Результат интеллектуальной деятельности: ПОДВЕСКА

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к подвескам транспортных средств.

Известны применяемые в настоящее время регулируемые пневматические и гидропневматические подвески (RU, п. №2441771, МПК B60G 17/00, B60G 15/12, опубл. 10.02.2012, бюл. № 4. RU, п. № 2280565, МПК B60G 11/26, опубл. 27.07.2006, бюл. № 21), содержащие упругий элемент, направляющие устройства, гаситель колебаний.

Они имеют сложное устройство, низкую надежность в работе, недостаточное быстродействие при регулировке колебаний и положения кузова из-за применения в работе клапанов, поршней, жидкостей и воздуха, находящихся под давлением.

Известно устройство, взятое за прототип, содержащее упругий элемент, гаситель колебаний, выполненные в виде штока и корпуса, снабженных опорными площадками с тонкими металлическими пластинами, часть из которых соединена с источником высокого напряжения и часть снабжена моноэлектретами, пружины. При этом место контакта штока и корпуса снабжено металлическими пластинами, соединенными с источником высокого напряжения (RU, п. № 2562472 МПК B60G11/00, B60G 13/00, опубл. 10.09.2015, бюл. № 25).

Указанная подвеска имеет высокую материалоемкость и низкую электробезопасность.

Цель изобретения - уменьшить материалоемкость и повысить электробезопасность.

Поставленная цель достигается тем, что снижено число опорных площадок штока и корпуса, а поверхности их контакта снабжены моноэлектретами и не соединены с источниками высокого напряжения.

На фиг. 1 - подвеска в разрезе,

фиг. 2 - структурная электросхема.

Подвеска состоит из штока 1, корпуса 2, пластин 3, выполненных из металла и соединенных с источником высокого напряжения, пластин 4, снабженных моноэлектретами, пружины 5. Шток 1 снабжен опорной площадкой 6 и соединен с колесом 7 транспортного средства 8. Корпус 2 снабжен в нижней части опорной площадкой 9, а в верхней части кожухом 10. Места контактов штока 1 и корпуса 2 снабжены моноэлектретами 11. Подвеска снабжена источником высокого напряжения 12, соединенного с пультом управления 13. Источником низкого напряжения 14, например аккумуляторной батареей. Пульт управления соединен с датчиком скорости 15, ускорений 16, высоты кузова 17, крена кузова 18, веса кузова 19.

Работает подвеска следующим образом.

В исходном положении подвеска кузова осуществляется моноэлектретами 4, одноименно заряженными и отталкивающимися друг от друга, а также пружиной 5.

Перед включением транспортного средства в работу с пульта управления 13 через источник высокого напряжения 12 подается потенциал на пластины 3 в соответствии с состоянием дороги, веса кузова и выбранного режима движения от мягкого до жесткого. Для задания более мягкого режима движения потенциал на пластины 3 увеличивают, вследствие чего силы отталкивания между пластинами 3 увеличиваются, увеличивается диапазон демпфирования и плавность движения.

Для создания оптимального, улучшенного движения задействуют автоматический режим с включением в работу датчиков. Например, в этом случае, при крене кузова через датчик крена 18 напряжение (потенциал) на соответствующую подвеску увеличивается и увеличиваются силы, препятствующие крену кузова. При наезде колес на выбоину соответственно уменьшаются или увеличиваются силы, препятствующие подъему или опусканию кузова путем увеличения или уменьшения потенциала на пластинах 3 одной или нескольких подвесок. Коррекция на величину потенциалов (заряда) пластин 3 вносится от датчиков веса 19, скорости 15. Моноэлектреты 11 обеспечивают вертикальное перемещение штока 1 в направляющих корпуса 2 без трения и износа.

Кулоновские силы отталкивания приближенно можно определить по закону Кулона F=K⋅q₁⋅q₂/r², где

K - коэффициент в системе СИ = 9⋅10⁹

r - расстояние между поверхностями

q₁ и q₂ - заряды на пластинах = K₁⋅S, где

K₁ - поверхностная плотность заряда моноэлектретов

S - площадь пластины.

Из источников известно, что K₁ для моноэлектретов может быть 5⋅10^-4

Кл/м². Если взять пластины для подвески 0,15×0,1м, то ее заряд q=5⋅10^-4⋅0,15×0,1=0,075⋅10^-4Кл.

при r (расстояние между пластинами) = 10мм

F=9⋅10⁹⋅0,075⋅10^-4⋅0,075⋅10^-4/(10^-2)²≈5⋅10³ Н

Для 10 пластин F=5⋅10⁴ Н

(Книга «Электричество и магнетизм», Зильберман, стр. 66-67)

При этом требуется минимальное количество электроэнергии для заряда одной пластины

1 кул = 1а⋅1сек=i⋅t; при t=0,1сек.

i=q/t=0,075⋅10^-4/0,1=0,075⋅10^-3 a=0,000075a

P (мощность при v = 20кВ)=i⋅v=0,000075⋅2⋅10⁴=1,5Вт

Использование изобретения позволяет уменьшить размеры устройства, вес, увеличить электробезопаснсть.