Пневматическая подвеска
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к амортизационным устройствам с использованием газа в камере с эластичной стенкой. Пневматическая подвеска содержит резинокордную оболочку (1) с крышкой (2), образующие основную рабочую полость (3), дополнительную емкость (4), расположенную между ними перегородку (5) с клапанным устройством (6). Дополнительная емкость (4) имеет внутреннюю перегородку (7) с установленным на ней дополнительным электроклапаном (8). Электроклапан (6) и дополнительный электроклапан (8) подсоединены к системе управления (9). Внутренняя перегородка (7) образует в дополнительной емкости (4) две камеры: первую камеру (10) и вторую камеру (11). Система управления (9) содержит соединенные последовательно преобразователь перемещения (12) объекта, формирователь (13) сигнала скорости объекта, блок управления (14) электроклапаном (6), силовой ключ (15) электроклапана (6) для его подключения к источнику питания, а также соединенные последовательно блок управления (16) дополнительного электроклапана (8), силовой ключ (17) дополнительного электроклапана (8) для его подключения к источнику питания, причем преобразователь перемещения (12) объекта соединен дополнительно с обоими блоками управления электроклапана (14) и дополнительного электроклапана (16,) а формирователь (13) сигнала скорости объекта соединен дополнительно с блоком управления (16) дополнительного электроклапана (8). В силу предложенной конструкции дополнительной емкости возможно регулировать ее объем, изменять демпфирующие свойства пневматической подвески и за счет этого повысить эффективность работы пневматической подвески при эксплуатации транспортных средств по дорогам с различным профилем. 1 з.п.ф., 4 илл.
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к амортизационным устройствам с использованием газа в камере с эластичной стенкой.
Известен пневматический упругий элемент, предназначенный для гашения вертикальных колебаний транспортных средств (а.с. 
261926, М. кл. B60G 11/26, опубл. 13.01.1970), содержащий 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.
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.
Известно также устройство пневматической подвески, описанное в патенте на изобретение 2325285 РФ, М. кл. B60G 11/26, F16F 9/04, опубл. 27.05.2008 (прототип), содержащее резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку, на которой жестко закреплен цилиндр с центральным осевым отверстием и с радиально расположенными перепускными отверстиями, внутри полости цилиндра установлен запорный клапан в виде поршня, в нижней части цилиндра установлена обмотка электромагнита, закрытая снизу торцевой крышкой цилиндра и подключенная к системе управления клапаном, запорный клапан в виде поршня имеет с одной стороны направляющий магнитопроводящий сердечник и снабжен возвратной пружиной, помещенной внутри обмотки электромагнита, причем поршень выполнен полым и имеет центральное сквозное отверстие и симметричные отверстия в нижней стенке поршня. Система управления клапаном содержит последовательно соединенные преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блок управления силовым ключом, силовой ключ для подключения обмотки электромагнита к источнику питания.
Основным недостатком устройства является относительно невысокие демпфирующие свойства пневматической подвески при постоянном объеме дополнительной полости при эксплуатации транспортных средств по дорогам с различным профилем.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эффективности работы пневматической подвески при эксплуатации транспортных средств по дорогам с различным профилем.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной пневматической подвеске, содержащей резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку, на которой установлен электроклапан, подключенный к системе управления, согласно полезной модели, дополнительная емкость имеет, по меньшей мере, одну внутреннюю перегородку с установленным на ней дополнительным электроклапаном, подсоединенным к системе управления.
Система управления содержит соединенные последовательно преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блок управления электроклапаном, силовой ключ электроклапана для его подключения к источнику питания, а также соединенные последовательно блок управления дополнительного электроклапана, силовой ключ дополнительного электроклапана для его подключения к источнику питания, причем преобразователь перемещения объекта соединен дополнительно с обоими блоками управления электроклапана и дополнительного электроклапана, а формирователь сигнала скорости объекта соединен дополнительно с блоком управления дополнительного электроклапана. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
- на фиг. 1 представлена предложенная пневматическая подвеска;
- на фиг. 2 приведена структурная схема системы управления;
- на фиг. 3 представлена упруго-демпфирующая характеристика;
- на фиг. 4 представлена зависимость коэффициента поглощения энергии от коэффициента соотношения объемов пневматической подвески.
Пневматическая подвеска содержит резинокордную оболочку 1 с крышкой 2, образующие основную рабочую полость 3, дополнительную емкость 4, расположенную между ними перегородку 5 с электроклапаном 6. Дополнительная емкость 4 имеет внутреннюю перегородку 7 с установленным на ней дополнительным электроклапаном 8. Электроклапан 6 и дополнительный электроклапан 8 подсоединены к системе управления 9. Внутренняя перегородка 7 образует в дополнительной емкости 4 две камеры: первую камеру 10 и вторую камеру 11.
Система управления 9 содержит соединенные последовательно преобразователь перемещения 12 объекта, формирователь 13 сигнала скорости объекта, блок управления 14 электроклапаном 6, силовой ключ 15 электроклапана 6 для его подключения к источнику питания, а также соединенные последовательно блок управления 16 дополнительного электроклапана 8, силовой ключ 17 дополнительного электроклапана 8 для его подключения к источнику питания, причем преобразователь перемещения 12 объекта соединен дополнительно с обоими блоками управления электроклапана 14 и дополнительного электроклапана 16, а формирователь 13 сигнала скорости объекта соединен дополнительно с блоком управления 16 дополнительного электроклапана 8.
Пневматическая подвеска работает следующим образом.
При малом размахе колебаний амортизируемого объекта (АО) (подрессоренной массы транспортного средства) не превышающем первого порогового значения z1(z<z1) система управления выключена и работает только упругий элемент основной рабочей полости 3. Упруго-демпфирующая характеристика пневматической подвески представляет собой характеристику одного упругого элемента основной рабочей полости.
При размахе колебаний амортизируемого объекта, находящимся в диапазоне между первым и вторым пороговым значением z2(z1<z<z 2) система управления включает в работу электроклапан 6. На ходе сжатия пневматической подвески давление в рабочей 3 полости увеличивается, в первой камере 10 дополнительной емкости 4 остается постоянным, электроклапан 6 выключен, основная рабочая полости 3 и дополнительная емкость 4 разъединены. В начале хода отбоя система управления 9 включает электроклапан 6. Рабочая полость 3 и первая камера 10 дополнительной емкости 4 сообщаются. При этом газ перетекает из полости 3 с более высоким давлением в камеру 10, давление газа в полости 3 и камере 10 выравнивается, после чего электроклапан 6 выключается. В начале очередного хода сжатия система управления 9 снова включает электроклапан 6, полость 3 и камера 10 сообщаются. При этом газ перетекает из первой камеры 10 дополнительной емкости 4 с более высоким давлением в полость 3 и давление газа в полости 3 и камере 10 выравнивается, после чего электроклапан 6 выключается. Далее процесс повторяется. Упруго-демпфирующая характеристика имеет форму петель (пунктирные линии), площадь которых отражает поглощенную энергию колебаний. Работа пневматической подвески обеспечивается за счет системы управления 9. Преобразователь перемещения 12 объекта выдает сигнал о координате подвижной части пневматической подвески в диапазоне z1<z<z2, по этому сигналу формирователь 13 сигнала скорости объекта включает блок управления 14 электроклапаном 6, силовой ключ 15 электроклапана 6 для его подключения к источнику питания и сам электроклапан 6.
При размахе колебаний амортизируемого объекта, превышающем третье пороговое значение z3(z>z3) система управления 9 включает в работу одновременно электроклапан 6 и дополнительный электроклапан 8, при этом происходит одновременная работа по указанному выше алгоритму. Это обеспечивается тем, что при размахе колебаний z>z3 дополнительно включается блок управления 16 дополнительного электроклапана 8 по сигналу преобразователя перемещения 12 объекта, силовой ключ 17 электроклапана 8 для его подключения к источнику питания и сам электроклапан 8. Дополнительная емкость 4 полностью включена в работу, объем ее равен суммарному объему первой 10 и второй 11 камер. За счет дополнительной работы, связанной с перетеканием и смешиванием газа во второй камере 11, упруго-демпфирующая характеристика имеет форму петель (сплошные линии) с большей площадью, чем в предыдущем случае. Зависимость коэффициента поглощения энергии колебаний от коэффициента соотношения объемов пневматической подвески 
(=Vд/Vро) показывает, что значение коэффициента целесообразно брать в диапазоне 1,5-3 [Хамитов, Р.Н. Системы амортизации крупногабаритных объектов с активными упругими и демпфирующими элементами: монография / Р.Н. Хамитов, Г.С. Аверьянов. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. - рис. 3.14 на с. 84].
В силу предложенной конструкции дополнительной емкости возможно регулировать ее объем, изменять демпфирующие свойства пневматической подвески и за счет этого повысить эффективность работы пневматической подвески при эксплуатации транспортных средств по дорогам с различным профилем.
1. Пневматическая подвеска, содержащая резинокордную оболочку с крышкой, образующие основную рабочую полость, дополнительную емкость, расположенную между ними перегородку, на которой установлен электроклапан, подключенный к системе управления, отличающаяся тем, что дополнительная емкость имеет, по меньшей мере, одну внутреннюю перегородку с установленным на ней дополнительным электроклапаном, подсоединенным к системе управления.
2. Пневматическая подвеска по п. 1, отличающаяся тем, что система управления содержит соединенные последовательно преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, блок управления электроклапаном, силовой ключ электроклапана для его подключения к источнику питания, а также соединенные последовательно блок управления дополнительного электроклапана, силовой ключ дополнительного электроклапана для его подключения к источнику питания, причем преобразователь перемещения объекта соединен дополнительно с обоими блоками управления электроклапана и дополнительного электроклапана, а формирователь сигнала скорости объекта соединен дополнительно с блоком управления дополнительного электроклапана.
