BRPI1013235B1

BRPI1013235B1 - Suspensão de veículo e veículo

Info

Publication number: BRPI1013235B1
Application number: BRPI1013235-0A
Authority: BR
Inventors: Ian Gordon Murray
Original assignee: Gordon Murray Design Limited
Priority date: 2009-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2020-08-11
Also published as: BRPI1013235A2; CA2754287A1; GB2468302A; US20120061937A1; EP2403727B1; MX2011009203A; EP2403727A1; GB2468302B; CA2754287C; ES2573502T3; JP5784509B2; JP2012519621A; PL2403727T3; WO2010100412A1; GB0903590D0; US8708359B2

Abstract

suspensão de veículo. a presente invenção refere-se a uma suspensão de veículo que compreende um conjunto de um transportador de cubo e braço de suporte, o braço de suporte sendo preso no transportador de cubo em dois pontos separados entre si na direção de percurso e se estendendo para dentro daí para um ponto de conexão do braço de suporte para fixação em um chassi, e um elo posterior que se estende do conjunto em uma direção transversal a essa do braço de suporte, em direção a um ponto de conexão do elo posterior para fixação no chassi. o elo posterior de preferência se estende do conjunto em uma direção avançada, e é preferivelmente conectado diretamente no transportador de cubo. um tirante pode se estender para cima em direção a um ponto de conexão para fixação em um chassi, para proporcionar uma mola e um amortecedor. o braço de suporte pode compreender um par de braços que se estendem de modo divergente a partir do ponto de conexão para cada um dos dois pontos. o transportador de cubo pode incluir um pino pivô que se estende em um alinhamento dianteiro/traseiro, passando através de dois pontos pivôs no braço de suporte para definir dessa forma os dois pontos. a extremidade apropriada do pino pivô proporciona uma localização conveniente para prender o elo posterior no transportador de cubo. a invenção ainda se refere a um veículo, compreendendo um chassi e pelo menos duas rodas, uma em cada lado do veículo, cada roda sendo presa no chassi através de tal suspensão.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se à suspensão para veículos.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[002] Veículos precisam de um sistema de suspensão a fim de manter as rodas em contato com a superfície sobre a qual o veículo está sendo conduzido, e para isolar a carroceria do veículo de pelo menos algumas das ondulações nessa superfície. A primeira exigência é necessária a fim de garantir a direção segura e efetiva do veículo, e a última é necessária a fim de prover o nível necessário de conforto do passeio. De forma geral, essas duas exigências agem em direções opostas e um sistema de suspensão é, portanto, um ajuste entre os dois. Uma série de sistemas de suspensão é conhecida.

[003] A suspensão de tirante MacPherson, frequentemente usada para a suspensão frontal, compreende um braço horizontal ou um elo de compressão substancial estabilizado por um elo secundário, que provê um ponto de montagem inferior para um cubo de roda ou eixo. Esse sistema de braço inferior proporciona a localização tanto lateral quanto longitudinal da roda. A parte superior do cubo é rigidamente fixada na parte interna de um tirante sustentado por molas e amortecido, que se estende para cima diretamente para uma montagem na carroceria do veículo.

[004] Suspensão de braço horizontal duplo coloca a roda através do uso de dois braços (superior e inferior), cada um na forma de um “A” ou um braço horizontal. Cada braço tem dois pontos de montagem no chassi e uma junta na articulação. Um amortecedor e mola helicoidal são montados nos braços horizontais para controlar o movimento vertical. Os projetos de braço horizontal duplo permitem que o engenheiro controle cuidadosamente o movimento da roda por todo o percurso da suspensão, controlando tais parâmetros como o ângulo de cambamento, ângulo de inclinação, padrão de unha, altura do centro de rolamento, raio do afastamento da direção, desgaste do pneu e mais.

[005] Um sistema de múltiplos elos usa três ou mais braços laterais, junto com um ou mais braços longitudinais, para definir e restringir o movimento do cubo de roda. Esses braços não têm que ser de comprimento igual e podem ser inclinados para longe da sua direção ‘óbvia’. Tipicamente, cada braço tem uma junta esférica (junta de esfera) ou bucha de borracha em cada extremidade e, portanto, reage às cargas ao longo do seu próprio comprimento, na tensão e compressão, mas não na flexão. Alguns múltiplos elos também usam um braço posterior ou braço horizontal, que tem duas buchas em uma extremidade.

[006] Todos têm vantagens e desvantagens relativas, tipicamente refletindo uma variação no nível do conforto do passeio ou direção que é atingível contra o custo e complexidade do sistema.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[007] A presente invenção busca proporcionar um sistema de suspensão para um veículo que ofereça níveis de conforto do passeio e/ou direção que satisfaçam ou excedam os padrões exigentes que estão agora estabelecidos, mas através do uso de uma contagem de peças significativamente menor.

[008] Tal redução na contagem de peças oferece grandes vantagens em uso. A vantagem imediata se situa, naturalmente, no custo do sistema já que se menos peças precisam ser feitas e montadas, então o custo resultante da montagem é reduzido diretamente. Entretanto, outras vantagens também surgem de uma contagem reduzida de peças, em que o nível de estoque de peças que é necessário das montadoras e revendedores é reduzido, o uso de material é reduzido, o peso do sistema e do veículo é reduzido e assim por diante. Assim como reduzindo o custo de construção do veículo, esses fatores contribuem diretamente para uma redução nos custos correntes do veículo em termos do seu consumo de combustível, custos de manutenção e impacto ambiental.

[009] A presente invenção, portanto, proporciona uma suspensão de veículo, compreendendo uma montagem de um transportador de cubo e um braço de suporte, o braço de suporte sendo preso no transportador de cubo em dois pontos separados entre si na direção de percurso e estendidos para dentro a partir daí para um ponto de conexão do braço do suporte para fixação em um chassi e um elo posterior estendido da montagem em uma direção transversal a essa do braço de suporte, em direção a um ponto de conexão do elo posterior para fixação no chassi.

[0010] O elo posterior se estende preferivelmente da montagem em uma direção avançada, dessa maneira a colocando sob tensão, reduzindo a probabilidade de ela empenar e, portanto, permitindo um item mais delgado que tem menos peso e usa menos material na sua produção. Ele é preferivelmente conectado diretamente no transportador de cubo.

[0011] Um tirante pode ser provido, se estendendo para cima em direção a um ponto de conexão para fixação em um chassi, para proporcionar o posicionamento vertical necessário da suspensão, junto com (preferivelmente) a mola e o amortecedor usuais.

[0012] O braço de suporte pode compreender um par de braços que se estendem de modo divergente do ponto de conexão para cada um dos dois pontos. Isto é, na realidade, uma forma de braço horizontal, mas montada em uma orientação que é a oposta da orientação usual.

[0013] O transportador de cubo pode incluir um pino pivô estendido em um alinhamento dianteiro/traseiro, passando através de dois pontos pivôs no braço de suporte, para definir dessa maneira os dois pontos. A extremidade apropriada do pino pivô proporciona uma localização conveniente para prender o elo posterior no transportador de cubo.

[0014] O transportador de cubo de preferência transporta um eixo, que pode ser acionado através de um eixo de transmissão que se estende de um motor ou de um diferencial adequado ou outra caixa de engrenagens. Uma roda pode ser encaixada no eixo.

[0015] A invenção ainda se refere a um veículo, compreendendo um chassi e pelo menos duas rodas, uma em cada lado do veículo, cada roda sendo presa no chassi através de uma suspensão como definida acima.

[0016] Nesse pedido, direções ou orientações citadas são planejadas para serem interpretadas em relação ao veículo no qual a suspensão está, ou é planejada para estar, montada. Assim, uma direção “avançada” ou “dianteira” significa uma para frente do veículo e uma direção “para trás” ou “traseira” é para ser interpretada da mesma forma. Similarmente, uma direção tal como “para dentro” significa uma que é para a linha central do veículo, “para fora” significando o oposto. Não é planejado que o alinhamento geométrico rigoroso seja deduzido (a menos que indicado de outra forma); assim, uma direção “avançada” não está necessariamente limitada a uma que fica precisamente alinhada com a direção de percurso do veículo, mas indica uma direção avançada em oposição a uma direção para trás ou para dentro.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] Uma modalidade da presente invenção será agora descrita por meio de exemplo, com referência às figuras acompanhantes nas quais:

[0018] a figura 1 mostra uma vista em perspectiva do sistema de suspensão,

[0019] a figura 2 mostra uma vista do sistema de suspensão a partir de um lado,

[0020] a figura 3 mostra uma vista do sistema de suspensão a partir de cima,

[0021] a figura 4 mostra uma vista do sistema de suspensão a partir da traseira e

[0022] a figura 5 mostra uma vista da parte traseira de um veículo adaptado com o sistema de suspensão da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[0023] Um carro urbano moderno leve muito compacto e eficiente exige uma suspensão traseira leve, independente com excelente cam- bamento e controle de unha. Por razões de acondicionamento, nós também precisamos que a suspensão permita a instalação de um motor traseiro montado transversal e unidade de transmissão em proximidade. A prática normal é usar suspensões do tipo de braço posterior, braço semiposterior, De-Dion ou Semi-De-Dion. Essas são, entretanto, muito pesadas, caras e proporcionam controle muito fraco do camba- mento e controle de unha no remendo de contato do pneu. Em muitos casos, elas não proporcionam a independência de lado a lado. Nós buscamos projetar um sistema que proporcione todas as vantagens de um sistema de tirante McPherson convencional com a vantagem adicional de separar muito mais efetivamente a deformação transversal da deformação longitudinal.

[0024] A figura 1 mostra uma modalidade da presente invenção, mostrada na forma de uma roda e a suspensão associada separada do chassi do veículo no qual ela seria presa em uso.

[0025] Assim, uma roda 10 compreendendo um pneu 12 adaptado sobre um aro 14 é aparafusada em um cubo de roda 16. Esse é preso em um eixo 18 e o conjunto é suportado com rotação em um transpor- tador de cubo 20. Um eixo de transmissão 21 (não mostrado) leva de um diferencial para o eixo 18 a fim de transmitir o torque de transmissão para a roda 10 e impulsionar o veículo.

[0026] O transportador de cubo 20 compreende um engaste para o eixo 18 e cubo 16 compreendendo bronzinas adequadas (não visíveis) para permitir a sua rotação, e um conjunto de flanges de reforço estendidos para dentro dele para proporcionar a rigidez ao transportador de cubo 20 e pontos de montagem para os elementos de suspensão. Um flange superior 22 se estende de uma borda superior do transportador de cubo 20, junto com dois flanges laterais na forma de um flange lateral dianteiro 24 e um flange lateral traseiro. Nesses flanges são conectados os componentes principais da suspensão, como segue.

[0027] Primeiro, um braço horizontal invertido 28 proporciona deformação lateral para o sistema. Ele é invertido em que, contrário à prática usual, existe um único ponto de conexão 30 no chassi, do qual dois braços do braço horizontal 32, 34 se estendem para (respectivamente) um ponto de conexão dianteiro 36 e um ponto de conexão traseiro 38 nos flanges laterais respectivos 24, 26 do transportador de cubo 20. Esses pontos de conexão dianteiro e traseiro são na forma de uma haste 40, que passa através de aberturas nos flanges laterais 24, 26 e através de seções cilíndricas correspondentes nas extremidades dos braços do braço horizontal 32, 34. Assim, os braços do braço horizontal 32, 34 são ancorados na haste 40, permitindo a rotação relativa necessária quando a roda sobre e desce.

[0028] Uma seção cilíndrica similar é incluída no ponto de conexão do chassi 30, orientada verticalmente de modo a permitir alguma capacidade de ajuste dianteiro/traseiro. Essa é montada sobre um tirante adequado 42 (não mostrado na figura 1) ou semelhante no chassi, através de uma bucha de borracha 44 para permitir o movimento limitado do braço do braço horizontal 28 em todas as direções.

[0029] Um elo posterior 46 é também provido a fim de oferecer a deformação dianteira e traseira. Esse é conectado no chassi por um elo cilíndrico horizontalmente alinhado 48 montado em um tirante similar 50 através de uma bucha de borracha 52. Isso permite fácil rotação do elo posterior 46 em um plano vertical quando a roda 10 sobe e desce, e também permite algum movimento em outras direções para acomodar a geometria da suspensão.

[0030] Na sua outra extremidade, o elo posterior 46 é preso na extremidade dianteira da haste 40. Um suporte de seção em U 54 preso na extremidade da haste 40 circunda uma seção cilíndrica um pouco menor 56 na extremidade do braço traseiro 46. Um pino 58 passa horizontalmente através da seção em U 54 e através de uma bucha de borracha dentro da seção cilíndrica 56, de modo que o braço posterior 46 restringe a roda 10 nas direções dianteira e traseira, mas permite o movimento para cima e para baixo.

[0031] O terceiro elemento principal e final da suspensão é um tirante 60. Esse é uma unidade de mola e amortecedor convencional, presa no chassi através de um engaste superior 62 (não mostrado na figura 1) e no transportador de cubo 20 através de um suporte 64 que é apertado na extremidade inferior do tirante 60 e aparafusado em dois locais no flange lateral dianteiro 24. O tirante assim mantém o transportador de cubo em um alinhamento geralmente vertical e produz uma força descendente na roda 10 para mantê-la em contato com o chão, e o amortecimento do movimento ascendente e descendente da roda 10.

[0032] A figura 2 mostra o sistema a partir de um lado. A roda 10 é mostrada esquematicamente, montada no cubo 16. O braço horizontal invertido 28 é mostrado preso na haste 40 que pode ser vista como estando em ângulo para cima em direção a frente do veículo. Da mesma forma, o braço posterior 46 forma ângulo para baixo a partir do seu engaste do chassi 50 para o suporte da seção em U 54 na haste 40. O tirante é disposto em ângulo ligeiramente para frente, o engaste superior 62 estando um pouco para frente do suporte 64. Esses ângulos e orientações podem ser ajustados no projeto do sistema de suspensão a fim de prover as propriedades de direção desejadas.

[0033] A figura 3 mostra o sistema a partir de cima, ilustrando o ângulo do braço horizontal invertido 28. O braço do braço horizontal traseiro 34 é mais curto do que o braço dianteiro 32, significando que o ponto de conexão 30 no chassi está à ré da linha central da roda. Isso permite espaço para o eixo de transmissão 21 alcançar o cubo de roda 16, passando à frente do ponto de conexão 30 e acima do braço do braço horizontal dianteiro 32.

[0034] A figura 4 mostra o sistema a partir da traseira, com o eixo de transmissão 21 passando acima do braço horizontal invertido 28.

[0035] A figura 5 mostra uma vista esquemática a partir da traseira de um carro urbano compacto com o sistema de suspensão acima descrito instalado. O chassi 66 proporciona os pontos de montagem necessários 42 e aloja um motor 68 e caixa de mudança 70. Um par de eixos de transmissão 21 se projeta para fora em ambas as direções a partir da caixa de mudança 70 e para os cubos de roda 16 em qualquer lado do veículo. Uma roda 10 é montada em cada cubo de roda 16, e cada roda é suportada por um sistema de suspensão como descrito acima, incluindo um braço horizontal invertido 28, um tirante 60 e um braço posterior (não visível na figura 5).

[0036] Como é evidente a partir da figura 5, o sistema ilustrado é projetado para satisfazer as necessidades das rodas traseiras de uma configuração. Ele poderia ser aplicado, entretanto, em outras configurações, tal como as rodas acionadas ou sem acionamento dos leiautes de acionamento (ou outros) de roda frontal.

[0037] O sistema de ‘braço horizontal invertido’ não somente pro- porciona as vantagens de passeio e direção de um sistema de suspensão independente, mas é também projetado com uma articulação de duas partes (o braço horizontal invertido 28 mais o elo posterior 46) para permitir a separação da deformação dianteira e traseira para o passeio e o conforto e a deformação lateral para o controle de direção do veículo (cambamento e controle de unha). Junto com o tirante 60, o sistema geral é extremamente leve e tem um baixo custo de produção, já que ele compreende somente dois elos por lado do veículo e somente três elementos deformantes por lado do veículo.

[0038] O sistema descrito também exige somente um pequeno número de pontos de conexão no chassi e permite que eles sejam bem separados dos eixos de transmissão. Isso torna o sistema especialmente adequado para um carro urbano pequeno e eficiente no qual o espaço do componente é restrito e as rodas podem ser montadas perto do motor, caixa de mudança, etc.

[0039] Naturalmente será entendido que muitas variações podem ser feitas na modalidade acima descrita sem se afastar do escopo da presente invenção.

Claims

1. Suspensão de veículo, caracterizada pelo fato de que compreende uma montagem de: um transportador de cubo (20), um braço de suporte (28), o braço de suporte (28) sendo preso no transportador de cubo (20) em dois pontos (36, 38) separados entre si na direção de percurso e se estendendo para dentro a partir daí para um ponto de conexão do braço do suporte (30) para fixação em um chassi (66), o ponto de conexão do braço do suporte (30) compreendendo uma seção cilíndrica montada em um tirante verticalmente orientado através de uma bucha de borracha (44) para permitir movimento limitado do braço de suporte (28) em relação ao chassi em todas as direções, um elo posterior (46) que se estende do transportador de cubo (20) em uma direção avançada transversal a do braço de suporte (28), em direção a um ponto de conexão do elo posterior para fixação no chassi (66), o ponto de conexão do elo posterior compreendendo um elo cilíndrico (48) montado em um tirante horizontalmente orientado através de uma bucha de borracha (52), e um tirante (60) que se estende para cima a partir do transportador de cubo (20) em direção a um engaste superior (62) para fixação ao chassi (66), o tirante provendo uma mola e um amortecedor.

2. Suspensão de veículo, de acordo com precedentes reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o braço de suporte (28) compreende um par de braços (32, 34) que se estendem de modo divergente do ponto de conexão (30) para cada um dos dois pontos (36, 38).

3. Suspensão de veículo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o transportador de cubo (20) inclui um pino pivô estendido em um alinhamento dianteiro/traseiro, e que passa através de dois pontos pivôs no braço de suporte, para definir dessa maneira os dois pontos (36, 38).

4. Suspensão de veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o elo posterior (46) é conectado no transportador de cubo (20).

5. Suspensão de veículo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o elo posterior (46) é conectado em uma extremidade do pino pivô.

6. Suspensão de veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um eixo (18) transportado pelo transportador de cubo (20).

7. Suspensão de veículo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o eixo (18) é um eixo acionado.

8. Suspensão de veículo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que ainda compreende uma roda (10) encaixada no eixo (18).

9. Veículo, caracterizado pelo fato de que compreende um chassi (66) e pelo menos duas rodas (10), uma em cada lado do veículo (66), cada roda (10) sendo presa no chassi (66) através de uma suspensão como definida na reivindicação 6 ou 7