RU2692296C1 - Air suspension - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to the field of machine building. Air suspension comprises rubber-cord shell with cover forming main working cavity, additional cavity and partition arranged between them. Additional cavity is installed coaxially and inside the main working cavity. On the baffle, a cylinder-type valve unit is rigidly secured. Along cylinder axis there is a hole connecting cavities of air damper by means of locking blade moving perpendicular to axis of cylinder. Blade is made of dielectric material with applied branched solder in form of parallel arranged metal plates. Blade is controlled by permanent magnet and alternating direct current.EFFECT: higher damping properties and efficiency of operation.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к амортизационным устройствам с использованием газа в камере с эластичной стенкой.The invention relates to the field of engineering, in particular to a damping device using gas in a chamber with an elastic wall.

Известно устройство для осуществления гашения вертикальных колебаний транспортных средств, описанное в АС №261926, опубл. 13.01.1970 г., содержащее резинокордную оболочку с крышкой, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку с калиброванными отверстиями и клапанное устройство в виде свободно висящей на перегородке диафрагмы, перекрывающей перепускные отверстия на ходе отбоя.A device for the implementation of the damping of vertical vibrations of vehicles, described in AC No. 261926, publ. 01/13/1970, containing a rubber-cord casing with a lid, additional capacity, a partition located between them with calibrated holes and a valve device in the form of a diaphragm freely hanging on the partition, blocking the bypass holes during the rebound.

К основным недостаткам устройства относится то, что при вынужденных колебаниях амортизированного объекта с большими амплитудами происходит смещение его среднего положения вниз относительно исходного вследствие постоянного аккумулирования энергии сжатого газа в дополнительной емкости в начале каждого хода сжатия, что приводит к уменьшению динамического хода подвески и снижению эффективности гашения колебаний.The main drawbacks of the device include the fact that with forced oscillations of a depreciated object with large amplitudes, its average position shifts downward from the original due to the constant accumulation of compressed gas energy in additional capacity at the beginning of each compression stroke, which reduces the dynamic travel of the suspension and reduces the quenching efficiency fluctuations.

Известно устройство пневматической подвески, описанное в Патенте RU №2325568, опубл. 27.05.2008 г., содержащее резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную емкость, установленную соосно и внутри основной рабочей полости, расположенную между ними перегородку, на которой жестко закреплено клапанное устройство. Клапанное устройство включает направляющий цилиндр, который предназначен для перемещения внутри его полости возвратно-поступательного запорного клапана, выполненного в виде поршня и имеющего с его обеих сторон направляющие магнитопроводящие сердечники, снабженные возвратными пружинами, и крышку клапанного устройства. В верхней части внутри цилиндра и в крышке клапанного устройства установлены обмотки электромагнитов импульсного втяжного действия, внутри которых перемещаются сердечники и установлены пружины. В торце направляющего цилиндра и на крышке клапанного устройства смонтированы эластичные обратные клапаны. Цилиндр имеет осевые отверстия, а в стенке его выполнены осевые каналы, связывающие основную рабочую полость пневматической подвески с полостью цилиндра и перекрываемые запорным клапаном на ходе сжатия. В крышке клапанного устройства выполнены осевые отверстия. В стенке цилиндра выполнены перепускные радиальные отверстия, расположенные в одной плоскости и перекрываемые запорным клапаном на ходе отбоя. Осевые отверстия перекрываются эластичными обратными клапанами.A device for pneumatic suspension, described in the Patent RU №2325568, publ. 05.27.2008, containing a rubber-cord shell with a lid, forming the main working cavity, additional capacity, installed coaxially and inside the main working cavity, between them a partition, on which the valve device is rigidly fixed. The valve device includes a guide cylinder, which is designed to move within its cavity a reciprocating check valve, made in the form of a piston and having on its both sides guides magnetically conductive cores equipped with return springs, and a cover of the valve device. In the upper part, inside the cylinder and in the lid of the valve device, there are windings of electro-magnetic impulse retracting action, inside which the cores move and springs are installed. Elastic check valves are mounted at the end of the guide cylinder and on the valve cover. The cylinder has axial holes, and in the wall of it axial channels are made connecting the main working cavity of the pneumatic suspension with the cavity of the cylinder and blocked by a shut-off valve during compression. Axial bores are made in the valve cover. In the wall of the cylinder are made bypass radial holes located in the same plane and blocked by a shut-off valve during the rebound. Axial bores overlap with elastic check valves.

Основным недостатком устройства является, как и всех клапанов с механическим управлением, заключается в том, что возникающее трение между трубчатым поршнем и цилиндром снижает демпфирующие свойства пневматической подвески, что снижает эффективность работы всего устройства.The main drawback of the device is, like all valves with mechanical control, that the friction between the tubular piston and the cylinder reduces the damping properties of the air suspension, which reduces the efficiency of the entire device.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение демпфирующих свойств пневматической подвески и эффективности работы всего устройства. Снижение амплитуды колебаний амортизируемого объекта (АО) при широком спектре весовых характеристик (M_∂).The task of the invention is to increase the damping properties of the air suspension and the efficiency of the entire device. Reducing the amplitude of oscillations of a depreciable object (AO) with a wide range of weight characteristics (M _∂ ).

Поставленная задача достигается тем, что в известной пневматической подвеске, содержащей резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость и дополнительную полость, установленную соосно и внутри основного рабочего объема, разделенные перегородкой, на которой жестко закреплено клапанное устройство. Клапанное устройство, согласно изобретению, состоит из цилиндра, вдоль оси которого вырезано отверстие, соединяющее полости пневмоамортизатора, внутри, установлен запорный клапан в виде лопатки изготовленной из диэлектрика. Лопатка оснащена разветвленным припоем в виде параллельно расположенных металлических пластин. В области припоя расположен постоянный магнит.The task is achieved by the fact that in the well-known pneumatic suspension, containing a rubber-cord shell with a lid, forming the main working cavity and an additional cavity installed coaxially and inside the main working volume, separated by a partition, on which the valve device is rigidly fixed. The valve device according to the invention consists of a cylinder, along the axis of which a hole is cut connecting the cavity of the pneumatic shock-absorber, inside, there is a shut-off valve in the form of a blade made of a dielectric. The blade is equipped with a branched solder in the form of parallel metal plates. A permanent magnet is located in the solder area.

Клапанное устройство управляется системой управления, которая содержит преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блока управления направлением электрического тока в припое лопатки, источника питания.The valve device is controlled by a control system that contains an object displacement transducer, an object speed signal shaper, an electric current direction control unit in the blade solder, and a power source.

Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

- на фиг. 1 представлена предложенная пневматическая подвеска;- in fig. 1 shows the proposed air suspension;

- на фиг. 2 представлена пластина клапана с припоем;- in fig. 2 shows the valve plate with solder;

на фиг. 3 представлены упругодемпфирующие характеристики пневматической подвески.in fig. 3 shows the elastic-damping characteristics of the air suspension.

Пневматическая подвеска соединенная с источником питания (на черт. не показано) содержит резинокордную оболочку 1 с крышкой 2, образующие основную рабочую полость 3 с объемом Vp и давлением Рр, дополнительную полость 4 с объемом V∂ и давлением Р∂, установленную соосно и внутри основной рабочей полости 3, и расположенную между ними перегородку 5. На перегородке 5 жестко закреплено клапанное устройство 6, выполненное в виде цилиндра. Вдоль оси цилиндра вырезано отверстие, соединяющее полости пневмоамортизатора. Внутри полости цилиндра установлена запорная лопатка 9 толщиной h, изготовленная из диэлектрика. Лопатка оснащена разветвленным припоем 11, в виде параллельно расположенных металлических пластин. В области припоя расположен постоянный SN магнит 7. Система управления клапаном содержит преобразователь перемещения объекта 10, блока управления электроэнергией 8 пластины клапана 9.Pneumatic suspension connected to a power source (in Fig. Not shown) contains a rubber-cord shell 1 with a lid 2, forming the main working cavity 3 with a volume Vp and pressure Pp, an additional cavity 4 with a volume V and pressure P∂ installed coaxially and inside the main the working cavity 3, and the partition 5 located between them. On the partition 5 a valve device 6 is rigidly fixed, made in the form of a cylinder. A hole is cut along the axis of the cylinder, connecting the cavity of the pneumatic shock absorber. Inside the cavity of the cylinder, a locking blade 9 with a thickness h, made of a dielectric, is installed. The blade is equipped with a branched solder 11, in the form of parallel metal plates. A permanent SN magnet 7 is located in the solder area. The valve control system contains a transducer for displacing an object 10, an electric power control unit 8 of a valve plate 9.

Пневматическая подвеска работает следующим образом.Air suspension works as follows.

На ходе сжатия пневматической подвески (точка "а" на упругодемпфирующей характеристике, фиг. 3.) преобразованный сигнал с преобразователя перемещения 10, подает на блок управления электроэнергией 8, подающий электрический ток на пластину клапана 9, которая под действием силы Лоренца разделяет основную и дополнительную полости. Давление в рабочем объеме пневматической подвески возрастает и начинается ход отбоя (кривая а-b Фиг. 3) и блок управления электроэнергией подает ток на пластину 9 в обратном направлении (точка "b" Фиг. 3). Клапан переходит в положение «открыто» соединяя основную и дополнительную полости и газ через отверстие переходит из рабочего объема в дополнительный (кривая b-с Фиг. 3). Далее давление в объемах пневматической подвески выравнивается (точка "с" Фиг. 3). В начале хода отбоя преобразованный сигнал с преобразователя перемещения, подается на блок управления электроэнергией 8, подающий электрический ток на пластину клапана 9, которая под действием силы Лоренца разделяет основную и дополнительную полости. На ходе отбоя давление в рабочем объеме пневматической подвески уменьшается (кривая c-d Фиг. 3). Затем начинается очередной ход сжатия (в точке "d" Фиг. 3) и блок управления электроэнергией 8 подает ток на пластину клапана 9 в обратном направлении. Клапан переходит в положение «открыто» соединяя основную и дополнительную полости и газ через отверстия клапана перетекает из дополнительного объема в рабочий объем (кривая d-a Фиг. 3). Давление в объемах выравнивается (точка "а"Фиг. 3).In the course of compression of the air suspension (point "a" on the elastic-damping characteristic, Fig. 3.), the converted signal from displacement transducer 10 supplies the electric energy control unit 8, which supplies electric current to the valve plate 9, which, under the action of Lorentz force, separates the main and additional cavities. The pressure in the working volume of the pneumatic suspension increases and the rebound begins (curve a-b of Fig. 3) and the electric power control unit supplies current to the plate 9 in the opposite direction (point "b" of Fig. 3). The valve moves to the “open” position connecting the main and additional cavities and the gas passes through the orifice from the working volume to the additional one (curve b-с Fig. 3). Next, the pressure in the volumes of the air suspension is leveled (point "c" of Fig. 3). At the beginning of the end of turn, the transformed signal from the displacement transducer is fed to the electric power control unit 8, which supplies electric current to the valve plate 9, which, under the action of Lorentz force, separates the main and additional cavities. During rebound, the pressure in the working volume of the air suspension decreases (curve c-d of Fig. 3). Then the next compression stroke begins (at the point "d" of Fig. 3) and the electric power control unit 8 supplies current to the valve plate 9 in the opposite direction. The valve moves to the “open” position, connecting the main and additional cavities and gas through the valve holes flows from the additional volume to the working volume (curve d-a of Fig. 3). The pressure in the volumes is equalized (point "a" of Fig. 3).

Площадь петли на упругодемпфирующей характеристике (кривая a-b-c-d-а, Фиг. 3) отражает величину поглощенной энергии пневматической подвеской за один период колебания объекта. Как видно из Фиг. 3, предложенная пневматическая подвеска с электродинамическим клапаном и его система управления удовлетворяют требованиям высокого быстродействия и обеспечивают быстрое выравнивание давлений в емкостях подвески в начале каждого хода сжатия и отбоя, исключают аккумулирование энергии как в рабочей полости 3, так и дополнительной емкости 4, уменьшают относительные ходы амортизируемого объекта.The area of the loop on the elastic-damping characteristic (curve a-b-c-d-a, Fig. 3) reflects the value of the absorbed energy of the pneumatic suspension for one period of oscillation of the object. As can be seen from FIG. 3, the proposed air suspension with an electrodynamic valve and its control system meet the requirements of high speed and provide quick pressure equalization in the suspension tanks at the beginning of each compression and rebound stroke, eliminate energy storage in the working cavity 3, and additional capacity 4, reduce the relative strokes depreciable object.

Таким образом, предложенная пневматическая подвеска позволяет повысить демпфирующие свойства и эффективность работы.Thus, the proposed air suspension allows you to increase the damping properties and work efficiency.

Claims (1)

Пневматическая подвеска, содержащая резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную полость, установленную соосно и внутри основной рабочей полости, и расположенную между ними перегородку, на которой жестко закреплено клапанное устройство, выполненное в виде цилиндра, отличающаяся тем, что вдоль оси цилиндра выполнено отверстие, соединяющее полости пневмоамортизатора при помощи запорной лопатки, перемещающейся перпендикулярно оси цилиндра, изготовленной из диэлектрика, с нанесенным разветвленным припоем в виде параллельно расположенных металлических пластин, управляемой постоянным магнитом и переменно направленным электрическим током (в зависимости от положения пневмоамортизатора), за счет силы Лоренца.A pneumatic suspension containing a rubber-cord shell with a lid, forming the main working cavity, an additional cavity installed coaxially and inside the main working cavity, and a partition located between them, on which a valve device is rigidly fixed, characterized in that along the axis of the cylinder a hole is made connecting the cavity of the pneumatic shock absorber by means of a locking blade moving perpendicular to the axis of the cylinder made of a dielectric with an applied branched solder in the form of parallel metal plates, controlled by a permanent magnet and alternatingly directed electric current (depending on the position of the pneumo-shock absorber), due to the Lorentz force.

Images