RU54866U1

RU54866U1 - VEHICLE SUSPENSION

Info

Publication number: RU54866U1
Application number: RU2005110347/11U
Authority: RU
Inventors: Иван Вячеславович Бирюков; Рэм Павлович Вяткин; Лев Константинович Добрынин; Виктор Алексеевич Мажукин; Леонид Автономович Михальчук; Юрий Васильевич Мещерин; Алексей Леонидович Корнеев; Алексей Викторович Луканцов; Евгений Владимирович Ольшевский; Евгений Константинович Рыбников; Хасан Гумерович Усманов; Генрих Исаакович Левин; Николай Васильевич Бурмистров
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Управляющая компания ВКМ"
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2006-07-27

Abstract

Изобретение относится к устройству рессорного подвешивания транспортных средств. Подвеска транспортного средства содержит платформу, соединённую с подшипниковым узлом колеса при помощи установленных одна в другой витых пружин, снабженных с верхней и нижней опорными поверхностями, причем нижняя опорная поверхность внутренней пружины опирается на верхнюю опорную поверхность наружной пружины при помощи опорного звена. На верхней опорной поверхности внутренней пружины предусмотрен упор, а на верхней опорной поверхности наружной пружины установлено второе опорное звено, выполненное, например, в виде шайбы, сопряженное с упором через зазор.The invention relates to a device for suspension of vehicles. The vehicle suspension comprises a platform connected to the wheel bearing unit by means of coil springs installed in one another, provided with upper and lower supporting surfaces, the lower supporting surface of the inner spring resting on the upper supporting surface of the external spring using the supporting link. A stop is provided on the upper supporting surface of the inner spring, and a second supporting link is installed on the upper supporting surface of the external spring, made, for example, in the form of a washer, coupled with the stop through the gap.

Description

Изобретение относится к устройству рессорного подвешивания транспортных средств, преимущественно грузовых, используемых в шоссейном, рельсовом и воздушном сообщении, особенно перемещающихся с большой скоростью, в частности, более 100 км/ч.The invention relates to a device for spring suspension of vehicles, mainly trucks, used in highway, rail and air traffic, especially moving at high speed, in particular, more than 100 km / h

Известны подвески транспортных средств, содержащая платформу, соединенную с подшипниковым узлом колеса при помощи упругого органа, причем упругий орган, выполнен в виде, нескольких витых пружин, установленных одна в другой по схеме, обеспечивающей изменение характеристики жесткости при изменении нагрузки на них (см., например, патент №243763 1А по кл. B 60 G 21/52 за 1997 г.).Vehicle suspensions are known, containing a platform connected to the wheel bearing unit by means of an elastic organ, the elastic organ being made in the form of several coil springs installed one in the other according to a scheme that provides changes in the stiffness characteristics when the load on them is changed (see, for example, patent No. 243763 1A according to class B 60 G 21/52 for 1997).

Известны и другие аналогичные устройства подвесок для применения в случаях, когда требуется нелинейная характеристика их жесткости (см., например, патенты по кл. B 60 G 17/00, а также авторское свидетельство №1732070 по кл. F 16 F 1/18 за 1989 г.).Other similar suspension devices are known for use in cases where a non-linear characteristic of their stiffness is required (see, for example, patents according to class B 60 G 17/00, as well as copyright certificate No. 1732070 according to class F 16 F 1/18 per 1989).

Прототип по авторскому свидетельству №1732070 по кл, F 16 F 1/18 от 09.01.89 обладает наибольшим количеством существенных признаков и его можно считать наиболее близким по технической сущности решением задачи.The prototype according to copyright certificate No. 1732070 for class F 16 F 1/18 dated 01/09/1989 has the largest number of essential features and can be considered the solution of the problem closest in technical essence.

Транспортные средства, в частности железнодорожные, вагоны должны двигаться с наибольшей возможной скоростью и в груженом режиме и в порожнем состоянии. Когда вагон движется в порожнем состоянии, то из-за уменьшения массы платформы, вертикальные ускорения вагона увеличивается и допускаемую скорость приходится снижать. Для уменьшения этих ускорений жесткость подвески необходимо снизить.Vehicles, in particular railway, wagons must move at the highest possible speed both in loaded mode and in empty condition. When the car moves in an empty state, then due to a decrease in the mass of the platform, the vertical acceleration of the car increases and the permissible speed has to be reduced. To reduce these accelerations, the stiffness of the suspension must be reduced.

Недостаток известных подвесок заключается в том, что для получения нелинейной характеристики жесткости подвески и движения платформы без груза и с грузом с равной скоростью в прототипе применены узлы трения. Использование узлов трения усложняет обслуживание подвески, сокращает срок ее службы, так как узел трения изнашивается.A disadvantage of the known suspensions is that in order to obtain a non-linear characteristic of the stiffness of the suspension and the movement of the platform without load and with load at equal speed, friction units are used in the prototype. The use of friction units complicates suspension maintenance and reduces its service life, since the friction unit wears out.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по созданию рессорного подвешивания, жесткость которого изменяется под действием The present invention is directed to solving the technical problem of creating spring suspension, the rigidity of which varies under the action of

нагрузки на платформу транспортного средства, обеспечивая минимальные ускорения вертикальных колебаний при увеличении скорости его движения только взаимным расположением пружин без применения узлов трения (требующих обслуживания и периодической замены).load on the vehicle platform, providing minimal acceleration of vertical vibrations with an increase in its speed only by the relative position of the springs without the use of friction units (requiring maintenance and periodic replacement).

Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных характеристик подвижного состава, в частности, устойчивости на высоких скоростях передвижения.The technical result of the invention is to increase the operational characteristics of the rolling stock, in particular, stability at high speeds.

Средства для достижения технического результата состоят в том, чтобы установить связь упругих элементов между собой так, чтобы характеристика жесткости подвески состояла из разного наклона участков, которые выбирались бы подвеской автоматически в соответствии с требуемой жесткостью при изменении нагрузки на платформу, т.е. величины действующих вертикальных сил.Means for achieving a technical result are to establish a connection between the elastic elements so that the stiffness characteristic of the suspension consists of different slopes of sections that would be selected automatically by the suspension in accordance with the required stiffness when the load on the platform changes, i.e. the magnitude of the acting vertical forces.

Указанный технический результат достигается тем, что в подвеске транспортного средства, содержащей платформу, соединенную с подшипниковым узлом колеса при помощи установленных одна в другой витых пружин, снабженных с верхней и нижней опорными поверхностями, причем нижняя опорная поверхность внутренней пружины опирается на верхнюю опорную поверхность наружной пружины при помощи опорного звена, на верхней опорной поверхности внутренней пружины предусмотрен упор, а на верхней опорной поверхности наружной пружины установлено второе опорное звено, выполненное, например, в виде шайбы, сопряженное с упором через зазор.The specified technical result is achieved in that in the vehicle suspension containing a platform connected to the wheel bearing unit by means of coil springs installed in one another, provided with upper and lower supporting surfaces, the lower supporting surface of the inner spring resting on the upper supporting surface of the outer spring with the support link, a stop is provided on the upper support surface of the inner spring, and a second support is installed on the upper support surface of the external spring molar unit configured, for example, in the form of a washer, the conjugate with the focus through the gap.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется одним из предпочтительных примеров его осуществления.The essence of the invention is illustrated by one of the preferred examples of its implementation.

На фиг.1 показан принцип установки пружин;Figure 1 shows the principle of installation of the springs;

фиг.2 дана характеристика жесткости подвески;figure 2 gives the characteristic stiffness of the suspension;

фиг.3 показано устройство пружинной подвески.figure 3 shows the device of the spring suspension.

Согласно настоящего изобретения подвеска транспортного средства содержит платформу, соединенную с подшипниковым узлом колеса при помощи установленных одна в другой витых пружин, снабженных с верхней и нижней опорными поверхностями, причем нижняя опорная поверхность внутренней пружины опирается на верхнюю опорную поверхность наружной пружины при помощи опорного звена. На верхней опорной поверхности внутренней пружины предусмотрен упор, а на верхней опорной поверхности наружной пружины установлено второе опорное звено, выполненное, например, в виде шайбы, According to the present invention, the vehicle suspension comprises a platform connected to the wheel bearing unit by means of coil springs installed in one another, provided with upper and lower supporting surfaces, the lower supporting surface of the inner spring resting on the upper supporting surface of the outer spring using the supporting link. A stop is provided on the upper supporting surface of the inner spring, and on the upper supporting surface of the external spring, a second supporting link is made, for example, made in the form of a washer,

сопряженное с упором через зазор.mating with focus through the gap.

Ниже приводится пример конкретного исполнения изобретенияThe following is an example of a specific implementation of the invention

Как видно на фиг.1, витые пружины установлены одна в другой. Верхние и нижние опорные поверхности пружин соединены так, что нижняя опорная поверхность внутренней пружины. 1 опирается на верхнюю опорную поверхность наружной пружины 2 с помощью опорного звена -например, в виде стакана 3. В результате, при малой величине вертикальных сил, например, под весом тары платформы 4, сжатой становится (имеющей больший прогиб), главным образом, внутренняя пружина 1. Обе пружины оказываются включенными последовательно и их гибкости 1/C₁ и 1/С₂ складываются (фиг.2).As can be seen in figure 1, the coil springs are installed one in the other. The upper and lower supporting surfaces of the springs are connected so that the lower supporting surface of the inner spring. 1 rests on the upper abutment surface of the outer spring 2 with the support link — for example, in the form of a cup 3. As a result, with a small amount of vertical forces, for example, under the tare of the platform 4, it becomes compressed (having a greater deflection), mainly the inner spring 1. Both springs are connected in series and their flexibility 1 / C ₁ and 1 / C _{2 are} added (figure 2).

При увеличении вертикальной нагрузки (платформа 4 с грузом) обе пружины сжимаются и, когда опорное звено 3 достигнет плоскости нижней опорной поверхности наружной пружины 2 и упрется в нее, одна (наружная) пружина 2 окажется выключенной. Гибкость подвески будет соответствовать жесткости C₁ одной пружины 1 (фиг.2). Рессорное подвешивание получает упругие свойства с нелинейной характеристикой, состоящей, из двух прямолинейных участков с разным углом наклона. Графически характеристика выглядит так, как показано на фиг.2 сплошными линиями. Наклон линейных участков может быть изменен, например, изменением соотношения величин "h" и "Н" (фиг.1), т.е. расстоянием между нижним основанием опорного звена 3 и нижней опорной поверхностью наружной пружины (зазор "h") или между верхней опорной поверхностью наружной пружины и платформой (зазор "Н").With an increase in vertical load (platform 4 with a load), both springs are compressed and, when the supporting link 3 reaches the plane of the lower supporting surface of the outer spring 2 and rests against it, one (outer) spring 2 will be turned off. The flexibility of the suspension will correspond to the stiffness C _{1 of} one spring 1 (figure 2). Spring suspension receives elastic properties with a non-linear characteristic, consisting of two rectilinear sections with different angles of inclination. Graphically, the characteristic looks as shown in Fig. 2 in solid lines. The slope of the linear sections can be changed, for example, by changing the ratio of the values of "h" and "H" (figure 1), i.e. the distance between the lower base of the support link 3 and the lower abutment surface of the outer spring (clearance "h") or between the upper abutment surface of the outer spring and the platform (clearance "H").

В описанном случае, как видно на фиг.1, "h" было меньше "Н". Если "h" сделать больше "Н", то при выборе соответствующих значений C₁ и С₂ и увеличении вертикальной силы, поверхность платформы 4 упрется в верхнюю поверхность опорного звена 3 (выберется зазор "Н"). Тогда будет выключена пружина 1 и гибкость подвески будет соответствовать уже характеристике ∈2 наружной пружины 2 (штрих пунктирная линия).In the described case, as can be seen in FIG. 1, “h” was less than “H”. If “h” is made larger than “H”, then when choosing the appropriate values of C ₁ and C ₂ and increasing the vertical force, the surface of the platform 4 will abut against the upper surface of the support link 3 (the gap “H” will be selected). Then the spring 1 will be turned off and the flexibility of the suspension will already correspond to the characteristic ∈2 of the outer spring 2 (dash dotted line).

Линейность характеристики можно изменить еще в больших пределах, если осуществить соединение пружин с помощью еще и второго опорного звена (фиг.3). Для этого платформа 4 снабжена упором 5, соединенным с верхней опорной поверхностью пружины 1, а между верхней опорной поверхностью наружной пружины 2 и опорным звеном 3 (первым опорным звеном) установлено второе опорное звено, например, как показано на фиг.3, в виде шайбы 6. Между ней и The linearity of the characteristics can be changed even more, if you connect the springs with the help of the second support link (figure 3). To this end, the platform 4 is provided with a stop 5 connected to the upper abutment surface of the spring 1, and between the upper abutment surface of the outer spring 2 and the abutment link 3 (the first abutment link), a second abutment link is installed, for example, as shown in FIG. 3, in the form of a washer 6. Between her and

упором 5 предусмотрен зазор, величина которого определяет прогиб пружин, при котором произойдет изменение характеристики; он выбирается для каждого конкретного случая. Когда под действием вертикальных сил упор 5, упрется во второе опорное звено 6, то начнут сжиматься две пружины 1 и 2 параллельно и характеристика пружинной подвески изменится вновь - получит еще один линейный участок с другим наклоном, соответствующим суммарной жесткости двух пружин C₁ и С₂(фиг.2.).emphasis 5 provides a gap, the value of which determines the deflection of the springs, at which there will be a change in characteristics; he is selected for each case. When, under the action of vertical forces, the stop 5 rests on the second support link 6, then two springs 1 and 2 begin to compress in parallel and the characteristic of the spring suspension changes again - one more linear section with a different slope corresponding to the total stiffness of the two springs C ₁ and C ₂ (Fig.2.).

В результате, рессорное подвешивание будет иметь характеристику жесткости в виде ломаной линии с тремя прямыми участками наклона, а не в виде прямой с двумя участками под некоторым постоянным углом наклона, как в прототипе. Меняя параметры каждой из двух пружин можно менять угол наклона, а, меняя соотношение "Н" и "h", можно менять длину каждого участка прямой (фиг.2).As a result, spring suspension will have a stiffness characteristic in the form of a broken line with three straight sections of the slope, and not in the form of a straight line with two sections at a certain constant angle of inclination, as in the prototype. By changing the parameters of each of the two springs, you can change the angle of inclination, and by changing the ratio of "H" and "h", you can change the length of each section of the line (figure 2).

Таким образом достигнут желаемый технический результат. Описанная совокупность существенных признаков позволяет подбирать характеристику рессорного подвешивания, обеспечивая величину жесткости, требующуюся при изменяющихся величинах вертикального нагружения. Компьютерная модель подвески была создана в программе SolidWorks исследована в программе DINA пространственного моделирования динамики вагона, где подтвержден технический результат и улучшенная динамика платформы при повышенных скоростях движения как в груженом, так и в порожнем режимах. Так, для железнодорожного грузового вагона с нагрузкой на ось 23,5 т допустимая скорость для груженого и для порожнего режимов составила 140 км/ч.Thus, the desired technical result is achieved. The described set of essential features allows you to select the characteristic of spring suspension, providing the amount of stiffness required for varying values of vertical loading. The computer model of the suspension was created in the SolidWorks program and studied in the DINA program for spatial modeling of the dynamics of the car, where the technical result and improved dynamics of the platform at high speeds both in loaded and empty modes were confirmed. So, for a railway freight car with an axle load of 23.5 tons, the permissible speed for loaded and empty modes was 140 km / h.

Предлагаемая подвеска, сохраняющая оптимальную жесткость независимо от нагрузки платформы, позволяет ограничить величину вертикальных колебаний и поэтому двигаться с повышенной скоростью.The proposed suspension, preserving optimal stiffness regardless of the platform load, allows you to limit the magnitude of the vertical vibrations and therefore move at increased speed.

Claims

A vehicle suspension comprising a platform connected to a wheel bearing assembly by means of coil springs installed in one another and provided with upper and lower supporting surfaces, the lower supporting surface of the inner spring being supported by the upper supporting surface of the external spring using the supporting link, characterized in that a stop is provided on the upper supporting surface of the inner spring, and on the upper supporting surface of the external spring, a second supporting link is installed, made for example a washer conjugate with the focus through the gap.