorheological damper | |
Surblys et al. | The influence of semi-active suspension adjustment on vehicle body pitch oscillations | |
Niculescu et al. | Solutions in the vehicle suspension | |
Hamzah et al. | Design and Control of a Full-Scale Quarter Car Test Rig for Semi-Active Suspension System | |
Lenz et al. | On/off and hybrid control comparison through a state space observer on a nonlinear quarter car dynamic. | |
DOBRE | THE INFLUENCE OF THE EXCITATION SIGNAL ON MAGNETORHEOLOGICAL DAMPER DYNAMIC BEHAVIOUR | |
BALDOVIN et al. | The semi-active groundhook control of SDOF systems with harmonical base excitation | |
Dong et al. | A comparison of suitable control methods for full vehicle with four MR dampers part II controller synthesis and road test validation | |
Shiao et al. | A Novel Design of Semi-Active Suspension System Using Magneto Rheological Damper on Light-Weight Vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080529 |