EA011530B1 - Независимая подвеска колеса транспортного средства - Google Patents

Abstract

Предложена конструкция независимой подвески управляемых колес транспортного средства, предпочтительно большегрузного транспортного средства, содержащей связанные между собой раму, по меньшей мере одну пару ступиц колес, связанных со стойками, которые, в свою очередь, связаны с рамой посредством направляющего устройства, выполненного в виде поперечных нижнего и верхнего рычагов, один конец каждого из которых шарнирно соединен с рамой транспортного средства, а второй посредством шарового шарнира связан с поворотной относительного верхнего и нижнего шаровых шарнирных рычагов стойкой, а также демпфирующий элемент, выполненный в виде амортизатора, и упругий элемент. При этом упругий элемент размещен между чашами, одна из которых неподвижно установлена на раме, а вторая опирается на установленный на стойке колеса опорный подшипник и связана посредством механизма блокировки поворота с верхним рычагом подвески. Предложенная подвеска обеспечивает более высокую степень амортизации как вертикальных, так и угловых (возникающие крутящие моменты) изменений траектории перемещения колеса транспортного средства, связанных с изменением рельефа дорожного полотна.

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к конструкции независимой подвески колеса транспортного средства, предпочтительно большегрузного транспортного средства.

Известны различные конструктивные выполнения подвески колеса транспортного средства, содержащей направляющее устройство в виде поперечных рычагов, обеспечивающих шарнирное соединение рамы и колеса транспортного средства, а также демпфирующий элемент. Среди известных из уровня техники подвесок можно упомянуть следующие.

Известна подвеска колеса транспортного средства [1], содержащая верхний и нижний поперечные рычаги, шарнирно соединенные с одной стороны с колесом, а с другой стороны - с рамой, согласующий рычаг, связанный с торсионом и жесткой тягой, в которой торсион предварительно закручен и установлен выше уровня верхнего поперечного рычага, а шарнир связи тяги с верхним поперечным рычагом расположен в средней части последнего. Подвеска описанной конструкции должна обеспечивать повышение плавности хода транспортного средства на больших скоростях и пересеченной местности.

Известна также подвеска колесного транспортного средства [2], содержащая верхние и нижние рычаги с осями, кронштейны крепления рычагов подвески, амортизаторы и упругие элементы в виде пружины, которая для исключения вертикальных колебаний корпуса автомобиля относительно колес дополнительно снабжена подвижной муфтой, болтом с фиксатором и шайбой, при этом подвижная муфта установлена на шлицах хвостовика оси рычага и в крайнем своем положении внешними шлицами соединена с внутренними шлицами кронштейна крепления рычагов подвески, а болт с фиксатором и шайбой установлен во внутренней полости подвижной муфты в резьбовом сверлении хвостовика оси рычага.

Известна также независимая подвеска колеса транспортного средства [3], которая по совокупности существенных признаков может быть принята в качестве прототипа для заявляемой подвески, содержащая верхний и нижний рычаги, связанные посредством шарниров с одной стороны со ступицей колеса, а с другой стороны с несущей частью кузова транспортного средства, в качестве упругого элемента пружину, размещенную между опорными чашками, одна из которых установлена на ступице колеса, и амортизатор, шарнирно связанный одним своим концом со ступицей колеса. Подвеска, кроме того, снабжена качающимся рычагом, связанным с возможностью поворота с несущей частью кузова, а пружина размещена коаксиально нижнему рычагу, при этом вторая опорная чашка пружины расположена на качающемся рычаге, с которым шарнирно связан другой конец амортизатора, а шарнирное соединение качающегося рычага с несущей частью кузова расположено между шарнирами крепления верхнего и нижнего рычагов к несущей части кузова. Такая конструкция подвески, как было заявлено, должна обеспечивать повышение надежности подвески при одновременном повышении прочности конструктивных элементов подвески и кузова.

К недостаткам известных конструкций подвесок колес относятся относительная сложность и не достаточно высокая надежность в работе, а также недостаточная компактность. Кроме того, в известных конструкциях упругие элементы не обеспечивают в равной мере амортизацию линейных и угловых изменений траектории перемещения колеса.

Задачей изобретения является создание конструкции независимой подвески колеса транспортного средства, которая обеспечивала бы повышение надежности работы подвески при одновременном повышении прочности ее конструктивных элементов. Кроме того, подвеска должна обеспечивать более высокую степень амортизации как вертикальных, так и угловых (возникающие крутящие моменты) изменений траектории перемещения колеса транспортного средства, связанных с изменением рельефа дорожного полотна.

Поставленная задача решается заявляемой независимой подвеской колеса транспортного средства, содержащей связанные между собой раму, по меньшей мере одну пару ступиц колес, связанных со стойками, которые, в свою очередь, связаны с рамой посредством направляющего устройства, выполненного в виде поперечных нижнего и верхнего рычагов, один конец каждого из которых шарнирно соединен с рамой транспортного средства, а второй посредством шарового шарнира связан с поворотной относительного верхнего и нижнего шаровых шарнирных рычагов стойкой, а также демпфирующий элемент, выполненный в виде амортизатора, и упругий элемент. Задача решается за счет того, что упругий элемент размещен между чашами, одна из которых неподвижно установлена на раме, а вторая опирается на установленный на стойке колеса опорный подшипник и связана посредством механизма блокировки поворота с верхним рычагом подвески.

При движении по дороге положение кузова автомобиля относительно дороги обусловлено жесткостью подвески, а также величиной внешнего воздействия на колесо.

Ввиду того, что упругий элемент расположен на стойке, жестко связанной с колесом, его вертикальные перемещения соответствуют перемещению колеса, а угловые колебания оси упругого элемента, обусловленные кинематикой 2-рычажной подвески параллелограммного типа, минимальны.

Однако при повороте колеса вместе со стойкой возникает крутящий момент в нижней опоре упругого элемента, стремящийся повернуть ее и упругий элемент относительно верхней опоры упругого элемента, жестко связанной с рамой.

Поскольку нижняя опора упругого элемента выполнена в виде опорного подшипника, верхняя обойма которого неподвижно закреплена на стойке колеса, а наружная обойма жестко связана с нижней опорой упругого элемента, стойка вместе с колесом может поворачиваться, не передавая значительного

- 1 011530 крутящего момента на нижнюю опору упругого элемента. Одновременно, механизм блокировки, шарнирно связанный с наружной обоймой опорного подшипника, и нижней опорой упругого элемента, и с рычагом подвески, удерживает наружную обойму опорного подшипника (и установленную на ней нижнюю опору упругого элемента) от поворачивания относительно стойки колеса.

При этом одинаково предпочтительными являются формы реализации заявляемой подвески, в которых амортизатор шарнирно связан с верхним или с нижним рычагом.

Наиболее хорошие результаты обеспечивают те формы реализации заявляемой подвески, в которых механизм блокировки поворота выполнен в виде по меньшей мере и предпочтительно двух шарнирно связанных между собой рычагов. Такая конструкция механизма блокировки является максимально надежной и максимально простой по конструктивному исполнению.

Для обеспечения согласованности работы всех элементов заявляемой подвески механизм блокировки поворота связан с поперечным верхним рычагом, предпочтительно в зоне связи амортизатора с поперечным верхним рычагом.

Одинаково хорошие результаты по надежности достигаются в тех формах реализации заявляемой подвески, где упругий элемент выполнен в виде пружины или в виде пневмоэлемента.

Заявляемая подвеска описанной выше конструкции в ряде предпочтительных форм реализации обеспечивает также возможность совмещения в одном конструктивной элементе функций нижнего рычага и привода колес.

Предлагаемая конструкция позволяет значительно увеличить длину рычагов подвески, что благоприятно сказывается на траектории движения колеса в вертикальной плоскости.

Более подробно конструкция и принцип действия заявляемого устройства будут описаны ниже со ссылками на позиции чертежей, на которых изображены некоторые возможные, но не ограничивающие объем притязаний формы реализации заявляемой подвески.

На чертежах схематично изображены:

фиг. 1 - конструкция одного из предпочтительных вариантов реализации изобретения, в котором упругий элемент выполнен в виде пружины, а амортизатор связан с верхним направляющим рычагом;

фиг. 2 - конструкция одного из предпочтительных вариантов реализации изобретения, в котором упругий элемент выполнен в виде пневмоэлемента, а амортизатор связан с верхним направляющим рычагом;

фиг. 3 - конструкция одного из предпочтительных вариантов реализации изобретения, в котором упругий элемент выполнен в виде пневмоэлемента, а амортизатор связан с нижним направляющим рычагом;

фиг. 4 - конструкция одного из предпочтительных вариантов реализации изобретения, в котором упругий элемент выполнен в виде пневмоэлемента, амортизатор связан с верхним направляющим рычагом, а нижний направляющий рычаг конструктивно совмещен с приводом колеса.

Конструкция подвески будет подробно рассмотрена на примере формы реализации, схематично изображенной на фиг. 1. При этом конструкции подвесок в формах реализации, изображенных на фиг. 24, будут, в основном, аналогичными, за исключением некоторых конструктивных элементов, о чем будут сделаны соответствующие указания.

Подвеска состоит из верхнего 1 и нижнего 2 направляющих рычагов, один из концов каждого из которых шарнирно соединен с рамой 3 транспортного средства, а другой конец - со стойкой 4, связанной со ступицей 5 колеса 6. Цилиндрические шарниры 7, посредством которых рычаги 1 и 2 связаны с рамой 3, обеспечивают возможность поворота этих рычагов в вертикальной плоскости. Шарниры 8, посредством которых рычаги 1 и 2 связаны со стойкой 4, выполнены в виде сферических шарниров. Поддержание рамы 3 в заданном положении относительно колес 6 обеспечивается за счет жесткости упругого элемента, который в предпочтительных вариантах реализации изобретения может быть выполнен в виде пружины 9 (фиг. 1) или пневмоэлемента 10 (фиг. 2-4). Следует отметить, что в качестве упругого элемента могут быть использованы и другие конструктивные элементы, известные специалистам в данной области. Упругий элемент неподвижно связан с верхней чашей 11, закрепленной на раме 3, и нижней чашей 12, жестко связанной с наружной обоймой 13 опорного подшипника 14. Внутренняя обойма 15 подшипника 14 жестко связана со стойкой 4, а наружная обойма 13 шарнирно связана с механизмом блокировки поворота, выполненным в предпочтительном варианте реализации изобретения в виде двух шарнирно связанных рычагов 16 и 17. При этом рычаг 17 шарнирно связан с верхним направляющим рычагом 1. Гашение колебаний подвески осуществляется амортизатором 18, который в предпочтительных вариантах реализации изобретения одним своим концом шарнирно связан с рамой 3, а вторым шарнирно связан с верхним направляющим рычагом 1 (фиг. 1, 2 и 4) или нижним направляющим рычагом 2 (фиг. 3). В случае, когда подвеска согласно данному изобретению является подвеской приводного колеса, нижний направляющий рычаг 2 может быть конструктивно совмещен с приводом 19 колеса 6 (фиг. 4). В этом случае амортизатор 18 может быть связан только с верхним направляющим рычагом 1.

Подвеска работает следующим образом.

При наезде колеса 6 на неровность дорожного полотна направляющие рычаги 1 и 2 поворачиваются вокруг шарниров 7, обеспечивая вертикальное смещение колеса 6 относительно рамы 3. При этом центр тяжести корпуса транспортного средства сохраняет свое положение в вертикальной плоскости вследствие инерционности, а упругий элемент (пружина 9 или пневмоэлемент 10) сжимается. Амортизатор 18

- 2 011530 также сжимается, обеспечивая демпфирование колебаний подвески. После преодоления препятствия упругий элемент разжимается и колесо 6 возвращается в исходное положение относительно рамы 3.

При повороте колесо 6 со ступицей 5 и стойкой 4 поворачивается относительно рамы 3 благодаря наличию шарниров 8. При этом внутренняя обойма 15 подшипника 14 поворачивается вместе со стойкой 4, а наружная обойма 13 подшипника 14 с неподвижно закрепленной на ней нижней чашей 12 предохраняется от поворота механизмом блокировки поворота, выполненным в виде двух шарнирно соединенных рычагов 16 и 17. При этом упругий элемент (пружина 9 или пневмоэлемент 10), размещенный между нижней чашей 12 и верхней чашей 11, неподвижно закрепленной на раме 3, в отличие от других известных из уровня техники конструкций подвески, не испытывает крутящих моментов.

В случае конструктивного совмещения нижнего направляющего рычага 2 с приводом 19 колеса 6 этот рычаг будет дополнительно выполнять функцию передачи крутящего момента от редуктора моста к колесу 6.

Следует отметить, что описанный пример реализации изобретения никоим образом не ограничивает объема притязаний заявителя, определяемого формулой изобретения, а служит лишь для более наглядной иллюстрации достоинств и преимуществ заявляемого устройства по сравнению с известными из уровня техники аналогами.

Литература

1. Патент ВИ № 2212343, опубл. 20.09.2003.

2. Патент ВИ № 2146203, опубл. 10.03.2000.

3. Патент ВИ № 2098286, опубл. 10.12.1997.

Claims (7)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Независимая подвеска управляемых колес транспортного средства, содержащая связанные между собой раму, по меньшей мере одну пару ступиц колес, связанных со стойками, которые, в свою очередь, связаны с рамой посредством направляющего устройства, выполненного в виде поперечных нижнего и верхнего рычагов, один конец каждого из которых шарнирно соединен с рамой транспортного средства, а второй посредством шарового шарнира связан с поворотной относительно верхнего и нижнего шаровых шарнирных рычагов стойкой, а также демпфирующий элемент, выполненный в виде амортизатора, и упругий элемент, отличающаяся тем, что упругий элемент размещен между чашами, одна из которых неподвижно установлена на раме, а вторая опирается на установленный на стойке колеса опорный подшипник и связана посредством механизма блокировки поворота с верхним рычагом подвески.
2. 2. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что механизм блокировки поворота выполнен в виде по меньшей мере двух шарнирно связанных между собой рычагов.
3. 3. Подвеска по одному из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен в виде пружины.
4. 4. Подвеска по одному из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен в виде пневмоэлемента.
5. 5. Подвеска по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что амортизатор шарнирно связан одним концом с верхним рычагом, а другим концом - с рамой.
6. 6. Подвеска по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что амортизатор шарнирно связан одним концом с нижним рычагом, а другим концом - с рамой.
7. 7. Подвеска по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что нижний рычаг совмещен с приводом колес.