RU2243103C1

RU2243103C1 - Wheel beam suspension

Info

Publication number: RU2243103C1
Application number: RU2003116836/11A
Authority: RU
Inventors: Л.С. Гаронин (RU); Л.С. Гаронин; О.И. Гируцкий (RU); О.И. Гируцкий; С.И. Медведков (RU); С.И. Медведков; А.А. Рижский (RU); А.А. Рижский; В.И. Соловьев (RU); В.И. Соловьев
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-12-27

Abstract

FIELD: transport engineering; wheeled vehicles.

SUBSTANCE: proposed suspension of wheel beam is provided with flexible members in form of air bags, hydraulic telescopic shock absorbers, guide arrangement consisting of longitudinal links hinge-connected with brackets of air bags installed on wheel beam and oblique links hinge-connected with bracket connected with support beam. Said hydraulic telescopic shock absorbers and longitudinal and oblique links are arranged at different sides from wheel beam. Rod of each hydraulic telescopic shock absorber is connected with support of air bag. Housing of hydraulic telescopic shock absorber has its own support made in form of plate located under wheel beam lower than bracket of air and it is connected with said bracket by rod fasteners located in vertical slots made in sides of wheel beam.

EFFECT: provision of reliable pneumatic suspension of wheel beam with effective body vibration damping means.

2 cl, 7 dwg

Description

Техническое решение относится к колесным транспортным средствам. Оно касается подвесных устройств транспортных машин, в частности городского автобуса.The technical solution relates to wheeled vehicles. It concerns the suspension devices of transport vehicles, in particular a city bus.

На особо больших городских автобусах с задним расположением двигателя вблизи заднего ведущего моста устанавливают поддерживающую колесную балку (см., например, выложенную в Японии заявку №60-92909, МПК B 60 G 9/04, выданный в США патент №5364113, НКИ 280-81.6, МПК B 60 G 7/00).On particularly large city buses with a rear engine located near the rear drive axle, a supporting wheel beam is installed (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-92909, IPC B 60 G 9/04, US Patent No. 5364113, NCI 280- 81.6, IPC B 60 G 7/00).

Известна пневматическая подвеска колесной балки на трубчатых продольных рычагах, на выступающих концевых участках которых консольно установлены пневмобаллоны (см. патент №4415179, выданный в США, НКИ 280/713, МПК B 60 G 11/62). Средняя часть этой колесной балки соединена косыми тягами с поперечиной рамы, несущей упомянутые рычаги, а около этих рычагов размещены гидравлические телескопические амортизаторы, штоки которых соединены с указанной поперечиной рамы, а корпусы прикреплены к колесной балке. Такое подвесное устройство выглядит массивным и, следовательно, металлоемким.Known pneumatic suspension of the wheel beams on tubular trailing arms, on the protruding end sections of which cantilever mounted pneumatic cylinders (see patent No. 4415179, issued in the USA, NKI 280/713, IPC B 60 G 11/62). The middle part of this wheel beam is connected by oblique rods to the cross member of the frame carrying the said levers, and hydraulic levers of telescopic shock absorbers are placed near these levers, the rods of which are connected to the indicated cross member of the frame, and the bodies are attached to the wheel beam. Such a suspension device looks massive and, therefore, metal-intensive.

Менее металлоемкой представляется пневматическая подвеска колесной балки, содержащая пневмобаллоны, установленные на колесной балке, и направляющий аппарат, состоящий из расположенных на разных уровнях продольных тяг, соединенных с кронштейнами пневмобаллонов, и косых тяг, шарнирно соединенных с кронштейнами, закрепленными под колесной балкой (см. описание к опубликованной во Франции заявке №2683487, МПК B 60 G 9/00, опубл. 14.05.1993 г.). Но в этом подвесном устройстве отсутствуют гидравлические амортизаторы, необходимые для гашения колебаний кузова.The pneumatic suspension of the wheel beam, containing pneumocylinders mounted on the wheel beam, and a guiding apparatus consisting of longitudinal rods located at different levels connected to the brackets of the pneumocylinders, and oblique rods pivotally connected to the brackets fixed under the wheel beam, is considered less metal-intensive. description of the application published in France No. 2683487, IPC B 60 G 9/00, published on 05/14/1993). But in this suspension device there are no hydraulic shock absorbers needed to dampen body vibrations.

В качестве прототипа принята пневматическая подвеска колесной балки, известная из описания к выложенной в Германии заявке №4338651, МПК B 60 G 9/02, опубликованной 09.03.1995 г. Она содержит упругие элементы в виде пневмобаллонов, направляющий аппарат, состоящий из продольных тяг, соединенных шарнирно с кронштейнами пневмобаллонов, установленными на колесной балке, и косых тяг, шарнирно связанных с кронштейном, прикрепленным к боковине колесной балки, гидравлические телескопические амортизаторы, штоки которых соединены с лонжеронами рамы около опор пневмобаллонов, а корпусы прикреплены к кронштейнам пневмобаллонов. Однако при таком креплении амортизатора увеличиваются размеры и соответственно масса кронштейнов пневмобаллонов, а также укорачиваются возможная длина и, следовательно, ход штока амортизатора.As a prototype adopted pneumatic suspension of a wheel beam, known from the description for application laid out in Germany, application No. 4338651, IPC B 60 G 9/02, published 03/09/1995, It contains elastic elements in the form of air cylinders, a guiding apparatus consisting of longitudinal rods, hydraulic telescopic shock absorbers, the rods of which are connected to the frame side members near the support, are pivotally connected to air-cylinder brackets mounted on the wheel beam and oblique rods pivotally connected to the bracket attached to the side of the wheel beam p pneumocylinders, and the cases are attached to the brackets of pneumocylinders. However, with such a mounting of the shock absorber, the dimensions and, accordingly, the mass of the brackets of the air cylinders increase, as well as the possible length and, consequently, the stroke of the shock absorber are shortened.

Решаемая задача - создание надежной пневматической подвески колесной балки с эффективными средствами гашения колебаний кузова.The task to be solved is the creation of a reliable pneumatic suspension of a wheel beam with effective means of damping body vibrations.

Решение этой задачи обеспечено тем, что в городском автобусе подвеска колесной балки, содержащая упругие элементы в виде пневмобаллонов, направляющий аппарат, состоящий из продольных тяг, соединенных шарнирно с кронштейнами пневмобаллонов, установленными на колесной балке, и косых тяг, шарнирно связанных с кронштейном, соединенным с поддерживающей балкой, гидравлические телескопические амортизаторы, упомянутые амортизаторы и тяги расположены по разные стороны колесной балки, шток каждого амортизатора соединен с опорой пневмобаллона, а его корпус снабжен собственной опорой, выполненной в виде пластины, размещенной под колесной балкой ниже кронштейна пневмобаллона и соединенной с этим кронштейном стержневыми крепежными элементами, расположенными в вертикальных пазах, сделанных в боковинах колесной балки.The solution to this problem is ensured by the fact that in a city bus, a suspension of a wheel beam containing elastic elements in the form of pneumocylinders, a guide apparatus consisting of longitudinal rods pivotally connected to the brackets of pneumocylinders mounted on the wheel beam, and oblique rods pivotally connected to the bracket connected with a supporting beam, hydraulic telescopic shock absorbers, the said shock absorbers and rods are located on opposite sides of the wheel beam, the rod of each shock absorber is connected to the support of the air cylinder, and its body is equipped with its own support, made in the form of a plate, located under the wheel beam below the air spring bracket and connected to this bracket by rod fasteners located in vertical grooves made in the sides of the wheel beam.

При таком устройстве пневматической подвески колесной балки используемые гидравлические телескопические амортизаторы имеют простые и удобные средства их крепления, при которых получается достаточно большая длина этих амортизаторов и, следовательно, обеспечивается возможность большого их хода при колебаниях кузова с большой амплитудой.With such a device for pneumatic suspension of the wheel beam, the hydraulic telescopic shock absorbers used have simple and convenient means of fastening them, which produce a sufficiently large length of these shock absorbers and, therefore, provide the possibility of a large stroke when the body vibrates with a large amplitude.

На упомянутых пластинах, расположенных под колесной балкой, закреплены скобы, с которыми соединены корпусы амортизаторов.On the said plates located under the wheel beam, brackets are fixed to which the shock absorber bodies are connected.

На фигуре 1 изображен особо большой трехосный городской автобус (вид сбоку).The figure 1 shows a particularly large triaxial city bus (side view).

На фигуре 2 представлена колесная тележка автобуса, состоящая из ведущего моста и поддерживающей колесной балки (вид сверху).The figure 2 presents the wheel trolley of the bus, consisting of a drive axle and a supporting wheel beam (top view).

На фигуре 3 показана задняя часть автобуса (разрез по А-А фигуры 2).Figure 3 shows the back of the bus (section AA of Figure 2).

На фигуре 4 представлена поддерживающая колесная балка (вид спереди).The figure 4 presents the supporting wheel beam (front view).

На фигуре 5 показана поддерживающая колесная балка (разрез по Б-Б фигуры 4).The figure 5 shows the supporting wheel beam (section along BB of figure 4).

На фигуре 6 изображена колесная балка вместе с ее подвеской (вид сверху).The figure 6 shows the wheel beam with its suspension (top view).

На фигуре 7 показан пружинный механизм.The figure 7 shows the spring mechanism.

Автобус (фиг.1) содержит кузов 1, имеющий основание, образованное рамой 2, состоящей из лонжеронов 3, 4 и поперечин 5, 6 (фиг.2). Под кузовом расположены передняя колесная балка с управляемыми колесами 7, ведущий мост 8 со сдвоенными колесами 9, поддерживающая колесная балка 10 двутаврового профиля (фиг.3) с одинарными самоустанавливающимися колесами 11, размещенная сзади ведущего моста 8. В задке 12 автобуса под кузовом 1 расположен двигатель 13 внутреннего сгорания. Вал двигателя 13 соединен с валом ведущего моста 8 карданной передачей 14, имеющей промежуточную опору 15 (фиг.4), размещенную на поддерживающей колесной балке 10.The bus (figure 1) contains a body 1 having a base formed by a frame 2, consisting of spars 3, 4 and cross members 5, 6 (figure 2). Under the body, there is a front wheel beam with steered wheels 7, a drive axle 8 with dual wheels 9, a support beam 10 of an I-beam (Fig. 3) with single self-aligning wheels 11, located behind the drive axle 8. In the rear of the bus 12 under body 1 is located internal combustion engine 13. The shaft of the engine 13 is connected to the shaft of the drive axle 8 by a cardan gear 14 having an intermediate support 15 (Fig. 4), placed on a supporting wheel beam 10.

Опора 15 карданной передачи содержит корпус 16 (фиг.5) с фланцем 17, сопряженным сверху с колесной балкой 10. В корпусе 16 выполнено отверстие 18, в котором на шариковых подшипниках качения 19 установлен промежуточный вал 20 карданной передачи, соединенный шарнирами Гука 21, 22 с другими валами 23, 24 карданной передачи.The propeller gear support 15 comprises a housing 16 (FIG. 5) with a flange 17 mating from the top with the wheel beam 10. A hole 18 is made in the housing 16, in which an intermediate shaft 20 of the universal drive gear connected by Hooke's joints 21, 22 is mounted on ball bearings 19 with other shafts 23, 24 of the driveshaft.

Колесная балка 10 имеет пневматическую подвеску, которая содержит упругие элементы в виде пневмобаллонов 25, установленных на балке 10 на кронштейнах 26, и направляющий аппарат, состоящий из шарнирно связанных с рамой 1 продольных тяг 27 (фиг.6), соединенных шарнирно с кронштейнами 26 пневмобаллонов, и косых тяг 28, расположенных косо по отношению к продольной оси автобуса. Косые тяги 28 шарнирно связаны с кронштейном 29, установленным под колесной балкой 10, а именно под промежуточной опорой 15 карданной передачи 14, корпус 16 которой соединен с кронштейном 29 косых тяг. Кронштейн 29 шарниров косых тяг 28 сделан в виде плиты 30 с диагонально расположенными на ней гребнями 31 П-образного профиля, в которые поперек них вставлены пальцы 32 с надетыми на них эластичными втулками, образующими упомянутые шарниры. Корпус 16 промежуточной опоры 14 карданной передачи соединен с плитой 30 кронштейна 29 шарниров косых тяг 28 стержневыми крепежными элементами 33, например болтами с гайками, установленными по разные боковые стороны колесной балки 10.The wheel beam 10 has a pneumatic suspension, which contains elastic elements in the form of pneumocylinders 25 mounted on the beam 10 on the brackets 26, and a guide apparatus consisting of longitudinal rods 27 pivotally connected to the frame 1 (Fig. 6), pivotally connected to the brackets 26 of the pneumocylinders , and oblique rods 28 located obliquely with respect to the longitudinal axis of the bus. Oblique rods 28 are pivotally connected to an arm 29 mounted under the wheel beam 10, namely, under the intermediate support 15 of the cardan gear 14, the housing 16 of which is connected to the bracket 29 of the oblique rods. The bracket 29 of the hinges of the oblique rods 28 is made in the form of a plate 30 with ridges 31 of a U-shaped profile diagonally arranged on it, into which fingers 32 are inserted across them with elastic sleeves on them forming the mentioned hinges. The housing 16 of the intermediate support 14 of the universal joint transmission is connected to the plate 30 of the bracket 29 of the hinge hinge hinges 28 with rod fasteners 33, for example, bolts with nuts mounted on different sides of the wheel beam 10.

С верхними опорами 34 пневмобаллонов 25 соединены штоки гидравлических телескопических амортизаторов 35. Корпус 36 каждого амортизатора снабжен собственной опорой, выполненной в виде пластины 37, размещенной под колесной балкой 10 ниже кронштейна 26 пневмобаллона и соединенной с кронштейном 26 стержневыми крепежными элементами 38, расположенными в вертикальных пазах дугообразного профиля, сделанных в боковинах колесной балки 10. На пластинах 37 закреплены сваркой скобы 39, с которыми соединены корпусы амортизаторов 35.The rods of hydraulic telescopic shock absorbers 35 are connected to the upper supports 34 of the air spring 25. The housing 36 of each shock absorber is provided with its own support, made in the form of a plate 37, located under the wheel beam 10 below the air spring bracket 26 and connected to the bracket 26 by rod fasteners 38 located in vertical grooves an arched profile made in the sides of the wheel beam 10. On the plates 37 are fixed by welding brackets 39, to which the shock absorber bodies 35 are connected.

Колеса 11 на поддерживающей балке 10 установлены на поворотных цапфах 40, 41, имеющих шарнирное соединение с колесной балкой 10 при помощи шкворней. Цапфы 40, 41 обоих самоуправляемых колес 11 связаны между собой поперечной тягой 42. На цапфе 41 закреплен поворотный кулак 43, связанный с телескопическим пружинным механизмом 44, предназначенным для улучшения управляемости автобуса. Пружинный механизм 44 состоит из подпружиненных между собой пружиной сжатия 45 трубчатых штанг 46 и 47. Штанга 46 посредством шарового шарнира соединена с поворотным кулаком 43. На штанге 46 имеется фланец 48, к которому резьбовыми крепежными элементами 49 прикреплен барабан 50, представляющий собой цилиндрический корпус. В барабане 50 между дисками 51 и 52 заключена в предварительно сжатом состоянии пружина 45. Диск 51 размещен у фланца 48. Другой диск 52 расположен у фланца 53, соединенного резьбовыми крепежными элементами 54 с барабаном 50. Фланец 53 имеет трубчатый хвостовик 55 с уплотнительным элементом, охватывающий трубчатую деталь 56, вставленную в штангу 47. В трубчатой детали 56 закреплен стержень, образующий наконечник 57 штанги 47. Наконечник 57 штанги 47 расположен в центральных отверстиях, выполненных в дисках 51 и 52. На резьбовом концевом участке наконечника 57 около диска 51 расположен упор в виде гайки 58, размещенной внутри отверстия в штанге 46. На хвостовике 55 фланца 53 и на штанге 47 закреплена гофрированная манжета 59 из эластичного материала, закрывающая место сопряжения хвостовика 55 фланца 53 с трубчатой деталью 56. Штанга 47 соединена с шаровым пальцем 60 шарового шарнира, закрепленным под полкой 61 на щеке 62 кронштейна 63 крепления продольной тяги 27 направляющего аппарата подвески поддерживающей колесной балки автобуса.The wheels 11 on the support beam 10 are mounted on pivot pins 40, 41 having a pivot joint with the wheel beam 10 using pivots. The axles 40, 41 of both self-steering wheels 11 are interconnected by a transverse link 42. A rotary fist 43 is connected to the axle 41 and is connected to a telescopic spring mechanism 44 designed to improve the handling of the bus. The spring mechanism 44 consists of tubular rods 46 and 47 spring-loaded between themselves by a compression spring 45. The rod 46 is connected via a ball joint to the knuckle 43. On the rod 46 there is a flange 48 to which a drum 50, which is a cylindrical body, is attached by threaded fasteners 49. In the drum 50, between the discs 51 and 52, a spring 45 is enclosed in a pre-compressed state. The disc 51 is located at the flange 48. Another disc 52 is located at the flange 53 connected by threaded fasteners 54 to the drum 50. The flange 53 has a tubular shank 55 with a sealing element, covering the tubular part 56 inserted in the rod 47. In the tubular part 56 is fixed the rod forming the tip 57 of the rod 47. The tip 57 of the rod 47 is located in the Central holes made in the disks 51 and 52. On the threaded end portion of the tip 57 eye an abutment in the form of a nut 58 located inside the hole in the rod 46 is located about the disk 51. A corrugated sleeve 59 of elastic material is fixed on the shank 55 of the flange 53 and on the rod 47, which closes the mating point of the shank 55 of the flange 53 with the tubular part 56. The rod 47 is connected to a spherical pin 60 of a spherical hinge mounted under a shelf 61 on a cheek 62 of an arm 63 for attaching a longitudinal link 27 of a suspension guide apparatus of a support wheel of the bus.

Двигатель 13 установлен на кронштейнах 64, 65, закрепленных на задних продольных элементах 66, 67 рамы автобуса, имеющих прямоугольный трубчатый профиль. Продольные элементы 66, 67 вместе с опирающимся на них двигателем 13 смещены от пружинного механизма 44 к борту кузова 1. С нижней плоской поверхностью продольного элемента 66 сопряжена полка 61 кронштейна 63 крепления продольной тяги направляющего аппарата подвески и штанги пружинного механизма 44. Полка 51 имеет сварное соединение с продольным элементом 66 рамы сварочными швами, расположенными вдоль продольного элемента 66 по разные его стороны для обеспечения прочной связи кронштейна 63 с рамой автобуса.The engine 13 is mounted on brackets 64, 65, mounted on the rear longitudinal elements 66, 67 of the bus frame having a rectangular tubular profile. The longitudinal elements 66, 67 together with the engine 13 resting on them are displaced from the spring mechanism 44 to the side of the body 1. A shelf 61 of the bracket 63 for attaching the longitudinal link of the suspension guide apparatus and the spring mechanism rod 44 is coupled to the lower flat surface of the longitudinal element 66. The shelf 51 has a welded connection with the longitudinal element 66 of the frame by welding seams located along the longitudinal element 66 on its different sides to ensure strong connection of the bracket 63 with the frame of the bus.

Отверстие 18 в корпусе 16 промежуточной опоры 15 карданной передачи, в котором расположен вал 20, тоже смещено от пружинного механизма 44 в сторону борта кузова автобуса. Это смещение оси промежуточной опоры 15 обеспечивает необходимый угол между осями вала 20 промежуточной опоры и валов 23, 24 карданной передачи для предотвращения повреждения подшипников качения в шарнирах Гука.The hole 18 in the housing 16 of the intermediate support 15 of the universal joint transmission, in which the shaft 20 is located, is also offset from the spring mechanism 44 towards the side of the bus body. This offset of the axis of the intermediate support 15 provides the necessary angle between the axes of the shaft 20 of the intermediate support and the driveshaft shafts 23, 24 to prevent damage to the rolling bearings in the Hook joints.

Продольные элементы 66, 67, служащие опорой для двигателя 13, соединены с поперечиной 68, соединенной с несколькими промежуточными продольными элементами 69 рамы 1. В зоне сочленения поперечины 68 с расположенными по разные ее стороны задними продольными элементами 66, 67 и промежуточными продольными элементами 69 на раме 1 закреплены фигурные кронштейны 70, выполненные в виде фермы. Кронштейны 70 обеспечивают дополнительную укрепляющую связь между указанными продольными элементами рамы. К нижней полке каждого кронштейна 70 сваркой прикреплена скоба 71, с которой шарнирно с помощью эластичной втулки соединена косая тяга 28 направляющего аппарата подвески колесной балки 10.The longitudinal elements 66, 67, which serve as a support for the engine 13, are connected to the cross member 68 connected to several intermediate longitudinal elements 69 of the frame 1. In the joint zone of the cross member 68 with rear longitudinal elements 66, 67 and intermediate longitudinal elements 69 located on opposite sides frame 1 fixed curly brackets 70, made in the form of a truss. Brackets 70 provide an additional reinforcing bond between said longitudinal frame members. A bracket 71 is attached to the lower shelf of each bracket 70 by welding, which is articulated by an elastic sleeve to the oblique rod 28 of the guide device for suspension of the wheel beam 10.

При движении автобуса крутящий момент от двигателя 13 посредством карданной передачи через ее промежуточную опору 15 поступает к ведущему мосту 8 для привода его колес 9. На неровной проезжей части во время колебаний поддерживающей колесной балки 10 вместе с ней качается и промежуточная опора 15 карданной передачи. Силы, возникающие на корпусе 16 промежуточной опоры 15, воспринимаются стержневыми крепежными элементами 33. Эти крепежные элементы держат на колесной балке 10 одновременно и промежуточную опору 15 карданной передачи и расположенный под колесной балкой кронштейн 29 шарниров косых тяг 28 направляющего аппарата подвески поддерживающей колесной балки автобуса. Гашение возможных колебаний колесной балки 10 производится амортизаторами 35, имеющими возможность совершать большой ход благодаря креплению их штока к верхней опоре 34 пневмобаллона 25 подвески, а корпуса 36 - к пластине 37, расположенной под колесной балкой.When the bus moves, the torque from the engine 13 through the cardan transmission through its intermediate support 15 is supplied to the drive axle 8 to drive its wheels 9. On the rough roadway during vibrations of the supporting wheel beam 10, the intermediate support 15 of the cardan drive also shakes. The forces arising on the housing 16 of the intermediate support 15 are perceived by the rod fasteners 33. These fasteners hold simultaneously the intermediate support 15 of the cardan transmission and the bracket 29 of the hinged link joints 28 of the guide rail of the suspension support vehicle wheel support located under the wheel beam. The possible vibrations of the wheel beam 10 are damped by shock absorbers 35, which have the ability to make a long stroke by attaching their rod to the upper support 34 of the air suspension cylinder 25, and the housing 36 to the plate 37 located under the wheel beam.

Таким образом, для автобуса большой вместимости с поддерживающей колесной балкой, имеющей пневматическую подвеску с направляющим аппаратом, состоящим из продольных и косых тяг, шарнирно связанных с колесной балкой, создана простая конструкция подвески поддерживающей колесной балки с эффективными средствами гашения колебаний кузова посредством вместительных гидравлических телескопических амортизаторов, штоки которых удобно соединены с верхними опорами пневмобаллонов, а корпусы имеют собственную надежную опору под кронштейнами этих упругих элементов, с которыми они соединены общими крепежными элементами.Thus, for a large-capacity bus with a supporting wheel beam, which has a pneumatic suspension with a guiding device consisting of longitudinal and oblique rods pivotally connected to the wheel beam, a simple suspension structure of the supporting wheel beam with effective means of damping body vibrations through capacious hydraulic telescopic shock absorbers has been created whose rods are conveniently connected to the upper supports of the air tanks, and the bodies have their own reliable support under the brackets of these x elastic elements with which they are connected by common fasteners.

Claims

1. Suspension of a wheeled beam containing elastic elements in the form of air cylinders, hydraulic telescopic shock absorbers, a guiding apparatus consisting of longitudinal rods pivotally connected to the brackets of air cylinders mounted on the wheeled beam, and oblique rods pivotally connected to the bracket connected to the supporting beam, characterized in that the said hydraulic telescopic shock absorbers and the said longitudinal and oblique rods are located on opposite sides of the wheel beam, the rod of each hydraulic body scopic suspension bellows connected to the support and provided with its own bearing housing formed as a plate, placed under the wheel beam lower bracket of the air and connected with the bracket stem fasteners disposed in vertical slots made in the sidewalls of the wheel beam.

2. The suspension according to claim 1, characterized in that on the said plates located under the wheel beam, brackets are fixed to which the bodies of the hydraulic telescopic shock absorbers are connected.