RU2769203C1

RU2769203C1 - Vehicle rear suspension

Info

Publication number: RU2769203C1
Application number: RU2021118926A
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Репин; Роман Рустамович Букиров; Станислав Михайлович Грушецкий; Андрей Вячеславович Зазыкин
Priority date: 2021-06-28
Filing date: 2021-06-28
Publication date: 2022-03-29

Abstract

FIELD: transport machine building.

SUBSTANCE: invention relates to automotive industry. Rear dependent suspension comprises lengthwise torque rods, crosswise rod, resilient elements, compression buffer, rebound buffer and V-shaped torque rods. Lengthwise rods are made bent and are hinged to vehicle frame by one end, and by the other — to the axle. Crosswise rod is hinged to the axle and the frame. Resilient elements are connected on one side with the frame, and on the other side — with the axle. Compression buffer is mounted on the frame. Rebound buffer is installed on the axle. V-shaped torque rods are mounted by one end on the frame crossbar by means of a hinge assembly, and by the other ends — pivotally on the axle. Resilient elements are made in the form of pneumohydraulic shock absorbers equipped with an external pneumatic chamber. Crosswise rod is U-shaped. Bent arms of the rod are connected to the axle through pivotally installed shackles and are made with the possibility of adjusting their length.

EFFECT: providing the required elastic characteristics of the suspension with simultaneous increase in the suspension travel smoothness in severe road conditions.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к колесным транспортным средствам, и касается подвесок грузовых автомобилей.The invention relates to transport engineering, namely to wheeled vehicles, and relates to the suspension of trucks.

Новая конструкция разработана для тяжелых дорожных условий, а именно для внегородских условий: движение по грунтовым дорогам с различным состоянием поверхности, характеризуемым глубокими впадинами и выступами (0,1-0,5 м) с чередованием по длине с интервалом 1-5 м. Движение по такой дороге сопровождается продольно-поперечным колебанием машины с частотой, близкой к собственной частоте колебаний транспортных средств. В результате резко снижается скорость движения машины, повышаются динамические нагрузки. Вертикальный ход подвески приближается к максимальному, наблюдаются частые пробои амортизаторов. Для рассматриваемых дорожных условий подвеска должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к подвеске (см. Самусенко М.Ф. Конструирование и расчет большегрузных ТС, 1984. - 27-30 с.).The new design is designed for difficult road conditions, namely for extra-urban conditions: driving on dirt roads with different surface conditions, characterized by deep depressions and ledges (0.1-0.5 m) with alternating length at intervals of 1-5 m. along such a road is accompanied by a longitudinal-transverse vibration of the car with a frequency close to the natural frequency of the vehicles. As a result, the speed of the machine is sharply reduced, dynamic loads increase. The vertical travel of the suspension approaches the maximum, frequent breakdowns of shock absorbers are observed. For the considered road conditions, the suspension must meet the requirements for the suspension (see Samusenko M.F. Design and calculation of heavy vehicles, 1984. - 27-30 p.).

Подвески ходовых устройств предназначены для гашения колебаний подрессоренной массы автомобиля при движении в различных дорожных условиях. Из анализа работы транспортных средств известно, что возможны следующие направления колебаний, действующие на автомобиль: вертикальные колебания; продольные колебания (подергивание); поперечные колебания (снос); крутильные колебания в поперечной плоскости (раскачка); продольно-крутильные колебания (кивание); крутильные колебания в горизонтальной плоскости (рыскание - занос) (см. Вахламов В.К. Автомобили: Эксплуатационные свойства: Учебник для студ. высш. учеб. заведений - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 198-200 с.).Suspensions of running gear are designed to dampen fluctuations in the sprung mass of the vehicle when driving in various road conditions. From the analysis of the operation of vehicles, it is known that the following directions of vibrations acting on the car are possible: vertical vibrations; longitudinal vibrations (twitching); transverse vibrations (drift); torsional vibrations in the transverse plane (buildup); longitudinal torsional vibrations (nodding); torsional vibrations in the horizontal plane (yaw - skid) (see Vakhlamov V.K. Cars: Performance properties: Textbook for students of higher educational institutions - M .: Publishing Center "Academy", 2005. - 198-200 p. ).

Известна конструкция подвески грузового автомобиля, состоящая из листовых полуэллиптических рессор, которые выполняют функции направляющего устройства и упругого элемента подвески, обеспечивая гашение колебаний за счет «сухого» трения между ее листами. Дополнительные металлические рессоры, которые воспринимают только вертикальные силы, концы которой упираются на кронштейны, прикрепленные к раме (см. Огородное С.М. Подвески транспортных средств. - Нижегородский государственный технический университет. - 2011. - 12 с.).A truck suspension design is known, consisting of semi-elliptical leaf springs, which act as a guide device and an elastic suspension element, providing vibration damping due to "dry" friction between its sheets. Additional metal springs that perceive only vertical forces, the ends of which abut against brackets attached to the frame (see Ogorodnoye S.M. Vehicle suspensions. - Nizhny Novgorod State Technical University. - 2011. - 12 p.).

Недостатком данной конструкции является то, что невозможно обеспечить снижение амплитуды колебаний машины, возникающих от наезда на препятствие, поглощение данных колебаний происходит не в полной мере, и автомобиль имеет раскачивание.The disadvantage of this design is that it is impossible to ensure a decrease in the amplitude of the vibrations of the machine arising from a collision with an obstacle, the absorption of these vibrations is not complete, and the car has rocking.

Известна конструкция подвески транспортного средства со стабилизатором, содержащая амортизирующий узел, состоящий из продольной однолистовой металлической рессоры, пневматическую рессору, содержащую эластичную оболочку, которая выполнена из резины или резинокордного материала, и полый корпус, на котором крепится эластичная оболочка, стабилизатор бокового крена П-образной формы с отогнутыми концами из стержня или трубы (см. патент РФ №109437, B60G 21/04).A well-known vehicle suspension design with a stabilizer, containing a shock-absorbing assembly consisting of a longitudinal single-leaf metal spring, an air spring containing an elastic shell, which is made of rubber or rubber-cord material, and a hollow body on which the elastic shell is mounted, the stabilizer of the lateral roll of the U-shaped forms with bent ends from a rod or pipe (see RF patent No. 109437, B60G 21/04).

Недостатком известной конструкции является невозможность обеспечить полное поглощение возникающих колебаний. Кроме того, упругие элементы невозможно использовать в тяжелых условиях в виду их быстрого износа.The disadvantage of the known design is the inability to ensure complete absorption of the resulting vibrations. In addition, elastic elements cannot be used in difficult conditions due to their rapid wear.

Известна конструкция задней пневматической подвески транспортного средства, содержащая упругие элементы в виде пневморессор, демпфирующие элементы в виде амортизаторов, нижние продольные реактивные штанги, верхние реактивные штанги, стабилизатор поперечной устойчивости (см. патент РФ №181478, B60G 21/00, B60G 7/00).A well-known design of the rear air suspension of the vehicle, containing elastic elements in the form of air springs, damping elements in the form of shock absorbers, lower longitudinal jet rods, upper jet rods, anti-roll bar (see RF patent No. 181478, B60G 21/00, B60G 7/00 ).

Недостатком данной конструкции является сниженная плавность хода в виду увеличенной неподрессоренной массы из-за наличия большого количества деталей. Кроме того, упругие элементы невозможно использовать в тяжелых условиях в виду их быстрого износа.The disadvantage of this design is a reduced ride due to the increased unsprung mass due to the presence of a large number of parts. In addition, elastic elements cannot be used in difficult conditions due to their rapid wear.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является задняя зависимая подвеска транспортного средства, содержащая упруго-демпфирующие элементы, выполненные в виде активных гидропневматических рессор, снабженных устройством управления из кабины водителя, продольные реактивные штанги, установленные попарно между гидропневматическими рессорами и закрепленные шарнирно своими концами с одной стороны на правом и левом кронштейнах крепления к раме, а с другой стороны - на кронштейнах крепления к мосту, поперечную реактивной штангу, выполненную с изгибом (см. патент РФ №165671, B60G 7/02, B60G 9/04, B60G 11/00).The closest analogue to the claimed technical solution is the rear dependent suspension of the vehicle, containing elastic-damping elements made in the form of active hydropneumatic springs, equipped with a control device from the driver's cab, longitudinal jet rods installed in pairs between the hydropneumatic springs and hinged at their ends on one sides on the right and left brackets for attaching to the frame, and on the other side - on the brackets for attaching to the bridge, a transverse torque rod made with a bend (see RF patent No. 165671, B60G 7/02, B60G 9/04, B60G 11/00 ).

Недостатком известной конструкции подвески является невозможно обеспечить полное поглощение возникающих колебаний, что ухудшает плавность хода на неровных дорогах, характеризуемых глубокими впадинами и выступами.The disadvantage of the known design of the suspension is that it is impossible to completely absorb the resulting vibrations, which impairs the smoothness of the ride on rough roads characterized by deep depressions and ledges.

Техническая проблема известных технических решений заключается в том, что невозможно обеспечить полное поглощение возникающих колебаний, что ухудшает плавность хода на неровных дорогах, характеризуемых глубокими впадинами и выступами.The technical problem of the known technical solutions lies in the fact that it is impossible to ensure the complete absorption of the resulting vibrations, which worsens the smoothness of the ride on rough roads characterized by deep depressions and ledges.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что задняя зависимая подвеска транспортного средства содержит продольные реактивные штанги, выполненные изогнутыми и шарнирно закрепленные одним концом к раме транспортного средства, а другим - к мосту, поперечную штангу, шарнирно закрепленную на мосту и раме, и упругие элементы, соединенные с одной стороны с рамой, а с другой - с мостом. Подвеска содержит буфер сжатия, установленный на раме, буфер отбоя, установленный на мосту, V-образные реактивные штанги, установленные одним концом на поперечине рамы посредством шарнирного узла, а другими концами - шарнирно на мосту. Упругие элементы выполнены в виде пневмогидравлических амортизаторов, снабженных внешней пневмокамерой. Поперечная штанга выполнена П-образной, отогнутые рычаги которой связаны с мостом через шарнирно установленные серьги и выполнены с возможностью регулировки их длины. Отогнутые рычаги поперечной П-образной штанги представляют собой резьбовые стержни с контргайками, завинченные в трубчатые концы рычагов и жестко связанные с шарнирами серег.The essence of the claimed invention lies in the fact that the rear dependent suspension of the vehicle contains longitudinal jet rods, made bent and hinged at one end to the frame of the vehicle, and the other - to the bridge, a transverse rod hinged to the bridge and the frame, and elastic elements, connected on one side to the frame, and on the other - to the bridge. The suspension contains a compression buffer mounted on the frame, a rebound buffer mounted on the bridge, V-shaped jet rods mounted at one end on the frame cross member by means of a hinge assembly, and at the other ends - pivotally on the bridge. The elastic elements are made in the form of pneumohydraulic shock absorbers equipped with an external pneumatic chamber. The transverse rod is U-shaped, the bent levers of which are connected to the bridge through hinged earrings and are made with the possibility of adjusting their length. The bent levers of the transverse U-shaped rod are threaded rods with lock nuts screwed into the tubular ends of the levers and rigidly connected to the hinges of the earrings.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в обеспечении требуемой упругой характеристики подвески при одновременном повышении плавности хода транспортного средства в тяжелых дорожных условиях.The technical result achieved by the claimed invention is to provide the required elastic characteristics of the suspension while improving the smoothness of the vehicle in difficult road conditions.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the claimed invention is illustrated by drawings, where:

- на фиг. 1 схематично изображена задняя подвеска транспортного средства, вид сзади;- in Fig. 1 schematically shows the rear suspension of a vehicle, rear view;

- на фиг. 2 - задняя подвеска транспортного средства, вид сбоку;- in Fig. 2 - rear suspension of the vehicle, side view;

- на фиг. 3 - задняя подвеска транспортного средства, вид сбоку и сверху;- in Fig. 3 - rear suspension of the vehicle, side and top view;

- на фиг. 4 - задняя подвеска транспортного средства, вид сверху.- in Fig. 4 - rear suspension of the vehicle, top view.

Задняя подвеска транспортного средства связывает раму 1 с задним мостом 2 и содержит амортизаторы 3 с дополнительными внешними пневмокамерами 4, соединенные с рамой 1 транспортного средства с помощью верхних кронштейнов 5, а с мостом 2 с помощью нижних кронштейнов 6. Пневмогидравлические амортизаторы 3 с дополнительной внешней пневматической камерой 4 позволяют повысить адаптивность подвески к нагрузке на мост автомобиля в тяжелых дорожных условиях и упростить конструкцию подвески. Внешняя пневмокамера, связанная с внутренней пневмокамерой амортизатора, уменьшает относительное изменение объема газа в конце хода сжатия и тем самым смягчает упругую характеристику. Это позволяет при увеличенных ходах сжатия и отбоя амортизатора, предназначенного для использования на дорогах, характеризуемых глубокими впадинами и выступами (0,1…0,5 м), сохранять требуемые значения жесткости подвески. Адаптивность к нагрузке на колесо обеспечено выбором такого давления в пневмокамерах, при котором в положении статической нагрузки устанавливается примерное равенство ходов сжатия и отбоя. Продольные реактивные штанги 7 выполнены с изгибом и закреплены с одной стороны на раме 1 посредством стоек 8 кронштейнами 9, а с другой стороны на мосту 2 через кронштейны 10, закрепленные на накладках 11 при помощи болтового соединения. Изогнутые продольные реактивные штанги 7 позволяют снизить продольные динамические нагрузки за счет упругой деформации. Величина изгиба штанг рассчитывается исходя из требуемого значения их жесткости. В качестве ограничителей хода подвески использованы буферы 12 сжатия, закрепленные снизу рамы 1, и буферы 13 отбоя, закрепленные снизу накладок 11. Буферы сжатия 12 и отбоя 13, как ограничители хода гидропневматического амортизатора, исключают возможность его пробоя на дорогах, характеризуемых глубокими впадинами и выступами (0,1…0,5 м) и снижают динамическую нагрузку, приходящуюся на элементы крепления поршня к штоку. Это позволяет повысить надежность подвески без значительного ее усложнения. На задней части моста 2 шарнирно закреплены серьги 14, с которыми шарнирно связан П-образный стабилизатор 15 поперечной устойчивости (П-образная штанга). П-образный стабилизатор 15 крепится шарнирно к раме 1 через стойки 16 и кронштейны 17. П-образная реактивная штанга 15 обеспечивает более эффективное гашение поперечной динамической нагрузки, что важно для использования автомобиля на дорогах, характеризуемых глубокими впадинами и выступами (0,1…0,5 м). П-образная штанга 15 за счет большой длины боковых рычагов позволяет подбирать оптимальную поперечную жесткость подвески в более широком диапазоне. Механизм крепления П-образной штанги 15 к мосту 2 через серьги 14 позволяет мосту 2 совершать вертикальные перемещения без поворота вокруг горизонтальной поперечной оси моста 2 (как и в прототипе), что снижает динамические нагрузки на элементы подвески и улучшает условия работы карданного вала, повышая его ресурс. Этот же механизм позволяет удобно установить на мосту 2 буфер ограничения хода отбоя 13 амортизатора 3. Длина серьги 14 и боковых рычагов П-образной штанги 15 рассчитывается в зависимости от величины хода амортизатора 3. Верхние V-образные реактивные штанги 18 установлены одним концом на межосевой поперечине 19 рамы 1 при помощи центрального шарнирного узла 20, а другие концы установлены на мосту 2 через кронштейны 21. V-образная реактивная штанга 18, воспринимающая поперечные колебания, продольные и круговые горизонтальные колебания, позволяет повысить плавность хода и управляемость автомобиля на неровных дорогах. Отогнутые рычаги 24 П-образного стабилизатора 15 снабжены устройствами регулировки их длины, включающими резьбовые стержни 22 с контргайками 23, завинчивающиеся в трубчатые концы рычагов 24 и жестко связанные с шарнирами серег 14. Регулировку длины этих рычагов производят одновременно с установкой требуемого давления в пневмокамерах. Верхняя сторона серег 14 имеет плоскую площадку для контакта с буферами 13 отбоя, что обеспечивает плотный контакт с ними. Крепления амортизатора 3 к раме 1 посредством поднимающихся над ней кронштейнов позволяет увеличить ход амортизатора, что важно для использования автомобиля на дорогах, характеризуемых глубокими впадинами и выступами (0,1…0,5) м. Такое конструктивное выполнение заявляемого технического решения позволяет обеспечить требуемые упругие характеристики подвески при одновременном повышении плавности хода транспортного средства в тяжелых дорожных условиях.The rear suspension of the vehicle connects the frame 1 with the rear axle 2 and contains shock absorbers 3 with additional external pneumatic chambers 4, connected to the frame 1 of the vehicle using the upper brackets 5, and to the axle 2 using the lower brackets 6. Pneumohydraulic shock absorbers 3 with additional external pneumatic chamber 4 make it possible to increase the adaptability of the suspension to the load on the axle of the vehicle in difficult road conditions and to simplify the design of the suspension. The external air chamber, connected to the internal air chamber of the shock absorber, reduces the relative change in gas volume at the end of the compression stroke and thereby softens the elastic characteristic. This allows, with increased compression and rebound strokes of a shock absorber designed for use on roads characterized by deep depressions and protrusions (0.1 ... 0.5 m), to maintain the required values of suspension stiffness. Adaptability to the load on the wheel is ensured by the choice of such pressure in the pneumatic chambers, at which, in the position of a static load, an approximate equality of compression and rebound strokes is established. Longitudinal jet rods 7 are made with a bend and are fixed on the one side on the frame 1 by means of racks 8 with brackets 9, and on the other side on the bridge 2 through brackets 10, fixed on the plates 11 by means of a bolted connection. Curved longitudinal jet rods 7 make it possible to reduce longitudinal dynamic loads due to elastic deformation. The amount of bending of the rods is calculated based on the required value of their rigidity. The compression buffers 12 fixed at the bottom of the frame 1 and the rebound buffers 13 fixed at the bottom of the pads 11 are used as suspension travel stops. (0.1 ... 0.5 m) and reduce the dynamic load on the fastening elements of the piston to the rod. This allows you to increase the reliability of the suspension without significant complication. Earrings 14 are hinged on the rear part of the bridge 2, with which a U-shaped anti-roll bar 15 (U-shaped bar) is pivotally connected. The U-shaped stabilizer 15 is hinged to the frame 1 through the racks 16 and brackets 17. The U-shaped torque rod 15 provides more effective damping of the transverse dynamic load, which is important for using the car on roads characterized by deep depressions and protrusions (0.1 ... 0 .5 m). U-shaped bar 15 due to the large length of the side arms allows you to select the optimal transverse stiffness of the suspension in a wider range. The mechanism for attaching the U-shaped rod 15 to the bridge 2 through the earrings 14 allows the bridge 2 to perform vertical movement without turning around the horizontal transverse axis of the bridge 2 (as in the prototype), which reduces dynamic loads on the suspension elements and improves the operating conditions of the cardan shaft, increasing it resource. The same mechanism allows you to conveniently install on the bridge 2 the rebound limit buffer 13 of the shock absorber 3. The length of the earring 14 and the side levers of the U-shaped rod 15 is calculated depending on the amount of travel of the shock absorber 3. The upper V-shaped reaction rods 18 are installed at one end on the center cross member 19 of the frame 1 with the help of the central hinge assembly 20, and the other ends are mounted on the bridge 2 through the brackets 21. The V-shaped jet rod 18, which perceives transverse vibrations, longitudinal and circular horizontal vibrations, improves the ride and handling of the car on uneven roads. The bent levers 24 of the U-shaped stabilizer 15 are equipped with devices for adjusting their length, including threaded rods 22 with lock nuts 23, screwed into the tubular ends of the levers 24 and rigidly connected to the hinges of the earrings 14. The length of these levers is adjusted simultaneously with setting the required pressure in the pneumatic chambers. The upper side of the earrings 14 has a flat area for contact with the rebound buffers 13, which ensures tight contact with them. Fastening the shock absorber 3 to the frame 1 by means of brackets rising above it allows you to increase the stroke of the shock absorber, which is important for using the car on roads characterized by deep depressions and protrusions (0.1 ... 0.5) m. suspension characteristics while improving the ride comfort of the vehicle in difficult road conditions.

Заявляемая задняя подвеска транспортного средства работает следующим образом.The claimed rear suspension of the vehicle works as follows.

При перемещении транспортного средства по неровностям дороги происходит изменение расстояния между задним мостом 2 и рамой 1 транспортного средства, и при этом автомобиль испытывает динамические и статические нагрузки, воспринимаемые подвеской. Амортизаторы 3 с дополнительной внешней пневмокамерой 4 гасят преимущественно вертикальные нагрузки, обеспечивая плавное движение. Продольные нагрузки, передающиеся от колес транспортного средства, воспринимаются продольными реактивными штангами 7. Поперечные нагрузки воспринимает стабилизатор 15 поперечной устойчивости. Горизонтальные продольные, поперечные и крутильные колебания рамы 1 транспортного средства устраняются за счет V-образной реактивной штанги 18. Следовательно, все возможные направления колебаний рамы воспринимаются элементами подвески. В качестве ограничителей хода амортизатора используются буферы 12 сжатия и буферы 13 отбоя. В случае большого хода сжатия балка моста 2 упрется в буфер 12, а в случае большого хода отбоя плоская площадка серьги 14 упрется в буфер 13.When the vehicle moves over uneven roads, the distance between the rear axle 2 and the frame 1 of the vehicle changes, and the vehicle experiences dynamic and static loads perceived by the suspension. Shock absorbers 3 with an additional external pneumatic chamber 4 dampen predominantly vertical loads, ensuring smooth movement. Longitudinal loads transmitted from the wheels of the vehicle are perceived by the longitudinal torque rods 7. The transverse loads are perceived by the anti-roll bar 15. Horizontal longitudinal, transverse and torsional oscillations of the frame 1 of the vehicle are eliminated by the V-shaped reaction rod 18. Therefore, all possible directions of oscillations of the frame are perceived by the suspension elements. As shock absorber stroke limiters, compression buffers 12 and rebound buffers 13 are used. In the case of a large compression stroke, the bridge beam 2 will rest against the buffer 12, and in the case of a large rebound stroke, the flat platform of the earring 14 will rest against the buffer 13.

Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает требуемую упругую характеристику подвески транспортного средства с повышением плавности хода транспортного средства в тяжелых дорожных условиях.Thus, the claimed invention provides the required elastic characteristic of the vehicle suspension with an increase in the smoothness of the vehicle in difficult road conditions.

Claims

1. Rear dependent suspension of a vehicle, containing longitudinal jet rods, made bent and hinged at one end to the vehicle frame, and at the other - to the bridge, a transverse rod hinged to the bridge and the frame, and elastic elements connected on one side with frame, and on the other - with a bridge, characterized in that it contains a compression buffer mounted on the frame, a rebound buffer mounted on the bridge, V-shaped jet rods mounted at one end on the frame cross member by means of a hinge assembly, and at the other ends - hingedly on bridge, the elastic elements are made in the form of pneumohydraulic shock absorbers, equipped with an external pneumatic chamber, the transverse rod is U-shaped, the bent levers of which are connected to the bridge through hinged earrings and are made with the possibility of adjusting their length.

2. The rear dependent suspension of the vehicle according to claim 1, characterized in that the bent levers of the transverse U-shaped rod are threaded rods with lock nuts screwed into the tubular ends of the levers and rigidly connected to the hinges of the earrings.