RU2682943C1 - Hydropneumatic independent suspension of wheeled vehicle module - Google Patents

Hydropneumatic independent suspension of wheeled vehicle module Download PDF

Info

Publication number
RU2682943C1
RU2682943C1 RU2017136700A RU2017136700A RU2682943C1 RU 2682943 C1 RU2682943 C1 RU 2682943C1 RU 2017136700 A RU2017136700 A RU 2017136700A RU 2017136700 A RU2017136700 A RU 2017136700A RU 2682943 C1 RU2682943 C1 RU 2682943C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pneumatic
suspension
cylinder
hydraulic
vehicle
Prior art date
Application number
RU2017136700A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Иванович Посметьев
Вадим Олегович Никонов
Валерий Александрович Иванников
Леонид Тимофеевич Свиридов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова"
Priority to RU2017136700A priority Critical patent/RU2682943C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2682943C1 publication Critical patent/RU2682943C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to hydropneumatic independent suspensions. Hydropneumatic independent suspension of the wheel module contains a wheel, an integrated hydraulic motor, a guide post, and a hydraulic cylinder with a rod. Lower end of the rack is rigidly connected to the engine block. Rack suspension is made in the form of a hollow cylinder with a bottom and mounted on a frame with bearings. Inside the rack there is an axially movable part of the suspension, made in the form of a pneumatic cylinder with a floating piston and a hydraulic cylinder that was manufactured at the same time. Free end of the rod having a channel is connected to the bottom of the rack. Pneumatic cylinder is connected by means of controlled valves to the air line, and the hydraulic cylinder is connected to the pressure hydraulic line of the accumulator. There is a stepper hydraulic motor with a gear wheel on the frame, which interacts with a gear sector made on the outer surface of the rack. Slots are made on the mating surfaces of the rack and the pneumatic cylinder. Rolling bodies, for example, balls are installed in the spline joint. Compression buffer is installed in the rack. Pneumatic accumulator and a pneumatic compressor are connected to a pneumatic route by means of a controlled valve.EFFECT: compact suspension with enhanced functionality is achieved.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидропневматическим независимым подвескам колесных модулей транспортных средств, и может быть использовано для создания гидропневматических независимых подвесок грузовых и легковых автомобилей.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to hydropneumatic independent suspensions of wheel modules of vehicles, and can be used to create hydropneumatic independent suspensions of trucks and cars.

Известна независимая подвеска для подрессоренного управляемого колеса, содержащая вал рулевого управления, который посредством вильчатой перемычки взаимодействует с подвижной примерно в вертикальном направлении линейной направляющей. Вильчатая перемычка создает вокруг проходящей примерно вертикально оси вращения поворотное управляющее сочленение с рамой транспортного средства. Линейная направляющая снабжена приводным двигателем для привода управляемого колеса и соединена с демпфирующим элементом, содержащим рабочее тело и образующим несущий компонент вильчатой перемычки. Демпфирующий элемент содержит демпфирующий цилиндр, выполненный в качестве вала рулевого управления, и имеет один или несколько резервуаров высокого давления, снабженных разъемами и сообщающихся с демпфирующим цилиндром через системы трубопроводов (Патент №2562091 РФ, B60G 3/01, B60G 11/28, опубл. 10.09.2015).An independent suspension for a sprung steered wheel is known, comprising a steering shaft which, by means of a fork jumper, interacts with a linear guide movable in an approximately vertical direction. The fork bridge creates a rotary control joint with the vehicle frame around the axis of rotation, which runs approximately vertically. The linear guide is equipped with a drive motor for driving a steered wheel and is connected to a damping element containing a working fluid and forming the supporting component of the fork bridge. The damping element comprises a damping cylinder made as a steering shaft, and has one or more pressure vessels equipped with connectors and communicating with the damping cylinder through piping systems (Patent No. 2562091 of the Russian Federation, B60G 3/01, B60G 11/28, publ. 09/10/2015).

Техническим результатом аналога является компактная конструкция независимой подвески, достижение большого дорожного просвета транспортного средства за счет применения линейной направляющей, снабженной приводным двигателем для привода управляемого колеса.The technical result of the analogue is a compact design of an independent suspension, achieving a high ground clearance of the vehicle due to the use of a linear guide equipped with a drive motor for driving a steered wheel.

Недостатками этой подвески являются ее ограниченные функциональные возможности: демпфирование осуществляется только за счет упругости газа в цилиндре; отсутствие в системе подвески элементов, которые бы позволяли изменять дорожный просвет и регулировать положение кузова относительно дороги независимо от загрузки автомобиля; повышение центра масс во время движения при повороте транспортного средства, а именно увеличение плеча опрокидывающей силы относительно точки опрокидывания.The disadvantages of this suspension are its limited functionality: damping is carried out only due to the elasticity of the gas in the cylinder; the absence in the suspension system of elements that would allow you to change the ride height and adjust the position of the body relative to the road regardless of the vehicle load; the increase in the center of mass during movement when turning the vehicle, namely the increase in the shoulder of the tipping force relative to the tipping point.

Известна гидропневматическая управляемая подвеска транспортного средства, содержащая смонтированные между осями колес транспортного средства и его корпусом гидроцилиндры, связанные своей одной рабочей полостью непосредственно, а другой - через обратные клапаны и золотники горизонтирования с гидромагистралями соответствующего борта транспортного средства, которые через гидропневмоаккумулятор, золотник управления им и источник питания связаны с резервуаром рабочей жидкости; колеса, положение которых изменяется с помощью дистанционного управления вне зависимости от наличия их контакта с опорной поверхностью; отдельные для каждого борта транспортного средства магистрали высокого давления, в каждой из которых золотник управления соответствующего гидропневмоаккумулятора связан с золотниками горизонтирования этого борта транспортного средства, и магистралями, связывающими золотники управления гидропневмоаккумуляторами с резервуаром; магистрали, каждая из которых связывает соответствующий золотник управления гидропневмоаккумулятором с резервуаром, и в которой установлен предохранительный клапан; каждый золотник горизонтирования выполнен трехпозиционным (А.с. №1092057 СССР, B60G 21/06, опубл. 15.05.1984).A hydropneumatic controlled suspension of a vehicle is known, comprising hydraulic cylinders mounted between the axles of the vehicle wheels and its body, directly connected by one of their working cavities, and the other through check valves and leveling spools with hydraulic lines of the corresponding side of the vehicle, which control it via a hydraulic accumulator a power source connected to the reservoir of the working fluid; wheels, the position of which is changed by remote control, regardless of the presence of their contact with the supporting surface; separate high-pressure lines for each side of the vehicle, in each of which the control valve of the corresponding hydraulic accumulator is connected to the leveling valves of this side of the vehicle, and the lines connecting the control valves of the hydraulic accumulator to the tank; highways, each of which connects the corresponding valve of the hydropneumatic accumulator control with the reservoir, and in which the safety valve is installed; each spool of leveling is made three-position (AS No. 1092057 USSR, B60G 21/06, publ. 05/15/1984).

Техническим результатом аналога является дистанционное управление положением колес транспортного средства независимо от наличия их контакта с опорной поверхностью, сохранение транспортным средством горизонтального положения в поперечной плоскости при движении вдоль склона, наезде на препятствие и при появлении крена.The technical result of the analogue is the remote control of the position of the wheels of the vehicle regardless of whether they are in contact with the supporting surface, the vehicle keeps a horizontal position in the transverse plane when moving along a slope, hitting an obstacle and when a roll appears.

Недостатками такой подвески являются сложность конструкции и ее ограниченные функциональные возможности: демпфирование осуществляется только за счет упругости газа в гидропневмоаккумуляторах.The disadvantages of this suspension are the complexity of the design and its limited functionality: damping is carried out only due to the elasticity of the gas in the hydropneumatic accumulators.

Известна независимая подвеска транспортного средства, содержащая поворотное колесо с приводным электрическим двигателем, гидравлический амортизатор, нижним концом связанный через кронштейн с приводом колеса, а верхним - с корпусом транспортного средства, поперечно установленные двойные верхние и нижние рычаги (Patent ЕР №3112194, B60G 13/02, B60G 2/20, В60K 7/00, date of patent 29.01.2015).An independent vehicle suspension is known, comprising a swivel wheel with an electric drive motor, a hydraulic shock absorber, a lower end connected via an arm to a wheel drive, and a top end to a vehicle body, transverse mounted double upper and lower levers (Patent EP No. 3112194, B60G 13 / 02, B60G 2/20, B60K 7/00, date of patent 01/29/2015).

Техническим результатом аналога является снижение габаритов подвески, удобство поворота за счет поперечно установленных двойных верхних и нижних рычагов.The technical result of the analogue is to reduce the dimensions of the suspension, ease of rotation due to transversely mounted double upper and lower levers.

Недостатками независимой подвески является отсутствие в системе подвески элементов, которые бы позволяли изменять дорожный просвет и регулировать положение кузова относительно дороги независимо от загрузки автомобиля; повышение центра масс во время движения при повороте транспортного средства, а именно увеличение плеча опрокидывающей силы относительно точки опрокидывания; ограниченные функциональные возможности: демпфирование осуществляется только за счет упругости жидкости в амортизаторе.The disadvantages of independent suspension is the lack of elements in the suspension system that would allow you to change ground clearance and adjust the position of the body relative to the road, regardless of vehicle load; the increase in the center of mass during movement when turning the vehicle, namely the increase in the shoulder of the tipping force relative to the tipping point; limited functionality: damping is carried out only due to the elasticity of the liquid in the shock absorber.

Известно устройство подвески для приведения в движение и управления колесом транспортного средства, содержащее колесо транспортного средства, подвижно установленное на раме и приводимое во вращение встроенным гидравлическим двигателем; механизм поворота колеса, включающий в себя шарнирно установленные нижние поворотные рычаги, направляющую стойку, выполненную в виде гидравлического цилиндра, нижним концом жестко закрепленную на основании гидравлического двигателя, а верхним концом удерживающуюся упругой опорой, выполненной в виде резинового подшипника, тяги, шарнирно закрепленной с механизмом вращения цилиндра; гидравлический цилиндр, состоящий из неподвижного штока, внутри которого имеется канал для сообщения рабочей полости гидроцилиндра с напорной магистралью, и подвижного цилиндра, внутри которого имеется канал для сообщения рабочей полости с гидравлическим двигателем (Patent US №5542492, B60G 3/20; B60G 3/00; B60G 11/26; B60G 17/04 и др., date of patent 06.08.1996). Принят за прототип.A suspension device for driving and controlling a vehicle wheel is known, comprising: a vehicle wheel movably mounted on a frame and driven by a built-in hydraulic motor; a wheel turning mechanism including pivotally mounted lower pivoting levers, a guide post made in the form of a hydraulic cylinder, the lower end rigidly fixed to the base of the hydraulic motor, and the upper end held by an elastic support made in the form of a rubber bearing, traction pivotally fixed to the mechanism cylinder rotation; a hydraulic cylinder consisting of a fixed rod, inside which there is a channel for communicating the working cavity of the hydraulic cylinder with the pressure line, and a movable cylinder, inside which there is a channel for communicating the working cavity with the hydraulic motor (Patent US No. 5542492, B60G 3/20; B60G 3 / 00; B60G 11/26; B60G 17/04 et al., Date of patent 08/06/1996). Adopted for the prototype.

Техническим результатом прототипа является снижение габаритов подвески, возможность изменения дорожного просвета и уменьшение высоты рамы.The technical result of the prototype is to reduce the dimensions of the suspension, the ability to change the ride height and reduce the height of the frame.

К недостаткам описанного устройства подвески, принятого в качестве прототипа, относятся увеличенные габаритные размеры, ограниченные функциональные возможности, заключающиеся в том, что демпфирование осуществляется только за счет упругости жидкости в цилиндре, отсутствие автоматической системы стабилизации рамы транспортного средства относительно поверхности дороги.The disadvantages of the described suspension device, adopted as a prototype, include increased overall dimensions, limited functionality, namely that damping is carried out only due to the elasticity of the liquid in the cylinder, the absence of an automatic stabilization system of the vehicle frame relative to the road surface.

В основу изобретения положена техническая задача по созданию компактной гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства с расширенными функциональными возможностями, заключающимися в значительном уменьшении ударных нагрузок на несущую конструкцию, регулировании дорожного просвета в широких пределах, увеличении угла поворота колеса, возможности рекуперирования энергии.The basis of the invention is the technical task of creating a compact hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module with enhanced functionality, which consists in a significant reduction in shock loads on the supporting structure, wide clearance of the ride height, an increase in the angle of rotation of the wheel, and the possibility of energy recovery.

Указанная задача решается тем, что в гидропневматической независимой подвеске колесного модуля транспортного средства, содержащей колесо, подвижно установленное на раме и приводимое во вращение встроенным гидравлическим двигателем, направляющую стойку, нижний конец подвижной части которой жестко соединен с корпусом гидравлического двигателя, гидроцилиндр со штоком, внутри которого имеется канал, согласно изобретению, направляющая стойка подвески выполнена в виде пустотелого цилиндра с днищем и установлена на раме с помощью подшипников, а внутри нее помещена подвижная в осевом направлении часть подвески, выполненная в виде изготовленного заодно пневмоцилиндра с плавающим поршнем и гидроцилиндра, у которого свободный конец штока соединен с днищем направляющей стойки, причем пневмоцилиндр соединен посредством управляемых вентилей с пневмомагистралью, а гидроцилиндр - с напорной гидромагистралью пневмогидравлического аккумулятора, на раме также закреплен шаговый гидродвигатель с шестерней, взаимодействующей с выполненным на наружной поверхности направляющей стойки зубчатым сектором, обеспечивающим ее повороты, а на сопрягаемых поверхностях направляющей стойки и пневмоцилиндра выполнены шлицы, с помощью которых достигается осевое перемещение пневмоцилиндра с колесом, причем для снижения трения в шлицевом соединении установлены тела качения, например, шарики, кроме этого, для предотвращения ударов свободного торца гидроцилиндра о днище направляющей стойки в последней установлен буфер сжатия из эластичного материала, а для регулирования величины дорожного просвета транспортного средства в подвеске предусмотрены пневматический компрессор и пневматический аккумулятор, подсоединенные с помощью управляемого вентиля к пневмомагистрали.This problem is solved in that in a hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module, containing a wheel movably mounted on the frame and driven into rotation by an integrated hydraulic motor, a guide rack, the lower end of the movable part of which is rigidly connected to the hydraulic motor housing, a hydraulic cylinder with a rod, inside which has a channel, according to the invention, the suspension guide rack is made in the form of a hollow cylinder with a bottom and is mounted on the frame using bearings kov, and inside it is placed an axially moving part of the suspension, made in the form of a pneumatic cylinder made at the same time with a floating piston and a hydraulic cylinder, with the free end of the rod connected to the bottom of the rack, and the pneumatic cylinder is connected via controlled valves to the pneumatic line, and the hydraulic cylinder is connected to the pressure cylinder hydraulic line of the pneumohydraulic accumulator; a step hydraulic motor with a gear interacting with the guide rail made on the outer surface is also fixed on the frame they are provided with a toothed sector, which ensures its rotations, and slots are made on the mating surfaces of the guide rack and the pneumatic cylinder, with the help of which the axial movement of the pneumatic cylinder with the wheel is achieved, and rolling elements are installed to reduce friction in the spline connection, for example, balls, in addition, to prevent impacts the free end of the hydraulic cylinder on the bottom of the guide rack in the last installed a compression buffer of elastic material, and to control the vehicle’s ground clearance in odveske provided a pneumatic compressor and a pneumatic accumulator connected via a regulation valve pnevmomagistrali.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сзади; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - гидравлическая схема гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства.In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a hydropneumatic independent suspension of a vehicle wheel module, side view; in FIG. 2 - the same, rear view; in FIG. 3 - the same, top view; in FIG. 4 is a hydraulic diagram of a hydropneumatic independent suspension of a vehicle wheel module.

Основными узлами гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства (фиг. 1, 2, 3) являются колесо 1, приводимое во вращение встроенным гидравлическим двигателем 2, направляющая стойка 3 подвески, нижним концом жестко соединенная с корпусом гидравлического двигателя 2 и установленная посредством кронштейнов 4 с помощью, как минимум, одного радиального 12 и двух радиально-упорных подшипников качения 13 на раме 5 гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства. В свою очередь, рама 5 гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства крепится с помощью болтовых соединений к раме 6 транспортного средства. Направляющая стойка 3 (фиг. 4) выполнена в виде пустотелого цилиндра с днищем, внутри которой помещена подвижная в осевом направлении часть подвески, выполненная в виде изготовленного заодно пневмоцилиндра 7 с плавающим поршнем 8 и гидроцилиндра 9, у которого свободный конец штока 10 соединен с днищем направляющей стойки 3. В штоке 10 выполнен канал для сообщений рабочей полости гидроцилиндра 9 с напорной гидромагистралью 26 пневмогидравлического аккумулятора 28. Для предотвращения ударов свободного торца гидроцилиндра 9 о днище направляющей стойки 3 в последней установлен буфер сжатия 11 из эластичного материала. На раме 5 гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства закреплен шаговый гидродвигатель 14 с шестерней 15, взаимодействующей с выполненным на наружной поверхности направляющей стойки 3 зубчатым сектором 16, обеспечивающим ее повороты, а на сопрягаемых поверхностях направляющей стойки 3 и пневмоцилиндра 7 выполнены соответственно внутренние 17 и внешние 18 шлицы, с помощью которых достигается осевое перемещение пневмоцилиндра 7 с колесом 1. С целью снижения трения при вертикальном перемещении корпуса пневмоцилиндра 7 в шлицевом соединении установлены шарики 19. От загрязнения внешние шлицы 18 защищены гофрированным кожухом 20 из эластичного материала. Гидравлическая схема гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства (фиг. 4) включает в себя дистанционно управляемый вентиль 21 подачи рабочей жидкости от гидронасоса, напорную гидромагистраль 26, к которой подсоединяются с помощью тройников, гибких трубопроводов и штуцеров каналы штоков 10 всех гидропневматических независимых подвесок колесных модулей транспортного средства. Для первоначального заполнения и периодической подзарядки пневмогидравлического аккумулятора 28 инертным газом от внешнего источника предусмотрен запорный вентиль 25. Пневмоцилиндр 7 заполняют от внешнего источника сжатым нейтральным газом с помощью открытых управляемых вентилей 22, 23 и запорного вентиля 25 через пневмомагистраль 27 до расчетных значений параметров давления Рпц и объема Vпц. Защита пневмогидравлического аккумулятора 28 от завышенного давления, а также от возможных излишков рабочей жидкости из-за переходных процессов, перепадов температур и др., неизбежных при работе гидросистемы гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства, сбрасываются посредством предохранительного клапана 29 и сливного трубопровода 30 в бак 31 с рабочей жидкостью. Для регулирования величины дорожного просвета транспортного средства в подвеске предусмотрены пневматический компрессор 32 и пневматический аккумулятор 33, подсоединенные с помощью управляемого вентиля 24 к пневмомагистрали 27.The main nodes of the hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module (Figs. 1, 2, 3) are the wheel 1, driven by the built-in hydraulic motor 2, the guide strut 3 of the suspension, the lower end rigidly connected to the casing of the hydraulic motor 2 and mounted by brackets 4 with using at least one radial 12 and two angular contact rolling bearings 13 on the frame 5 of the independent hydropneumatic suspension of the vehicle’s wheel module. In turn, the frame 5 of the hydro-pneumatic independent suspension of the vehicle wheel module is bolted to the frame 6 of the vehicle. Guide rack 3 (Fig. 4) is made in the form of a hollow cylinder with a bottom, inside which is placed the axially movable part of the suspension, made in the form of a pneumatic cylinder 7 made at the same time with a floating piston 8 and a hydraulic cylinder 9, in which the free end of the rod 10 is connected to the bottom guide rack 3. In the rod 10, a channel is made for messages of the working cavity of the hydraulic cylinder 9 with the pressure hydraulic line 26 of the pneumatic hydraulic accumulator 28. To prevent impacts of the free end of the hydraulic cylinder 9 about the bottom of the guide with oyki 3 in the last set compression buffer 11 made of elastic material. A stepper hydraulic motor 14 with a gear 15 fixed to the frame 5 of the hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module is mounted, interacting with the gear sector 16, which is made on the outer surface of the guide post 3, which provides its turns, and the inner surfaces 17 and 17 are made on the mating surfaces of the guide post 3 and the pneumatic cylinder 7, respectively. external 18 slots, with which the axial movement of the pneumatic cylinder 7 with the wheel 1 is achieved. In order to reduce friction during vertical movement of the housing of the cylinder 7 in the spline connection, balls 19 are installed. From contamination, the external slots 18 are protected by a corrugated casing 20 of elastic material. The hydraulic circuit of the hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module (Fig. 4) includes a remotely controlled valve 21 for supplying the working fluid from the hydraulic pump, a pressure hydraulic line 26 to which the rod channels 10 of all hydropneumatic independent wheel suspensions are connected using tees, flexible pipelines and fittings vehicle modules. For the initial filling and periodic recharging of the pneumohydraulic accumulator 28 with inert gas from an external source, a shut-off valve 25 is provided. The pneumatic cylinder 7 is filled from an external source with compressed neutral gas using open controlled valves 22, 23 and a shut-off valve 25 through the pneumatic line 27 to the calculated values of the pressure parameters P pc and volume V pc . The protection of the pneumohydraulic accumulator 28 against excessive pressure, as well as from possible excess working fluid due to transients, temperature extremes, etc., inevitable during operation of the hydraulic system of the hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module, are discharged through the safety valve 29 and drain pipe 30 into the tank 31 with working fluid. To regulate the vehicle’s ground clearance, a pneumatic compressor 32 and a pneumatic accumulator 33 are connected in the suspension, connected via a controlled valve 24 to the pneumatic line 27.

При вводе в эксплуатацию транспортное средство без груза устанавливается на ровной площадке, пневмоцилиндры 7 гидропневматических независимых подвесок колесных модулей транспортного средства заполняют от внешнего источника сжатым нейтральным газом (например, аргоном) с помощью открытых управляемых вентилей 22, 23 и запорного вентиля 25 до достижения расчетного значения давления Рпц во всей пневмосистеме, после чего все три вентиля закрывают. При этом плавающие поршни 8 занимают крайние верхние положения до их упоров в нижние торцы гидроцилиндров 9, т.е. на наибольшем расстоянии

Figure 00000001
от основания пневмоцилиндра 7 (фиг. 4). После зарядки пневмосистемы все гидроцилиндры 9 одновременно заполняют рабочей жидкостью от гидронасосного узла транспортного средства посредством напорной гидромагистрали 26 и дистанционно управляемого вентиля 21 до расчетных значений параметров давления Ргц, объемов Vгц и высоты положения поршней
Figure 00000002
Это обеспечивает выдвижение совмещенных между собой пневмоцилиндров 7 и гидроцилиндров 9 на суммарную величину
Figure 00000003
направляющей стойки 3 гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства, соответствующую заданному дорожному просвету hдп транспортного средства.Upon commissioning, the vehicle without load is installed on a flat platform, the pneumatic cylinders 7 of the hydropneumatic independent suspensions of the vehicle’s wheel modules are filled from an external source with compressed neutral gas (for example, argon) using open controlled valves 22, 23 and shut-off valve 25 until the calculated value is reached pressure Р пЦ in the whole pneumatic system, after which all three valves are closed. In this case, the floating pistons 8 occupy the extreme upper positions until they abut the lower ends of the hydraulic cylinders 9, i.e. at the greatest distance
Figure 00000001
from the base of the pneumatic cylinder 7 (Fig. 4). After charging the pneumatic system, all hydraulic cylinders 9 are simultaneously filled with working fluid from the hydraulic pump assembly of the vehicle through the pressure head hydraulic line 26 and the remote-controlled valve 21 to the calculated values of the pressure parameters R Hz , volumes V Hz and the height of the pistons
Figure 00000002
This ensures the extension of the combined pneumatic cylinders 7 and hydraulic cylinders 9 by the total value
Figure 00000003
guide rack 3 hydropneumatic independent suspension of the vehicle wheel module, corresponding to a given ground clearance h dp of the vehicle.

Работа гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства заключается в следующем. При движении транспортного средства по неровностям дороги незначительные вертикальные перемещения колеса 1 в пределах величины

Figure 00000001
перемещения пневмоцилиндра 7 гасятся за счет сжатого в нем газа. При этом объем Vгц рабочей жидкости и соответственно величина
Figure 00000004
в гидроцилиндре 9 остаются неизменными, так как давление Ргц рабочей жидкости в нем предусмотрительно устанавливается с помощью пневмогидравлического аккумулятора 28 более высоким, чем давление Рпц в пневмоцилиндре 7. При наезде на препятствия или при движении одного или нескольких колес 1 по более высоким неровностям дороги высотой h1 и (или) глубиной h2 возрастающая нагрузка на колесах сначала гасится пневмоцилиндрами 7. Затем, по мере совместного перемещения пневмоцилиндра 7 и гидроцилиндра 9 вверх, незначительная часть рабочей жидкости вытесняется по напорной гидромагистрали 26 в гидроцилиндры 9 остальных гидропневматических независимых подвесок колесных модулей транспортного средства, а большая ее часть, вследствие возросшего давления Ргц в напорной гидромагистрали 26, поступает в пневмогидравлический аккумулятор 28, который таким образом включится в работу и воспримет основную нагрузку. Благодаря сообщающимся между собой посредством напорной гидромагистрали 26 полостям гидроцилиндров 9 всех гидропневматических независимых подвесок колесных модулей транспортного средства, распределение рабочей жидкости при одинаковом давлении в каждом из них происходит в объемах, обеспечивающих автоматически независимое копирование каждым колесом преодолеваемых препятствий или неровностей. Суммарная допустимая величина перемещения подвижной части направляющей стойки (пневмоцилиндра 7) с колесом 1 для рассматриваемого транспортного средства составляет
Figure 00000005
что гарантирует устойчивое движение автомобиля по фунтовым дорогам. После преодоления колесом препятствия или неровности на поверхности дороги гидросистема подвески автоматически возвращается в исходное состояние под воздействием энергии заряженного пневмогидравлического аккумулятора 28. При снижении давления рабочей жидкости, в том числе по причине естественных утечек, оно автоматически восстанавливается от гидронасоса гидропривода транспортного средства до установленных значений с помощью дистанционно управляемого вентиля 21.The operation of the hydropneumatic independent suspension of the vehicle wheel module is as follows. When the vehicle moves along rough roads, slight vertical movements of the wheel 1 within the value
Figure 00000001
the movements of the pneumatic cylinder 7 are quenched by the gas compressed therein. The volume V Hz of the working fluid and, accordingly, the value
Figure 00000004
in the hydraulic cylinder 9 remain unchanged, since the pressure P Hz of the working fluid in it is prudently set using the pneumohydraulic accumulator 28 higher than the pressure P pc in the pneumatic cylinder 7. When hitting an obstacle or when moving one or more wheels 1 on higher road irregularities height h 1 and (or) the depth h 2 increasing the load on the wheels is first damped pneumatic cylinders 7. Then, as the conjoint movement of the pneumatic cylinder 7 and the cylinder 9 up a small part of the working fluids is displaced by the pressure in the hydraulic cylinders 26 gidromagistrali 9 remaining hydropneumatic independent wheel suspension units of the vehicle, and a large part of it, due to the increased pressure in the pressure P cps gidromagistrali 26, enters the gas charged hydraulic accumulator 28 which thus turns to the work, and accept the basic load. Thanks to the 26 hydraulic cylinder cavities 9, which are connected to each other by means of the hydraulic highway, of all hydropneumatic independent suspensions of the vehicle’s wheel modules, the distribution of the working fluid at the same pressure in each of them takes place in volumes that ensure that each wheel automatically overcomes overcome obstacles or irregularities. The total allowable amount of movement of the movable part of the guide rack (pneumatic cylinder 7) with the wheel 1 for the vehicle in question is
Figure 00000005
which guarantees steady movement of the car on pound roads. After the wheel overcomes an obstacle or roughness on the road surface, the suspension hydraulic system automatically returns to its original state under the influence of the energy of a charged pneumohydraulic accumulator 28. When the pressure of the working fluid decreases, including due to natural leaks, it automatically recovers from the vehicle’s hydraulic pump to the set values with using a remote-controlled valve 21.

Использование в гидропневматической независимой подвеске колесного модуля транспортного средства реверсивного и регулируемого по частоте вращения гидравлического двигателя 2 позволяет водителю устанавливать необходимый скоростной режим движения автомобиля как передним, так и задним ходом, а также обеспечивать надежное его торможение. Управление автомобилем водителем осуществляется с помощью гидропривода, включающего шаговый гидродвигатель 14 (фиг. 2), микропроцессор и датчики углов поворота, установленных на каждой гидропневматической независимой подвеске колесного модуля транспортного средства (на фиг. не показаны). Использование функции поворота колес у всех гидропневматических независимых подвесок колесных модулей транспортного средства в сочетании с системой автоматического управления каждым из них позволяет максимально уменьшить радиус поворота автомобиля. Кроме этого, благодаря увеличенному углу поворота γ колеса (фиг. 3), составляющему не менее 50-60°, обеспечиваемому принятой кинематической схемой гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства, движение автомобиля может осуществляться также в боковом направлении, что облегчает маневрирование машины в стесненных условиях погрузочной и разгрузочной площадок. В зависимости от принимаемой колесной формулы и назначения транспортного средства возможно упрощение конструкции гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства для задних колес за счет исключения в ней механизмов поворота колес или применения двухскатных колес. Важным достоинством гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства является ее компактность, так как размеры гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства Lм, Нм и Вм (фиг. 1, 2) значительно меньше традиционных подвесок транспортных средств аналогичного назначения. При этом отпадает необходимость использования металлоемких и недостаточно надежных элементов трансмиссии и ходовой части автомобиля таких, как: коробки передач, сцепления, раздаточной коробки, рессор, передней балки, задних мостов, карданных валов и других деталей и узлов. Это позволяет снизить массу и металлоемкость автомобиля, рационально компоновать силовой агрегат и более полезно использовать межколесное пространство транспортного средства.The use of a reversible and variable-speed hydraulic motor 2 in the hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module allows the driver to set the required high-speed mode of the vehicle both forward and reverse, as well as provide reliable braking. The driver is controlled by a hydraulic actuator, including a stepwise hydraulic motor 14 (Fig. 2), a microprocessor, and angle sensors installed on each hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module (not shown). Using the wheel turning function of all hydropneumatic independent suspensions of the vehicle’s wheel modules in combination with the automatic control system of each of them allows minimizing the turning radius of the vehicle. In addition, due to the increased angle of rotation γ of the wheel (Fig. 3), which is at least 50-60 °, provided by the adopted kinematic diagram of the hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module, the vehicle can also be moved in the lateral direction, which facilitates the maneuvering of the machine in cramped spaces conditions of loading and unloading sites. Depending on the adopted wheel formula and the purpose of the vehicle, it is possible to simplify the design of the hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module for the rear wheels by eliminating the mechanisms of turning the wheels or using double-pitch wheels. An important advantage of the hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module is its compactness, since the dimensions of the hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module are L m , N m and V m (Fig. 1, 2) much smaller than traditional suspensions of vehicles of similar purpose. At the same time, there is no need to use metal-intensive and insufficiently reliable transmission elements and the chassis of the car, such as: gearbox, clutch, transfer case, springs, front beam, rear axles, driveshafts and other parts and assemblies. This allows you to reduce the mass and metal consumption of the car, rationally compose the power unit and it is more useful to use the cross-axle space of the vehicle.

Конструкция гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства позволяет поддерживать величину дорожного просвета hдп постоянной, независимо от загрузки автомобиля, что улучшает его проходимость, плавность хода и управляемость. Это обеспечивается с помощью автоматической системы стабилизации рамы автомобиля относительно поверхности дороги, выполненной на основе микропроцессора, датчиков давления сжатого газа Рпц в пневмоцилиндре 7 и рабочей жидкости Ргц в гидроцилиндре 9, а также датчиков контроля величины дорожного просвета hдп в реальном масштабе времени. Микропроцессор управляет как индивидуально каждой гидропневматической независимой подвеской колесного модуля транспортного средства, так и работой всей системы подвески автомобиля путем выдачи соответствующих команд управляемым вентилям 21, 22 и 23, а также предохранительному клапану 29, которые избирательно обеспечивают перемещения каждого из гидроцилиндров 9 гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства на необходимую величину

Figure 00000003
(фиг. 4).The design of the hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module allows maintaining the ground clearance h dp constant, regardless of the vehicle’s load, which improves its patency, smoothness and handling. This is ensured by an automatic stabilization system of the vehicle’s frame relative to the road surface, based on a microprocessor, compressed gas pressure sensors P pc in the pneumatic cylinder 7 and hydraulic fluid R Hz in the hydraulic cylinder 9, as well as sensors for monitoring the ground clearance h dp in real time. The microprocessor controls individually each hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module and the operation of the entire vehicle suspension system by issuing appropriate commands to the controlled valves 21, 22 and 23, as well as the safety valve 29, which selectively provide movement of each of the hydraulic cylinders 9 of the independent hydropneumatic suspension of the wheel vehicle module by the required value
Figure 00000003
(Fig. 4).

Предлагаемая конструкция гидропневматической независимой подвески колесного модуля транспортного средства также может использоваться на колесных тракторах и полноприводных прицепах для транспортирования как обычных, так и длинномерных грузов (магистральных труб большого диаметра, строительных конструкций, опор линий электропередач и др.), а также жидкостей в цистернах с Т-образным сечением. Кроме этого, транспортные средства с гидропневматическими независимыми подвесками колесных модулей, оснащенные соответствующими кузовами, могут найти широкое применение для перевозки штучных и сыпучих строительных материалов (песок, керамзит, уголь, гравий, цемент и т.п.) с вертикальной разгрузкой через специально предусмотренные нижние люки кузова Т-образного сечения. При этом разгрузка сыпучих материалов возможна как на специальных эстакадах, так и на площадках при максимально поднятой раме автомобиля, обеспечиваемой гидропневматической независимой подвеской колесного модуля транспортного средства, без или с перемещением транспортного средства до полного опорожнения кузова. Возможно применение гидропневматических независимых подвесок колесных модулей транспортного средства предлагаемой конструкции, обеспечивающих при разгрузке вывешивание всего автомобиля на высоту до одного метра и более.The proposed design of hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module can also be used on wheeled tractors and four-wheel drive trailers for transporting both conventional and long loads (large-diameter main pipes, building structures, power transmission towers, etc.), as well as liquids in tanks with T-section. In addition, vehicles with hydropneumatic independent wheel module suspensions equipped with appropriate bodies can be widely used for transporting piece and bulk building materials (sand, expanded clay, coal, gravel, cement, etc.) with vertical unloading through specially provided lower body hatches of a T-shaped section. At the same time, unloading of bulk materials is possible both on special racks and on platforms with the vehicle frame maximally raised, provided by a hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module, without or with the vehicle moving until the body is completely emptied. It is possible to use hydropneumatic independent suspensions of the vehicle’s wheel modules of the proposed design, which ensure that the entire vehicle is hung up to one meter or more when unloading.

Предложенная гидропневматическая независимая подвеска колесного модуля транспортного средства соответствует условию промышленной применимости и может быть изготовлена на стандартном оборудовании с применением освоенных ранее технологий и материалов.The proposed hydropneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module meets the condition of industrial applicability and can be manufactured on standard equipment using previously developed technologies and materials.

Claims (1)

Гидропневматическая независимая подвеска колесного модуля транспортного средства, содержащая колесо, подвижно установленное на раме и приводимое во вращение встроенным гидравлическим двигателем, направляющую стойку, нижний конец подвижной части которой жестко соединен с корпусом гидравлического двигателя, гидроцилиндр со штоком, внутри которого имеется канал, отличающаяся тем, что направляющая стойка подвески выполнена в виде пустотелого цилиндра с днищем и установлена на раме с помощью подшипников, а внутри нее помещена подвижная в осевом направлении часть подвески, выполненная в виде изготовленного заодно пневмоцилиндра с плавающим поршнем и гидроцилиндра, у которого свободный конец штока соединен с днищем направляющей стойки, причем пневмоцилиндр соединен посредством управляемых вентилей с пневмомагистралью, а гидроцилиндр - с напорной гидромагистралью пневмогидравлического аккумулятора, на раме также закреплен шаговый гидродвигатель с шестерней, взаимодействующей с выполненным на наружной поверхности направляющей стойки зубчатым сектором, обеспечивающим ее повороты, а на сопрягаемых поверхностях направляющей стойки и пневмоцилиндра выполнены шлицы, с помощью которых достигается осевое перемещение пневмоцилиндра с колесом, причем для снижения трения в шлицевом соединении установлены тела качения, например, шарики, кроме этого, для предотвращения ударов свободного торца гидроцилиндра о днище направляющей стойки в последней установлен буфер сжатия из эластичного материала, а для регулирования величины дорожного просвета транспортного средства в подвеске предусмотрены пневматический компрессор и пневматический аккумулятор, подсоединенные с помощью управляемого вентиля к пневмомагистрали.Hydro-pneumatic independent suspension of the vehicle’s wheel module, comprising a wheel movably mounted on the frame and driven by a built-in hydraulic motor, a guide rack, the lower end of the movable part of which is rigidly connected to the hydraulic motor housing, a hydraulic cylinder with a rod, in which there is a channel, characterized in that the guide rack of the suspension is made in the form of a hollow cylinder with a bottom and is mounted on the frame using bearings, and inside it is placed a movable in the axial direction, a part of the suspension made in the form of a pneumatic cylinder made at the same time with a floating piston and a hydraulic cylinder in which the free end of the rod is connected to the bottom of the guide rack, and the pneumatic cylinder is connected via controlled valves to the pneumatic line, and the hydraulic cylinder is connected to the pressure hydraulic line of the pneumohydraulic accumulator, on the frame a stepper hydraulic motor is fixed with a gear interacting with a gear sector made on the outer surface of the guide rack, providing it rotates, and slots are made on the mating surfaces of the guide rack and the pneumatic cylinder, with the help of which the axial movement of the pneumatic cylinder with the wheel is achieved, and to reduce friction, rolling elements are installed in the spline connection, for example, balls, in addition, to prevent shock of the free end of the hydraulic cylinder about the bottom of the guide rack in the latter is equipped with a compression buffer made of elastic material, and pneumatic air suspension is provided to regulate the vehicle’s ground clearance second air compressor and battery, connected by a regulation valve to pnevmomagistrali.
RU2017136700A 2017-10-17 2017-10-17 Hydropneumatic independent suspension of wheeled vehicle module RU2682943C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017136700A RU2682943C1 (en) 2017-10-17 2017-10-17 Hydropneumatic independent suspension of wheeled vehicle module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017136700A RU2682943C1 (en) 2017-10-17 2017-10-17 Hydropneumatic independent suspension of wheeled vehicle module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2682943C1 true RU2682943C1 (en) 2019-03-22

Family

ID=65858552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017136700A RU2682943C1 (en) 2017-10-17 2017-10-17 Hydropneumatic independent suspension of wheeled vehicle module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2682943C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117141575A (en) * 2023-10-19 2023-12-01 杭州豪盛电动车辆有限公司 Electric steering mechanism and application method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2232683C1 (en) * 2002-11-04 2004-07-20 Волгоградский государственный технический университет Suspension of front steerable wheels
US20130069336A1 (en) * 2010-06-01 2013-03-21 Michael Horsch Independent Wheel Suspension for a Spring-Mounted Steerable Wheel
US20150224845A1 (en) * 2013-03-15 2015-08-13 Levant Power Corporation Active vehicle suspension system
WO2016042220A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-24 Renault S.A.S. Strut comprising a pneumatic spring of which a piston bears against the end of a shock absorber body

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2232683C1 (en) * 2002-11-04 2004-07-20 Волгоградский государственный технический университет Suspension of front steerable wheels
US20130069336A1 (en) * 2010-06-01 2013-03-21 Michael Horsch Independent Wheel Suspension for a Spring-Mounted Steerable Wheel
US20150224845A1 (en) * 2013-03-15 2015-08-13 Levant Power Corporation Active vehicle suspension system
WO2016042220A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-24 Renault S.A.S. Strut comprising a pneumatic spring of which a piston bears against the end of a shock absorber body

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117141575A (en) * 2023-10-19 2023-12-01 杭州豪盛电动车辆有限公司 Electric steering mechanism and application method thereof
CN117141575B (en) * 2023-10-19 2024-04-09 杭州豪盛电动车辆有限公司 Electric steering mechanism and application method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11378148B2 (en) Damper assembly
US7472914B2 (en) Suspension system
WO2009111826A1 (en) Vehicle suspension arrangements & control
CA2618884C (en) An axle suspension for heavy vehicles
KR20030040508A (en) Suspension system
CN111255843A (en) Gas-liquid composite suspension cylinder, hydraulic system and transport vehicle
RU2682943C1 (en) Hydropneumatic independent suspension of wheeled vehicle module
US20110018219A1 (en) Hydraulic, rigid rear axle suspension system for vehicles
ES2526339T3 (en) Cargo Handling Device
RU2352475C1 (en) Vehicle hydropneumatic suspension
US20240042818A1 (en) Dual-axle vehicle corner assembly
RU71298U1 (en) HYDRO-PNEUMATIC SUSPENSION OF A VEHICLE
KR102185228B1 (en) Height adjustable suspension with MR Damper
CN103921646A (en) Adjustable suspension temperature compensation system
RU2352474C1 (en) Vehicle hydropneumatic suspension
US10596948B2 (en) Hydraulically-adjustable elastomeric vehicle suspension system
RU201008U1 (en) TWO-LINK VEHICLE WITH AUTOMATIC SYSTEM OF STABILIZATION OF THE CARGO PLATFORM FOR TRANSPORTATION OF LONG-LONG LOADS
US20220410988A1 (en) Automated compensator for fifth-wheel couplings
KR100839159B1 (en) Load division system for axle of large sized truck
RU2377140C1 (en) Vehicle wheel suspension
CN117565609A (en) Design method of hydro-pneumatic suspension system of 8X8 heavy-duty high-speed motor vehicle
JP2005145285A (en) Hydraulic suspension device of vehicle
CN118025330A (en) Garden overhead working platform truck chassis and floating control method
UA9761U (en) Propelling unit of hydraulic excavator
ITPT990010A1 (en) DEVICE FOR THE RECOVERY OF ENERGY FROM MOTOR VEHICLE SUSPENSIONS IN GENERAL.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201018