Гидропневматическая система подрессоривания моста мобильной машины

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ к ПАТЕНТУ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт Машиностроения Национальной академии наук Беларуси (ВУ)(72) Авторы Высоцкий Михаил Степанович ЕрМаленок Валерий Генрихович Мажей Андрей Андреевич Ракицкий Антон Антонович (ВУ)научное учреждение Объединенный институт Машиностроения Национальной академии наук Беларуси (ВУ)1. Гидропневматическая СИСТСМа ПОДРСССОРИВаНИЯ МОСТа МОбИЛЬНОЙ МаШИНЫ, СОДЕРжащая два гидроцилиндра, СОСДИНЯЮЩИХ МОСТ И ШаССИ, ИМЕЮЩИХ ПОРШНСВУЮ И ШТОКОВУЪО ПОЛОСТИ, ПРИ ЭТОМ ОДНОИМСННЫС ПОЛОСТИ ГИДРОЦИЛИНДРОВ СОСДИНСНЫ МЕЖДУ СОбОЙ ПЕРВЫЙ гидропневмоаккумулятор, СОСДИНСННЫЙ СО ШТОКОВОЙ ПОЛОСТЬЮ ПСРВОГО ГИДРОЦИлиндра ВТОРОЙ гидропневмоаккумулятор, СОСДИНСННЫЙ С ПОРШНСВОЙ ПОЛОСТЬЮ ВТОРОГО гидроцилиндра насос ПЕРВЫЙ ДВУХПОЗИЦИОННЫЙ ЧСТЫРСХЛИНСЙНЫЙ распределитель,СОСДИНЯЮЩИЙ ШТОКОВЫС ПОЛОСТИ ГИДРОЦИЛИНДРОВ С насосом ИЛИ СЛИВОМ ВТОРОЙ ДВУХПОЗИЦИОННЫЙ ЧСТЫРСХЛИНСЙНЫЙ РЗСПРСДСЛИТСЛЬ, СОСДИНЯЮЩИЙ ПОРШНСВЫС ПОЛОСТИ ГИДРОЦИЛИНДРОВ С насосом ИЛИ СЛИВОМ бЛОК управления, ОТЛИЧЗЮЩЗЯСЯ ТСМ, ЧТО В нееДополнительно введены третий двухпозиционный четь 1 рехлинейнь 1 й распределитель, подключеннь 1 й двумя рабочими полостями К полостям первого гидроцилиндра четвертый двухпозиционный трехлинейный распределитель, подключенный входной линией К рабочей полости третьего распределителя и соединяющий поршневые полости гидроцилиндров между собой при прямом положении третьего распределителя и штоковую полость первого гидроцилиндра со сливом при реверсивном положении третьего распределителя пятый двухпозиционный трехлинейный распределитель, подключенный входной линией К штоковой полости второго гидроцилиндра и соединяющий ее со штоковой полостью первого гидроцилиндра при прямом положении третьего распределителя и со сливом при реверсивном положении третьего распределителя первый электромагнитный клапан, соединяющий первый распределитель с рабочей полостью третьего распределителя второй электромагнитный клапан, соединяющий поршневую полость второго гидроцилиндра со вторым распределителем датчики положения первого и второго гидроцилиндра, подключенные к блоку управления.2. Система по п. 2, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен датчик давления первого гидропневмоаккумулятора.Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к системам подрессоривания автомобилей, тракторов, дорожностроительных и других мобильных машин.Гидропневматические подвески известны и широко применяются на тракторах, мобильных машинах большой грузоподъемности и легковых автомобилях. При этом шасси и мост соединяются посредством одного или нескольких гидравлических цилиндров, поршневые и(или) штоковые полости которых соединяются определенным образом с гидропневмоаккумуляторами (далее - аккумуляторы) давление в гидравлической системе создается насосом, а требуемая высота подвески обеспечивается управляющими распределителями.В специальных и сельскохозяйственных транспортных средствах вертикальная нагрузка на передний мост может изменяться в широких пределах (в 10-12 раз) в зависимости от выполняемых работ и типа навесного оборудования. Она должна в полном объеме восприниматься подвеской. Вне зависимости от нагрузки трактора частоту его собственных колебаний желательно поддерживать постоянной. Это означает, что жесткость подвески и демпфирование должны возрастать практически пропорционально увеличению вертикальной нагрузки.Известна гидропневматическая система подвески моста 1, в которой для изменения характеристики подвески моста предлагается использование нескольких аккумуляторов,имеющих различные объемы и (или) давления заправки. При наличии нескольких аккумуляторов, заряженных в разной степени, через систему управляющих клапанов упругие свойства подвески моста адаптируют к изменяющейся вертикальной нагрузке. Однако указанное техническое решение требует значительного усложнения конструкции гидропневматической подвески и увеличения числа компонентов.Ближайшим аналогом предлагаемой конструкции является гидропневматическая подвеска моста 2. Подвеска моста имеет направляющее устройство традиционной конструкции, состоящее из продольного рычага и поперечной тяги Панара. Мост подвешен кшасси на двух гидравлических цилиндрах. Поршневые полости гидроцилиндров соединены между собой и с первым гидропневмоаккумулятором. Штоковые полости гидроцилиндров соединены между собой и со вторым гидропневмоаккумулятором. Первый двухпозиционный трехлинейный распределитель соединяет Штоковые полости гидроцилиндров с насосом или сливом, второй двухпозиционный трехлинейный распределитель соединяет поршневые полости гидроцилиндров с насосом или сливом.При этом на поршень с одной стороны действует сила давления в поршневой полости,с другой - сумма сил давления штоковой полости и вертикальная нагрузка на гидроцилиндр. Характеристики упругих элементов рассчитываются на максимальную вертикальную нагрузку. Таким образом, давление в штоковой полости представляет собой дополнительную нагрузку и определяет рабочий диапазон гидропневмоаккумулятора поршневой полости.Недостатком этого технического решения является соединение между собой поршневых полостей гидроцилиндров по левому и правому борту. Это приводит к невозможности раздельного регулирования высоты подвески для левого и правого колеса, что ухудшает устойчивость мобильной машины.Задачей настоящего технического решения является улучшение устойчивости мобильной машины с гидропневматической подвеской путем переключения режима работы подвески моста от гидроцилиндров двустороннего действия с общими поршневыми и штоковыми полостями к гидроцилиндрам одностороннего действия с независимым регулированием давления в поршневых полостях и обратно.Для решения поставленной задачи предлагается дополнить гидропневматическую подвеску тремя распределителями с электромагнитным управлением. Третий двухпозиционный четырехлинейный распределитель подключен к первому гидроцилиндру, соединяющему мост и шасси, и по команде блока управления осуществляет реверсирование выходов первого гидроцилиндра. Четвертый двухпозиционный трехлинейный распределитель подключен входной линией к рабочей полости первого распределителя и соединяет поршневые полости гидроцилиндров между собой при прямом положении первого распределителя и штоковую полость первого гидроцилиндра со сливом при реверсивном положении первого распределителя. Пятый двухпозиционный трехлинейный распределитель подключен входной линией к штоковой полости второго гидроцилиндра, соединяющего мост и шасси, и соединяет ее со штоковой полостью первого гидроцилиндра при прямом положении третьего распределителя и со сливом при реверсивном положении третьего распределителя. По команде оператора осуществляется разъединение одноименных полостей гидроцилиндров, раздельное подключение поршневых полостей к насосу или сливу, подключение штоковых полостей к сливу. Таким образом, гидроцилиндры двустороннего действия превращаются в гидроцилиндры одностороннего действия, вь 1 соту которых можно регулировать индивидуально. Возможно и обратное переключение.На чертеже изображена схема предлагаемой гидропневматической системы подрессоривания моста мобильной машины.Система содержит гидравлические магистрали 1 и 2. Первый гидроцилиндр 3, соединяющий мост и шасси (на схеме не показаны), штоковой и поршневой полостями подключен к рабочим полостям третьего двухпозиционного четырехлинейного распределителя 4(далее - распределитель 4). Второй гидроцилиндр 5, соединяющий мост и шасси, подключен поршневой полостью к питающей магистрали 2, а штоковой полостью - к входной линии пятого двухпозиционного трехлинейного распределителя 6 (далее - распределитель 6). Одна из выходных линий распределителя 4, соединенная при его прямом положении с поршневой полостью первого гидроцилиндра 3, подключена ко входной линии четвертого двухпозиционного трехлинейного распределителя 7 (далее - распределитель 7).Датчик положения первого гидроцилиндра 8 и датчик положения второго гидроцилиндра 9 измеряют действительную высоту подвески левого и правого бортов мобильной Машины и подключены К блоку управления 10.Первый гидропневмоаккумулятор 11 через Магистраль 1, первый электромагнитный клапан 12 и первый двухпозиционный трехлинейный распределитель 13 (далее - распределитель 13) соединяется либо с напорной магистралью 14, либо со сливом 15. Второй гидропневмоаккумулятор 16 через магистраль 2, второй электромагнитный клапан 17 и второй двухпозиционный трехлинейный распределитель 18 (далее - распределитель 18) соединяется либо с напорной магистралью 10, либо со сливом. Датчик давления первого гидропневмоаккумулятора 19 подключен к блоку управления 10. Давление в напорной магистрали 14 создается насосом 20. В напорной магистрали также установлены предохранительный клапан 21 и напорный фильтр 22. В сливной магистрали установлен сливной фильтр 23. При необходимости увеличить демпфирование в подвеске могут быть установлены также дроссели 24.Работает система следующим образом.Будем считать, что на рисунке изображено исходное состояние подвески. Два гидроцилиндра 3 и 5 соединены параллельно и одноименными полостями подключаются к гидропневмоаккумуляторам 11 - первый гидропневмоаккумулятор штоковь 1 х полостей, 15 второй гидропневмоаккумулятор поршневых полостей.При движении мобильной машины происходит вертикальное перемещение моста и его качание в вертикальной плоскости относительно продольной оси мобильной машины. При этом перемещаются поршни гидроцилиндров 3 и 5, что вызывает перетекание рабочей жидкости из их поршневых полостей во второй гидропневмоаккумулятор 16. При этом второй гидропневмоаккумулятор 16 со сжатым газом является упругим элементом подвески, а демпфирующие свойства подвески обеспечиваются дросселями 24.Если датчиками положения первого и второго гидроцилиндров 8 и 9 обнаруживается повышение высоты подвески по отношению к заданному, блок управления 10 вь 1 рабать 1 вает сигнал на открытие электромагнитного клапана 17. При этом рабочая жидкость из поршневых полостей гидроцилиндров 3 и 5, а также второго гидропневмоаккумулятора 16 поступает на слив через распределитель 18 и сливной фильтр 23. Давление во втором гидропневмоаккумуляторе 16 падает, штоки гидроцилиндров 3 и 5 втягиваются, и высота подвески уменьшается. После достижения заданной высоты электромагнитный клапан 17 закрывается.Если датчиками положения первого и второго гидроцилиндров 8 и 9 обнаруживается понижение высоты подвески по отношению к заданному, блок управления 10 вь 1 рабать 1 вает сигнал на переключение распределителя 18. После этого открывается электромагнитный клапан 17. Рабочая жидкость от насоса 19 через напорный фильтр 22, распределитель 13 и электромагнитный клапан 12 поступает в поршневые полости гидроцилиндров 3 и 5,а также во второй гидропневмоаккумулятор 16. Давление в поршневых полостях увеличивается, штоки гидроцилиндров 3 и 5 выдвигаются и высота подвески увеличивается. После достижения заданной высоты подвески распределитель 18 возвращается в исходное положение, электромагнитный клапан 17 закрывается.Регулирование давления в магистрали штоковой полости 1, необходимое для адаптации подвески к различным статическим вертикальным нагрузкам на подвеску, осуществляется на основании показаний датчика давления 19, контролирующего давление в первом гидропневмоаккумуляторе 11. При этом регулирование давления в магистрали штоковой полости 1 осуществляется аналогично регулированию высоты подвески путем переключения распределителя 13 и электромагнитного клапана 12.