UA68684A

UA68684A - Wheel suspension

Info

Publication number: UA68684A
Application number: UA2003098767A
Authority: UA
Inventors: Stanislav Pavlovyc Krasnovskyi; Anatolii Fedorovych Biliavskyi
Original assignee: Stanislav Pavlovyc Krasnovskyi; Anatolii Fedorovych Biliavskyi
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2004-08-16

Abstract

The wheel suspension of a car contains cross-beam, rotary post of wheel, upper and lower levers of suspension connected from one side with the cross-beam, and from other side - with the rotary post, shock absorber and elastic element mounted between the cross-beam and the lower lever. Elastic element is made in the form of two cylindrical spiral springs of different diameter concentrically arranged relative to each other and axis of the shock absorber, fork sleeve and supporting transmitting flange, with which interact both springs by their upper ends, and the external spring is abutted by lower end against lower lever, and internal spring is fastened with one end to the supporting transmitting flange, and by another end - to the internal lower border of the fork sleeve, and the upper border of fork sleeve is abutted against the cross-beam of suspension.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до автомобілебудуванню, а більш конкретніше до підвіски колес автомобіля і може бути 2 використаний при конструюванні, будуванні і експлуатації автомобілів.The invention relates to the automotive industry, and more specifically to the suspension of car wheels and can be used in the design, construction and operation of cars.

Відома підвіска колес автомобіля, що містить поперечину, яка являє собою фігурну балку коритного перетину, верхній і нижній важелі підвіски, з'єднані з однієї сторони на вісях з поперечиною, а з другої сторони на шарових опорах з поворотною стійкою колеса, пружний елемент підвіски - циліндричну гвинтову пружину і амортизатор розташований концентричне в пружині, установлені проміж поперечини і нижнім важелем, 70 атакож верхній і нижній гумові буфери. Верхній буфер розміщений на верхньому важелі, а нижній на нижньому важелі підвіски і вступають в роботу відповідно при "отбою" і "стиснені" пружини (1. ст.73). Ця підвіска колес автомобіля є прототипом.The known suspension of the wheels of the car, which contains a cross member, which is a shaped beam of a trough cross section, the upper and lower suspension arms, connected on one side on the axles with the cross member, and on the other side on the layer supports with a rotating wheel stand, an elastic element of the suspension - a cylindrical helical spring and a shock absorber located concentrically in the spring, installed between the crossbar and the lower lever, 70 and upper and lower rubber buffers. The upper buffer is placed on the upper lever, and the lower one on the lower lever of the suspension and come into operation, respectively, when the springs are "rebounded" and "compressed" (1. Article 73). This car suspension is a prototype.

Плавність ходу і стійкість руху автомобіля у відомій підвіски колес в певній мірі забезпечується застосуванням пружних елементів підвіски виконаних з двох деталей: циліндричної гвинтової пружини та 12 гумових буферів, які вступають в роботу на кінцевій стадії дії пружини. Але така конструкція підвіски колес не забезпечує належної не лінійності характеристики пружних елементів, так як має лінійну ділянку роботи на графіку характеристики підвіски між вступленням в роботу гумових буферів, і відповідно погіршує характеристику самої підвіски, що приводить все ще до відчутних поштовхів іспитуємих кузовом і пасажирами при наїзді колес на нерівності дороги, тобто плавність ходу і стійкість руху автомобіля, особливо на нерівній дорозі, все ще незадовільний. При цьому виявляються такі недоліки, як відвід колес в сторону при попаданні одного колеса в вибоїну і виїзд на смугу зустрічного руху, тряска та швидка утома водія і дискомфорт пасажирів, неутримання дороги на великій швидкості.The smoothness of the ride and the stability of the movement of the car in the known wheel suspension is to a certain extent ensured by the use of elastic elements of the suspension made of two parts: a cylindrical helical spring and 12 rubber buffers, which come into operation at the final stage of the spring action. But this design of the wheel suspension does not ensure the proper non-linearity of the characteristics of the elastic elements, as it has a linear section of work on the graph of the suspension characteristics between the rubber buffers starting to work, and accordingly worsens the characteristics of the suspension itself, which still leads to noticeable shocks experienced by the body and passengers at the impact of the wheels on the unevenness of the road, that is, the smoothness of the ride and the stability of the car, especially on the uneven road, is still unsatisfactory. At the same time, such shortcomings are revealed as the wheels drifting to the side when one wheel hits a pothole and exits into the lane of oncoming traffic, shaking and rapid fatigue of the driver and discomfort of passengers, failure to maintain the road at high speed.

Метою винаходу є усунення вищеуказаних недоліків і підвищення плавності ходу і стійкості руху автомобіля.The purpose of the invention is to eliminate the above-mentioned shortcomings and increase the smoothness of the movement and stability of the car.

Вказана мета досягається тим, що у відомій підвіски колес автомобіля, яка містить поперечину, поворотну стійку колеса, верхній і нижній важелі підвіски, з'єднані з однієї сторони з поперечиною а з другої сторони з « поворотною стійкою, амортизатор і пружний елемент, установлений проміж поперечиною і нижнім важелем, пружний елемент виконаний у вигляді концентричне розміщених відносно один одного і вісі амортизатора двох циліндричних гвинтових пружин різного діаметра, вильчатого стакана і упорно-передатнього фланця, з котрим взаємодіють обидві пружини своїми верхніми кінцями, а нижнім кінцем зовнішня пружина упирається у нижній З важіль, а внутрішня пружина прикріплена одним кінцем до упорно-передаточного фланця, а другим кінцем до с внутрішнього нижнього бортику вильчатого стакана, і верхній бортик вильчатого стакана упирається в поперечину підвіски. ее,The specified goal is achieved by the fact that in the known suspension of the wheels of the car, which includes a cross member, a swivel wheel rack, upper and lower suspension arms, connected on one side to the cross member and on the other side to the "rotary rack", a shock absorber and an elastic element, installed between crossbar and lower lever, the elastic element is made in the form of two cylindrical helical springs of different diameters, concentrically placed relative to each other and the axis of the shock absorber, a fork cup and a thrust-transmission flange, with which both springs interact with their upper ends, and the lower end of the outer spring rests against the lower With the lever, the inner spring is attached with one end to the thrust-transmission flange, and with the other end to the inner lower edge of the fork cup, and the upper edge of the fork cup rests against the cross member of the suspension. eh

Винахід пояснюється кресленням на якому зображено загальний вигляд кінематичної схеми запропонованої с підвіски колес автомобіля з розрізом деталей дружнього елемента. 3о Підвіска колес автомобіля містить в собі поперечину 1, поворотну стійку колеса 2, верхній З і нижній 4 ее, важелі підвіски з'єднані з однієї сторони на вісях 5 з поперечиною 1, а з другої сторони на шарових опорах 6, з поворотною стійкою 2, амортизатор 7 і пружний елемент, установлений проміж поперечиною 1 і нижнім важелем 4. Пружний елемент має дві циліндричні гвинтові пружини, зовнішню 8 та внутрішню 9, різного діаметру « і різної жорсткості, вильчатий стакан 10 і упорно-передаточний фланець 11, розміщені концентричне один З 50 одному і вісі амортизатора 7. З упорно-передаточним фланцем 11 взаємодіють обидві пружини 8 і 9 своїми с верхніми кінцями: зовнішня пружина 8 упирається у фланець 11, внутрішня пружина 9 прикріплена до нього,The invention is explained by a drawing showing the general view of the kinematic scheme of the proposed car wheel suspension with a section of the details of the friendly element. 3o The suspension of the wheels of the car includes a cross member 1, a swivel wheel stand 2, an upper Z and a lower 4 ee, the suspension levers are connected on one side to the axles 5 with the cross member 1, and on the other side to ball supports 6, to the swivel stand 2 , a shock absorber 7 and an elastic element installed between the cross member 1 and the lower lever 4. The elastic element has two cylindrical helical springs, outer 8 and inner 9, of different diameters and different stiffness, a fork cup 10 and a thrust-transmission flange 11, placed concentric one With 50 one and the axis of the shock absorber 7. Both springs 8 and 9 interact with their upper ends with the thrust-transmission flange 11: the outer spring 8 abuts against the flange 11, the inner spring 9 is attached to it,

Із» наприклад, різьбою по вітку пружини. А нижнім кінцем зовнішня пружина 8 упирається в нижній важіль 4, внутрішня пружина 9 прикріплена до внутрішнього нижнього бортику вильчатого стакана 10, і верхній бортик вильчатого стакана 10 упирається в поперечину підвіски 71. На верхній бортик вильчатого стакана і упорно-передаточний фланець прикріплені гумові прокладки 12, котрі послаблюють передачу у кузов вібрацій, б шумів і стуків. Для вільної проходки стоєк вильчатого стакана 10 в упорно-передаточному фланці 11 вирізаніWith" for example, a thread along the spring branch. And at the lower end, the outer spring 8 rests against the lower lever 4, the inner spring 9 is attached to the inner lower edge of the fork cup 10, and the upper edge of the fork cup 10 rests against the cross member of the suspension 71. Rubber gaskets 12 are attached to the upper edge of the fork cup and the thrust-transmission flange , which weaken the transmission of vibrations, noises and knocks to the body. For free passage of the racks of the fork cup 10 in the thrust-transmission flange 11 are cut out

Ге | два півмісячних сектора 13.Ge | two half-moon sectors 13.

Підвіска колес автомобіля працює таким чином. При наїзді колеса на виступаючу нерівність дороги зовнішня б пружина 8 стискується, діє на упорно-передаточний фланець 11, котрий розтягує внутрішню пружину 9, а о 20 остання передає вісьне зусилля через вильчатий стакан 10 поперечині 1, тобто кузову автомобіля. При подальшому з'їзді колеса із нерівності дороги зовнішня пружина розпрямляється, внутрішня стискується. ПриCar suspension works like this. When the wheel hits a protruding unevenness of the road, the outer b spring 8 is compressed, acts on the thrust-transmission flange 11, which stretches the inner spring 9, and at 20 the latter transmits the axial force through the fork cup 10 to the cross member 1, that is, the car body. When the wheel moves off a bumpy road, the outer spring is straightened, the inner spring is compressed. At

Т» цьому сила пружності наружної пружини 8 різко (з ударом) притискує колесо до дороги і одночасно дією на упорно-передаточний фланець 11 розтягує внутрішню пружину 9, котра через вильчатий стакан 10 м'яко підкидує уверх кузов автомобіля. Услід за цим кузов під дією своєї ваги опускається, намагаючись зайняти 25 колишнє положення, і знову деформує спочатку зовнішню пружину, яка працює на стиснення, а потім внутрішню в. пружину, більш жорстку, яка працює на розтягування і так далі... Таким чином, навіть при наїзді колеса на поодиноку нерівність дороги, кузов автомобіля одержує коливання, здійснюючі декілька вертикальних розмахів з поступово убуваючою по величині амплітудою. У запропонованої підвіски колес за рахунок роботи внутрішньої пружини 9, при різних дорожніх умовах, тільки на розтягування, різної жорсткості пружин і збільшення 60 підсумкового внутрішнього тертя в матеріалі пружин (гістерезисні утрати енергії) збільшується не лінійність характеристики пружного елемента підвіски і відбувається швидке згасання власних коливань кузова. А в поєднанні з амортизаторами в системі цієї підвіски частота вертикальних коливань знижується до одиночних розмахів, що збільшує плавність ходу автомобіля. Оскільки збільшується жорсткість внутрішньої пружини, яка працює на розтягування, підвищується і кутова жорсткість підвіски, що зменшує нахил кузова при проходженні бо автомобілем поворотів і одночасно покращує поперечну стійкість автомобіля.Thus, the elastic force of the outer spring 8 sharply (with a shock) presses the wheel to the road and at the same time, acting on the thrust-transmission flange 11, stretches the inner spring 9, which through the fork cup 10 gently throws up the car body. Following this, the body, under the influence of its weight, descends, trying to take the former position, and again deforms first the outer spring, which works for compression, and then the inner spring. a spring, more rigid, which works for stretching and so on... Thus, even when a wheel hits a single unevenness of the road, the car body receives oscillations, making several vertical swings with a gradually decreasing amplitude. In the proposed wheel suspension, due to the operation of the internal spring 9, under different road conditions, only for stretching, different stiffness of the springs and an increase 60 of the final internal friction in the material of the springs (hysteresis energy losses), the non-linearity of the characteristics of the elastic element of the suspension increases and there is a rapid damping of its own oscillations body And in combination with shock absorbers in the system of this suspension, the frequency of vertical oscillations is reduced to single swings, which increases the smoothness of the car. Since the stiffness of the inner spring, which works on stretching, increases, the angular stiffness of the suspension also increases, which reduces the inclination of the body when the car turns and at the same time improves the transverse stability of the car.

В пропонуємій підвіски колес характеристики пружин, їх розташування, взаємодія і режим роботи виконані так, що утворюємий пружним елементом опір отримує найбільшу величину і при ході стиску" і при ході відбою" пружного елементу в безударному режимі. Тобто підвіска колес автомобіля має перемінну жорсткість пружного елементу при різних вантажних і дорожніх умовах, за рахунок цього підвіска забезпечує підвищену плавність ходу, комфортабельність їзди і стійкість руху автомобіля, порівняно з відомою. Пропонуєма підвіска колес може бути використана як на передній так і на задній підвіски колес автомобіля.In the proposed wheel suspension, the characteristics of the springs, their location, interaction, and mode of operation are designed so that the resistance generated by the elastic element receives the greatest value both during compression and during rebound of the elastic element in shock-free mode. That is, the suspension of the wheels of the car has a variable stiffness of the elastic element under different load and road conditions, due to this, the suspension provides increased smoothness of the ride, driving comfort and stability of the car, compared to the known one. The proposed wheel suspension can be used both on the front and on the rear wheel suspension of the car.

Заявниками розроблені креслення, виготовлені деталі підвіски і підвіски установлені на експериментальному автомобілі ВАЗ-21-053 "Жигули". Проведені заявниками випробування підвіски колес на експериментальному 70 автомобілі показали, що при руху автомобіля по нерівній дорозі з великою швидкістю пружні елементи перемінної жорсткості підвіски значно зменшують амплітуду динамічних коливань системи кузов - вісі колес, порівняно з відомою, що збільшує плавність ходу автомобіля і попереджує небезпечний відрив колес автомобіля від поверхні дороги.The applicants developed the drawings, manufactured the suspension parts and installed the suspension on the experimental car VAZ-21-053 "Zhiguly". Tests of the wheel suspension carried out by the applicants on the experimental 70 car showed that when the car is moving on an uneven road at high speed, the elastic elements of the variable suspension stiffness significantly reduce the amplitude of dynamic oscillations of the body - wheel axle system, compared to the known one, which increases the smoothness of the car and prevents dangerous separation car wheels from the road surface.

Список використаної інформації і літератури 1. Хальфан Ю.А. Автомобиль ,Москвич-412". Многокрасочньйй альбом. Москва, Машиностроение, 1976. 2. Самохвалов Я.А., Левицкий М.Я., Григораш В.Д. Справочник техника-конструктора, Винтовье цилиндрические пружинь, стр. 558, Киев изд. ,Гехніко", 1978. хатамиList of used information and literature 1. Khalfan Yu.A. Automobile, Moskvich-412". Multi-color album. Moscow, Mashinostroenie, 1976. 2. Samokhvalov Y.A., Levitskyi M.Ya., Hryhorash V.D. Handbook of the design engineer, Vyntovye cylindrical springs, p. 558, Kyiv izd "Gehniko", 1978. houses

ДЕ ту 5 в 2 є 1 Я , щі, й ій І й У : т іх ; 15 ср 1 Ї ПАWHERE tu 5 in 2 is 1 I , shchi, y yy I y U : t ih ; 15 Wed 1 I PA

У ВИК і2 д с НЯ шт ст, Р МА її рійрх ПР чі і (ук ма «In VYK i2 ds NYA sht st, R MA her riirh PR chi i (uk ma «

ЗИ г Ящемі-- ХУ «і У «Ек рда,ZY g Yashchemi-- HU "i U "Ek rda,

ЗИ | и жавиZY | and chew

Тк КУ Укл ник СИ па ЕВ / С що ди я й і-Я ие ЩЕ: зи, «г що а У тету я ит- /да ан В НИЙ ру т І" її? со ' п ннсви 7; й. ІНН т (Се) : |! в соTk KU Ukl nyk SY pa EV / S what di I and i-I ie SCHE MORE: zi, "g what a U tetu i it- /da an V NY ru t I" her? so ' p nnsvy 7; y. INN t (Se) : |! in so

У У 7799 6 Ще з г. й 5 (Се) сих с й ще ЕйU U 7799 6 More with g. and 5 (Se) sih s and more Ey

Фіг.Fig.

Claims

70 Formula of the invention 8 and . . . . . NYA ma NYA . a Suspension of the wheels of a car, which includes a cross member, a pivoting wheel strut, upper and lower suspension arms connected on one side to the cross member and on the other side to a pivoting strut, a shock absorber and an elastic element installed between the cross member and the lower lever, which is different by the fact that the elastic element would be made in the form of two cylindrical helical springs of different diameters concentrically placed relative to each other and the axis of the shock absorber, a fork cup and a thrust-transmission flange, with which both springs interact with their upper ends, and the lower end of the outer spring rests against the lower lever, and the inner spring is attached with one end to the thrust-transmission flange, and with the other end to the inner lower edge of the fork cup, and the upper edge of the fork cup rests against the cross member (o) of the suspension. и» i , , , 0. Official bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2004, M 8, 15.08.2004. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. 60 b5