RU2203812C2 - Активная подвеска корпуса транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к подвескам транспортных средств, в частности к активным подвескам. Активная подвеска корпуса транспортного средства содержит упругий элемент, соединяющий корпус с колесом транспортного средства, а также установленную на корпусе и приводимую источником энергии механическую передачу, которая имеет картер и выходное звено, устройство для управления перемещением выходного звена передачи, датчик измерения упругой силы и кожух, в котором установлен картер передачи, опирающийся на указанный датчик и несущие подвижные в осевом направлении фрикционные диски, взаимодействующие с выходным звеном передачи, причем выход задатчика подключен ко входу сравнивающего элемента, связанного через усилитель с приводом фрикционных дисков. Кроме того, активная подвеска транспортного средства дополнительно снабжена трехпозиционным двухлинейным переключателем. Технический результат: повышение плавности хода автомобиля и снижение ударных и вибрационных нагрузок на детали корпуса при движении автомобиля задним ходом. 2 ил.

Description

Изобретение относится к подвескам транспортных средств, в частности к активным подвескам.

Известна активная подвеска корпуса транспортного средства (АС 568561, кл. В 60 G 25/00, 1973, прототип), содержащая упругий элемент, соединяющий корпус с колесом транспортного средства, установленный на корпусе, и приводимую источником энергии механическую передачу, имеющую картер и выходное звено, устройство для управления перемещением выходного звена передачи, датчик измерения упругой силы и кожух, в котором установлен картер передач, опирающийся на указанный датчик, и несущие подвижные в осевом направлении фрикционные диски, взаимодействующие с выходным звеном передачи. Датчик измерения упругой силы состоит из задатчика нагрузки на колесо сравнивающего элемента и усилителя, причем выход задатчика подключен ко входу сравнивающего элемента, связанного через усилитель с приводом фрикционных дисков.

Недостаток подвески - снижение плавности хода автомобиля и возрастание ударных и вибрационных нагрузок на детали корпуса автомобиля, так как при движении в обратном направлении перемещение рейки происходит в ту же сторону, что и в прямом, не обеспечивая тем самым работу подвески при движении задним ходом.

Изобретение направлено на повышение плавности хода автомобиля и снижение ударных и вибрационных нагрузок на детали корпуса при движении задним ходом.

Решение поставленной задачи достигается тем, что активная подвеска корпуса транспортного средства, содержащая упругий элемент, соединяющий корпус с колесом транспортного средства, установленный на корпусе, и приводимую источником энергии механическую передачу, имеющую картер и выходное звено, устройство для управления перемещением выходного звена передач, датчик измерения упругой силы и кожух, в котором установлен картер передачи, опирающийся на указанный датчик, и несущие подвижные в осевом направлении фрикционные диски, взаимодействующие с выходным звеном передач, датчика измерения упругой силы, состоящего из задатчика нагрузки на колесо, сравнивающего элемента, связанного через усилитель с приводом фрикционных дисков, трехпозиционный двухлинейный переключатель, выполненный таким образом, что в первом и втором его положении соединены первый и второй каналы усилителя с третьим и четвертым каналами привода фрикционных дисков соответственно, а в третьем его положении первый канал усилителя - с четвертым каналом привода, второй канал усилителя - с третьим каналом привода фрикционных дисков.

Отличительным признаком от прототипа является то, что активная подвеска корпуса транспортного средства дополнительно снабжена трехпозиционным двухлинейным переключателем, выполненным таким образом, что в первом и во втором его положении соединены первый и второй каналы усилителя с третьим и четвертым каналами усилителя привода фрикционных дисков соответственно, а в третьем его положении первый канал усилителя - с четвертым каналом привода, второй канал усилителя - с третьим каналом привода фрикционных дисков.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема активной подвески корпуса транспортного средства со схемой автоматического управления активной подвеской; на фиг.2 - схема трехпозиционного двухлинейного переключателя.

Корпус 1 (фиг.1) опирается на упругий элемент 2 и последовательно расположенный вспомогательный упругий элемент 4, который представляет собой достаточно жесткую конструкцию П-образной формы. Незначительные деформации вспомогательного упругого элемента измеряются с помощью тензодатчика 36. Между упругими элементами 2 и 4 размещается металлическая подушка 26, шарнирно связанная с рейкой 17, входящей в зацепление с цилиндрической шестерней 16 дифференциальной передачи, прикрепленной к подрессоренному корпусу.

Нижний конец упругого элемента 2, подушка 26 и вспомогательный элемент 4 крепятся к балке 27 полуоси 28. Кроме того, к балке крепится картер 29 конической передачи и цапфа 30 колеса. На цапфе 30 на конических упорных подшипниках установлена ступица 31 колеса, связанная с полуосью 28. К фланцу ступицы 38 крепится диск колеса 6 с ободом и тормозной барабан 32. На ободе диска 6 установлена шина 33, которая фиксируется бортовым кольцом 34. К картеру 29 конической передачи крепится тормозной диск 35, на котором монтируют тормозные колодки (условно не показаны). На ступице 31 колеса установлена ведущая зубчатая коническая шестерня 7, которая входит в зацепление с ведомой конической шестерней 8, вращающейся в подшипниках картера 29. Ведомая шестерня 8 связана с телескопическим двухшарнирным карданным валом 9. Телескопический вал 9 изменяет свою длину в пределах деформации основного упругого элемента 2. Второй конец вала связан с ведущей конической шестерней 10 дифференциальной передачи.

Шестерня 10 входит в зацепление с двухвенечной центральной шестерней 11. Вторым зубчатым венцом шестерня 11 входит в зацепление с сателлитами 12. В свою очередь сателлиты 12 входят в зацепление со вторым центральным колесом 13 дифференциальной передачи. Сателлиты 12 свободно проворачиваются относительно оси водила 14, жестко связанного с валом 15 дифференциальной передачи. К центральному коническому колесу 13, свободно вращающемуся на валу 15, жестко крепится цилиндрическая зубчатая шестерня 16, входящая в зацепление с зубчатой рейкой 17, связанной с корпусом. На валу неподвижно установлен фрикционный диск 18, а второй фрикционный диск 19 имеет возможность осевого перемещения относительно вала с помощью электромагнитного привода.

К двухвенечному центральному коническому зубчатому колесу 11 жестко крепится фрикционный диск 20, служащий вместе с диском 18 выходным звеном передачи. Диск 19 совместно с фрикционным диском 20 образуют электромагнитную муфту, которая при подаче тока в обмотку может блокировать два звена дифференциальной передачи: центральное колесо 11 и водило 14. В картере дифференциальной передачи установлен фрикционный диск 21, имеющий возможность перемещаться лишь вдоль оси вала с помощью электромагнитного привода. Фрикционные диски 18 и 21 также образуют электромагнитную муфту, которая при подаче тока в обмотку может тормозить водило 14.

Тензочувствительный элемент 36, установленный на упругом элементе 4 и служащий измерителем нагрузки, подключен через усилитель 37 первой ступени к сравнивающему элементу 38, связанному через усилитель 39 второй ступени с электромагнитными муфтами дифференциальной передачи. Задающее устройство 40 с ручным управлением подключено к усилителю-сумматору 41, с которым соединено устройство 42 для измерения угла тангажа, подключенное к усилителю-сумматору через функциональный преобразователь 43. К усилителю-сумматору подключено также устройство, задающее нагрузку на колесо в зависимости от угла крена 44 и соединенное с усилителем-сумматором через функциональный преобразователь 45. Устройство, задающее нагрузку на колесо в зависимости от продольных перегрузок при разгоне и торможении 46, подключено к усилителю-сумматору через функциональный преобразователь 47, а устройство, задающее нагрузку на колесо в зависимости от поперечных нагрузок 48, подключено к усилителю-сумматору 41, через функциональный преобразователь 49.

На фиг.2 представлена схема трехпозиционного двухлинейного переключателя 50, выполненного таким образом, что в первом и во втором его положениях, соответствующих движению передним ходом, и соединены первый и второй каналы усилителя с третьим и четвертым каналами привода фрикционных дисков соответственно, а в третьем его положении, соответствующем движению задним ходом, соединен первый канал усилителя с четвертым каналом привода, второй канал усилителя - с третьим каналом привода фрикционных дисков. Положения переключателя 50 меняются в зависимости от режима движения, так как подвижная его контактная пластина 52, перемещающаяся относительно неподвижной пластины 51, жестко связана с ползуном 53 первой передачи и заднего хода механизма переключения передач.

Работает подвеска следующим образом. При движении колеса по ровной дороге, когда направление его вращения совпадает со стрелкой на колесе, вращается шестерня 7, колесо 8, вал 9, шестерня 10 и двухвенечная шестерня 11. Центральное зубчатое колесо 13 неподвижно, так как связанная с ним цилиндрическая шестерня 16 входит в зацепление с рейкой 17. Вращение колеса 11 вызывает вращение сателлитов 12, которые, обкатываясь по центральной шестерне 13, увлекают во вращение водило 14 и вал 15. Вал свободно вращается в подшипниках корпуса.

При наезде колеса на выступающую неровность оно, поднимаясь вверх, начинает сжимать упругие элементы 2 и 4. При этом сила, действующая на корпус 1 со стороны упругого элемента 2, начинает увеличиваться. Сигнал с тензочувствительного элемента 36 изменяется в соответствии с отклонением деформации упругого элемента 2 от статического значения. Сигнал, пропорциональный этому отклонению, с выхода сравнивающего элемента 38 поступает на усилитель 39, который в зависимости от полярности сигнала подводит ток на первый канал в обмотку той электромагнитной муфты дифференциальной передачи, которая воздействует на фрикционный диск 19, прижимая последний к фрикционному диску 20, что приводит к блокировке двух звеньев дифференциальной передачи: водила 14 и центрального колеса 11. Центральная шестерня 11 и колесо 13 начинают вращаться вместе в одну сторону.

Вращение колеса 13 и связанной с ним шестерни 16 вызывает перемещение рейки 17 вверх и сжатие упругого элемента 2. При этом от рейки к корпусу прикладывается сила, приблизительно равная по величине и противоположно направленная силе от упругого элемента 2. Следовательно, суммарное значение силы, действующей на корпус 1, остается равным или близким по значению к статической, и корпус при наезде на выступающую неровность не изменяет своего положения по вертикали, колесо 6 и картер 27 начинают подниматься вверх, описывая микропрофиль дороги.

При наезде на яму колесо начинает опускаться вниз, упругие элементы 2 и 4 растягиваются. Сила, действующая на корпус 1 со стороны упругого элемента 2, начинает уменьшаться по сравнению со статическим значением. Сигнал с элемента 36 изменяется в соответствии с отклонением деформации упругого элемента 2 от статического значения и с выхода сравнивающего элемента 38 поступает на усилитель 39, который в зависимости от полярности сигнала подает его на второй канал в обмотку той электромагнитной муфты, которая, воздействуя на фрикционный диск 21, смещает его вдоль вала 15 влево. Фрикционные диски 18 и 21 входят в зацепление и происходит торможение вала 15 и водила 14. Торможение водила приводит к тому, что шестерня 13, связанная через сателлиты с центральным колесом 11, начинает вращаться в сторону, противоположную вращению колеса 11. Вращение шестерни 13 и связанной с ней цилиндрической шестерни 16 вызывает перемещение рейки 17 вниз и растяжение упругого элемента 2. При этом от рейки к корпусу прикладывается сила, компенсирующая уменьшение силы, действующей на корпус 1 со стороны упругого элемента 2. Таким образом суммарное значение силы, действующей на корпус 1 со стороны рейки 17 и упругого элемента 2, остается равным или близким к статическому значению, и корпус 1 при наезде на яму не изменяет своего положения по вертикали, а колесо 6 и картеры 27 и 29 опускаются вниз, описывая профиль ямы.

При движении колеса по ровной дороге, когда направление его вращения не совпадает со стрелкой на колесе (движение задним ходом) вращается шестерня 7, колесо 8, вал 9, шестерня 10 и двухвенечная шестерня 11. Центральное зубчатое колесо 13 неподвижно, так как связанная с ним цилиндрическая шестерня 16 входит в зацепление с рейкой 17. Вращение колеса 11 вызывает вращение сателлитов 12, которые, обкатываясь по центральной шестерне 13, увлекают во вращение водило 14 и вал 15.

При наезде колеса на выступающую неровность, оно, поднимаясь вверх, начинает сжимать упругие элементы 2 и 4. При этом сила, действующая на корпус 1 со стороны упругого элемента 2, начинает увеличиваться. Сжатие вспомогательного упругого элемента 4 приводит к тому, что сигнал с элемента 36 изменяется в соответствии с отклонением деформации упругого элемента 2 от статического значения. Сигнал прямой полярности, пропорциональный этому отклонению, с выхода сравнивающего элемента 38 поступает на усилитель 39, который подводит ток в первый канал трехпозиционного двухлинейного переключателя 50. Трехпозиционный двухлинейный переключатель 50 при движении задним ходом находится в третьем положении и сигнал, поступивший на первый канал, выходит с четвертого канала в обмотку электромагнитной муфты дифференциальной передачи, блокирующей между собой фрикционные диски 18 и 21, что вызывает торможение водила 14 и вала 15. Торможение водила 14 приводит к тому, что шестерня 13, связанная через сателлиты 12 с центральным колесом 11, начинает вращаться в сторону, противоположную вращению колеса 11. Вращение шестерни 13 и связанной с ней цилиндрической шестерни 16 вызывает перемещение рейки 17 вверх и сжатие упругого элемента 2. При этом от рейки 17 к корпусу 1 прикладывается сила, приблизительно равная по величине и противоположно направленная силе от упругого элемента 2. Следовательно, суммарное значение силы, действующей на корпус 1, остается равным или близким по значению к статической, и корпус 1 при наезде на выступающую неровность не изменяет своего положения по вертикали, а колесо 6 и картер 27 и 29 начинают подниматься вверх, описывая профиль неровности.

При наезде колеса на яму оно начинает опускаться вниз: упругие элементы 2 и 4 растягиваются. Сила, действующая на корпус 1 со стороны упругого элемента 2, начинает уменьшаться по сравнению со статическим значением: растяжение упругого элемента 4 приводит к тому, что с элемента 36 поступает отрицательный сигнал, величина которого пропорциональна отклонению деформации упругого элемента 2 от статического значения. Сигнал с выхода сравнивающего элемента 38 поступает на усилитель 39. Усилитель подводит ток во второй канал трехпозиционного двухлинейного переключателя 50, который находится в третьем положении, со второго канала сигнал поступает на третий канал в обмотку электромагнитной муфты, которая, воздействуя на фрикционный диск 19, смещает его вдоль вала 15 вправо. Фрикционные диски 19 и 20 входят в зацепление и происходит блокировка двух звеньев дифференциальной передачи: водила 14 и центрального колеса 11. Центральное колесо 11 и колесо 13 начинают вращаться вместе в одну сторону. Вращение колеса 13 и связанной с ней цилиндрической шестерни 16 вызывает перемещение рейки 17 вниз и растяжение упругого элемента 2. При этом от рейки 17 к корпусу 1 прикладывается сила, компенсирующая уменьшение силы, действующей на корпус 1 со стороны упругого элемента 2. Таким образам суммарное значение силы, действующей на корпус со стороны рейки и упругого элемента 2, остается равным или близким к статическому значению, и корпус при наезде на яму не изменяет своего вертикального положения, колесо 6 и картер 27 и 29 опускаются вниз, описывая профиль ямы.

Применение предложенной активной подвески позволяет повысить плавность хода автомобиля и уменьшить ударные и вибрационные нагрузки на детали корпуса, что соответственно улучшит комфортабельность автомобиля, а так же даст возможность работы сложной навигационной аппаратуры при движении автомобиля в любом направлении.

Claims (1)

1. Активная подвеска корпуса транспортного средства, содержащая упругий элемент, соединяющий корпус с колесом транспортного средства, установленную на корпусе и приводимую источником энергии механическую передачу, имеющую картер и выходное звено, устройство для управления перемещением выходного звена передачи, датчик измерения упругой силы, состоящий из задатчика нагрузки на колесо, сравнивающего элемента и усилителя, а также кожуха, в котором установлен картер передачи, опирающийся на указанный датчик и несущие подвижные в осевом направлении фрикционные диски, взаимодействующие с выходным звеном передачи, причем выход задатчика подключен ко входу сравнивающего элемента, связанного через усилитель с приводом фрикционных дисков, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена трехпозиционным двухлинейным переключателем, выполненным таким образом, что в первом и втором его положении соединены первый и второй каналы усилителя с третьим и четвертым каналами привода фрикционных дисков соответственно, а в третьем его положении первый канал усилителя с четвертым каналом привода - второй канал усилителя с третьим каналом привода фрикционных дисков.

Images