Интеллектуальная система рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства
Предложенная полезная модель относится к средствам наземного транспорта и обеспечит создание средства рессорного подвешивания универсального для любых средств наземного транспорта. Система рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства содержит упругодемпфирующие элементы, выполненные из упругой пневматической и демпфирующих камер, систему управления, включающую датчики, клапаны и микроконтроллеры. На крайние опоры транспортного средства установлены пневмогидравлические, на промежуточные опоры пневматические упругодемпфирующие элементы с датчиками давления в пневматических камерах. На бортовой компьютер системы рессорного подвешивания интеллектуальной метасистемой автоматического перепроектирования и перепрограммирования алгоритмов микроконтроллеров в зависимости от условий эксплуатации и конструктивных особенностей транспортного средства, 6 з.п., 3 ил.
Полезная модель относится к средствам наземного транспорта, а именно к средствам подрессоривания многоопорных транспортных средств.
Из патента RU 2312029 известна система рессорного подвешивания транспортного средства, выполненная, на основе пневмогидравлических элементов с упругой пневматической камерой и демпфирующей камерой, состоящей из подпоршневой полости и гидроаккумулятора, соединенных через саморегулируемый по амплитуде и направлению колебаний клапан. Недостатками данного рессорного подвешивания является передемпфирование промежуточных опор, что не обеспечивает эффективное гашение колебаний транспортного средства в различных эксплуатационных условиях и при различной величине подрессоренной массы.
В качестве наиболее близкого аналога выбрана система рессорного подвешивания транспортного средства, описанная в авторском свидетельстве SU 1335748, выполненная на основе пневматических элементов и системы управления, включающей частотный датчик, блок формирования усилия и клапан, установленный между упругой и демпфирующей камерами. Недостатками системы известной из SU 1335748 является недодемпфирование крайних опор транспортного средства и отсутствие автоматической настройки упругодемпфирующих параметров пневматических элементов с учетом конкретных условий эксплуатации и конструктивных особенностей транспортного средства.
Предлагаемое техническое решение направлено на создание новой конструкции рессорного подвешивания транспортного средства с интеллектуальной системой управления упругих и демпфирующих параметров рессор, учитывающей конкретные условия эксплуатации и конструктивные особенности транспортного средства, включая величину подрессоренной массы.
Технический результат предлагаемого решения заключается в - возможности автоматической настройки упругодиссипативных параметров рессор на оптимальный режим работы для широкого диапазона условий эксплуатации транспортных средств, их конструктивных особенностей исполнения, включая величину подрессоренной массы;
- высокой эффективности виброизоляции при различных конструкторских решениях их исполнения и различных условия эксплуатации;
- универсальности по отношению к различным многоопорным транспортным средствам предложенной системы управления рессорным подвешиванием;
- повышении надежности и возможности сохранения надежности системы рессорного подвешивания при различных режимах работы.
Указанный выше технический результат обеспечивается при использовании интеллектуальной системы рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства, которая содержит упругодемпфирующие элементы, выполненные из упругой пневматической и демпфирующей камер, и систему управления, включающую датчики и клапаны, соединенные с по меньшей мере одним микроконтроллером; согласно предложенному решению на крайние опоры транспортного средства установлены пневмогидравлические, а на промежуточные опоры пневматические упругодемпфирующие элементы с датчиками давления, установленными в упругих пневматических камерах; система управления дополнительно включает бортовой компьютер, на котором установлена интеллектуальная метасистема автоматического перепроектирования и перепрограммирования алгоритмов микроконтроллера в зависимости от условий эксплуатации и конструктивных особенностей транспортного средства.
В большинстве случаев исполнения пневмогидравлический упругодемпфирующий элемент включает упругую пневматическую камеру, в которой установлен подключенный к микроконтроллеру датчик давления, и демпфирующую камеру, разделенную на гидравлическую и поршневую полости, сообщающиеся каналом в котором установлен подключенный к микроконтроллеру клапан; пневматический упругодемпфирующий элемент включает упругую пневматическую камеру, в которой установлен подключенный к микроконтроллеру датчик давления, и демпфирующую камеру, сообщающиеся через подключенный к микроконтроллеру клапан; клапан прим этом будет включать электромагнитную заслонку с подключенной к микроконтроллеру соленоидной обмоткой и дроссель в виде сопла. Микроконтроллер системы может быть выполнен с возможностью оцифровки и накопления данных с датчика давления, с возможностью передачи значений давления и состояния клапана на бортовой компьютер, с возможностью управления клапаном по накопленным показаниям датчика давления, данных баз знаний и данных интеллектуальных алгоритмов.
Предложенное решение поясняется чертежами.
Фиг.1 - Принципиальная схема интеллектуальной системы рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства;
Фиг.2 - Выполнение рессорного подвешивания на основе пневматического элемента;
Фиг.3 - Выполнение рессорного подвешивания на основе пневмогидравлического элемента.
Интеллектуальная система рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства (Фиг.1) состоит из множества упругодемпфирующих элементов и системы управления. Каждый из упругодемпфирующих элементов состоит из упругой пневматической 1 и демпфирующей 2 камер. На крайние опоры транспортного средства установлены пневмогидравлические (Фиг.3), а на промежуточные опоры пневматические (Фиг.2) упругодемпфирующие элементы с датчиками давления 3 в упругих пневматических камерах 1. Система управления включает датчики давления 3 и регулируемые клапаны 4, соединенные с микроконтроллером (микроконтроллерами) 5. Микроконтроллер (микроконтроллеры) 5 сопряжены интерфейсом с бортовым компьютером 6. На бортовом компьютере установлена интеллектуальная метасистема автоматического перепроектирования и перепрограммирования алгоритмов микроконтроллеров в зависимости от условий эксплуатации и конструктивных особенностей транспортного средства.
В пневматическом упругодемпфирующем элементе (Фиг.2) в упругой пневматической камере 1 установлен подключенный к микроконтроллеру 5 датчик давления 3, упругая пневматическая камера 1 сообщается через подключенный к микроконтроллеру 5 клапан 4 с демпфирующей камерой 2. В пневмогидравлическом упругодемпфирующем элементе (Фиг.3) в упругой пневматической камере 1 установлен подключенный к микроконтроллеру 5 датчик давления 3, упругая пневматическая камера 1 сообщается с демпфирующей камерой 2. Демпфирующая камера 2 разделена на гидравлическую 12 и поршневую 11 полости, соединенные между собой каналом 10 в котором установлен клапан 4, подключенный к микроконтроллеру 5. Клапан 4 включает электромагнитную заслонку с подключенной к микроконтроллеру 5 соленоидной обмоткой 8 и дроссель в виде сопла 9.
Интеллектуальная система рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства работает следующим образом.
При колебаниях подрессорной части транспортного средства на рессорном подвешивании в упругих пневматических камерах 1 упругодемпфирующих элементов изменяется давление, изменение величины давления регистрируется датчиками давления 3. Датчики давления 3 преобразуют величину изменения давления в камере 1 в электрический сигнал, который поступает на микроконтроллер (микроконтроллеры) 5. Микроконтроллер 5 выдает команду на управление клапаном (клапанами) 4. В зависимости от величины давления воздуха, измеренного в камерах 1, в клапане 4 осуществляется частичное или полное закрывание и открывание дросселя 9. Соответственно увеличивают или уменьшают упругодемпфирующую силу пневматических и пневмогидравлических элементов рессорного подвешивания, при этом пневмогидравлические датчики, установленные на крайние опоры, обеспечивают гашение более значительных усилий, возникающих на этих опорах.
При движении транспортного средства с различной скоростью и загруженностью по дорогам с малыми и большими неровностями, оно совершает сложные пространственные колебания с разной частотой и амплитудой. Каждый пневматический и пневмогидравлический упругодемпфирующий элемент в фиксированный момент времени имеют уникальные параметры давления газа в упругих пневматических камерах 1 и требует соответственно реализации различной по величине упругодемпфирующей силы, чтобы обеспечить оптимальное гашение колебаний всего транспортного средства. Оптимальное управление упругодемифирующей силой всех пневматических и пневмогидравлических элементов, входящих в рессорное подвешивание многоопорного транспортного средства осуществляется бортовым компьютером 6 и микроконтроллером (микроконтроллерами) 5 которые обеспечивают анализ и выработку управленческих решений в зависимости от характера движения транспортного средства, его конструктивных особенностей, особенностей местности, истории эксплуатации данного транспортного средства.
На бортовой компьютер 6 установлена интеллектуальная метасистема перепроектирования и перепрограммирования интеллектуальных алгоритмов микроконтроллера с учетом конкретных условий эксплуатации и конструктивных особенностей транспортного средства, включая величину подрессоренной массы. Метасистема, как комплекс интегрированных и сопряженных между собой информационных систем и баз знаний обеспечивает выработку нужных управленческих решений на основе постоянно пополняемых в ходе эксплуатации транспортного средства данных. В составе участков памяти микроконтроллера (микроконтроллеров) 5 могут быть выделены отдельные функциональные модули: модуль оцифровки и накопления данных с датчика давления, модуль передачи значений давления и состояния клапана на бортовой компьютер 6, модуль управления клапаном по накопленным показаниям датчика давления, баз знаний и интеллектуальных алгоритмов.
Таким образом, предложена интеллектуальная система рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства, при работе которой обеспечивается автоматическая настройка упругодиссипативных параметров рессор различных по конструкторскому исполнению и условиям эксплуатации транспортных средств на оптимальный режим работы, обеспечивая этим высокую эффективность виброзащиты.
1. Интеллектуальная система рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства содержит упругодемпфирующие элементы, выполненные из упругой пневматической и демпфирующей камер, и систему управления, включающую датчики и клапаны, соединенные с, по меньшей мере, одним микроконтроллером, отличающаяся тем, что на крайние опоры транспортного средства установлены пневмогидравлические, а на промежуточные опоры пневматические упругодемпфирующие элементы с датчиками давления, установленными в упругих пневматических камерах, а система управления включает бортовой компьютер, на котором установлена интеллектуальная метасистема автоматического перепроектирования и перепрограммирования алгоритмов микроконтроллера в зависимости от условий эксплуатации и конструктивных особенностей транспортного средства.
2. Интеллектуальная система рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что в пневмогидравлическом упругодемпфирующем элементе демпфирующая камера разделена на гидравлическую и поршневую полости, сообщающиеся каналом, в котором установлен подключенный к микроконтроллеру клапан.
3. Интеллектуальная система рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что в пневматическом упругодемпфирующем элементе упругая пневматическая камера и демпфирующая камера сообщаются через подключенный к микроконтроллеру клапан.
4. Интеллектуальная система рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства по п.2 или 3, отличающаяся тем, что клапан включает электромагнитную заслонку с подключенной к микроконтроллеру соленоидной обмоткой и дроссель в виде сопла.
5. Интеллектуальная система рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью оцифровки и накопления данных с датчика давления.
6. Интеллектуальная система рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью передачи значений давления и состояния клапана на бортовой компьютер.
7. Интеллектуальная система рессорного подвешивания многоопорного транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью управления клапаном по накопленным показаниям датчика давления, данных баз знаний и данных интеллектуальных алгоритмов.
