WO2015187114A1 - Подвеска транспортного средства "afw" - Google Patents

Подвеска транспортного средства "afw" Download PDF

Info

Publication number
WO2015187114A1
WO2015187114A1 PCT/UA2014/000059 UA2014000059W WO2015187114A1 WO 2015187114 A1 WO2015187114 A1 WO 2015187114A1 UA 2014000059 W UA2014000059 W UA 2014000059W WO 2015187114 A1 WO2015187114 A1 WO 2015187114A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
levers
suspension
frame
torsion
vehicle suspension
Prior art date
Application number
PCT/UA2014/000059
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Юрий Григорьевич СИДОРЕНКО
Георгий Владимирович БЕЙЛИН
Сергей Юрьевич ПЕТРЕНКО
Original Assignee
Юрий Григорьевич СИДОРЕНКО
Георгий Владимирович БЕЙЛИН
Сергей Юрьевич ПЕТРЕНКО
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Григорьевич СИДОРЕНКО, Георгий Владимирович БЕЙЛИН, Сергей Юрьевич ПЕТРЕНКО filed Critical Юрий Григорьевич СИДОРЕНКО
Priority to PCT/UA2014/000059 priority Critical patent/WO2015187114A1/ru
Publication of WO2015187114A1 publication Critical patent/WO2015187114A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/18—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having torsion-bar springs only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
    • B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
    • B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically

Definitions

  • the present invention relates mainly to the automotive industry, and more specifically, to the design of the suspension, intended for use in both traditional cars and in special vehicles of increased comfort, including ambulances, baby and wheelchairs, as well as for its use in aircraft landing gear.
  • a car suspension or suspension system is a combination of parts, components and mechanisms that play the role of a connecting link between the car body and the road.
  • the suspension is part of the chassis and performs the following functions:
  • a vehicle suspension containing a frame, four identical levers for connecting to the hubs of the respective wheels, and torsion rods connected to the levers [Patent for invention Jfe 2473444, Russia, MP B62D21 / 1 1 (2006.01), B60G 3/12 (2006.01), Published: 1/27/2013].
  • the described device is a box-shaped suspension module. Each module contains a transverse torsion bar, a vibration damper unit and a coaxial transmission ring attached to the longitudinal suspension arm with a steering assembly, and bearings.
  • the suspension of the above-mentioned modules is an assembly of four identical independent units mounted on a common frame, and according to the principle of operation, since the torsion bar of the module has an internal fixing end and an external end connected to the lever, such a suspension can be defined as multi-link independent suspension with a torsion bar oriented transverse to the axis instead of the spring.
  • the described suspension has insufficient lateral stability and the ability to evenly distribute the load along the axes and, in addition, does not exclude the possibility of hanging on an obstacle with wheels located diagonally.
  • the working stroke of such a suspension is provided only by the possibility of twisting the torsion bar at a small angle, and therefore the required smoothness of the vehicle with such a suspension is possible only on highways and on high-speed roads, but is insufficient for ordinary roads (non-high-speed) and unpaved roads.
  • the basis of the invention is the task of creating such a vehicle suspension, which would provide better grip, as well as increased smoothness of the vehicle, not only on highways and high-speed roads, but also on ordinary roads (not high-speed) and on roads with primer coating.
  • the problem is solved by creating the conditions for simultaneously supporting all four wheels on the road (ground), both when driving and when hitting obstacles.
  • the suspension contains at least two freely rotating torsion bars with a twist angle under load of 1-5 °, which form, respectively, the front and rear axles, are attached to the frame through the bearing units, mounted in parallel and their midpoints are interconnected by a traction with the possibility of synchronous axial rotation of the torsion rods at an angle in the range from -45 ° to + 45 °, a lever with a hub of the corresponding wheel is attached to each end of the torsion bar, levers of one axis p ikrepleny corresponding to the ends of the torsion bar are arranged in parallel and directed in opposite directions, wherein each side of the suspension levers - right or left - in opposite directions.
  • each torsion bar is attached to the frame through at least two rubberized bearing assemblies.
  • a feature of the proposed suspension is that between the middle of each torsion bar and the corresponding end of the rod there is a communication lever, and both communication levers are oriented the same way - either up or down, depending on the purpose of the suspension.
  • a feature of the proposed suspension is that the link connecting the levers is equipped with a mechanism for adjusting its length to enable the frame to be tilted to the right or left.
  • a feature of the proposed suspension is that to use the vehicle's suspension as an airplane landing gear, the thrust length change mechanism is made in the form of a two-way spring damper for the possibility of tilting the frame to the right or left under the action of external forces.
  • a feature of the proposed suspension is that for its use in prams and wheelchairs, the levers of one axis are bent upward from the horizontal plane to an angle of 15-20 ° each. In this case, the axes of rotation of the wheels are higher than the axes of the torsion bars.
  • a feature of the proposed suspension is that it is equipped with an adjustable steering mechanism made in the form of a linkage mechanism equipped with a drive and mounted on the frame with the possibility of interaction with the wheel levers to describe the correct circles with all four wheels when turning the vehicle and the possibility of changing the turning radius for the front and the rear axles according to a given program by changing the ratio of the shoulders of the levers with an adjustable steering gear according to a predetermined algorithm.
  • the proposed device is a multi-link torsion (elastic) dependent suspension - a wheel communication system that provides a constant uniform distribution of vehicle weight across all four wheels to achieve a constant traction coefficient for all wheels regardless of the curvature of the roadway.
  • the authors experimentally established the maximum value of the angle of the synchronous axial rotation of the torsion rods - + 45 °.
  • the specified value of the angle allows the suspension to work out the roughness of the road surface, while maintaining the operation of the linkage system in the normal mode.
  • the angle determines the size of the obstacle that the suspension can overcome by evenly distributing the load between the wheels and avoiding hanging one of them.
  • the values of the angle are larger in absolute value than 45 ° of the synchronous axial rotation of the torsion rods, disruption of the operation of the levers and, as a result, suspension blocking and jamming occur.
  • the levers of one axis are bent upward from a horizontal plane at an angle of 15-20 ° each.
  • the axes of rotation of the wheels are higher than the axes of the torsion bars. This condition ensures safe operation and stability when driving on the same axis (when the vehicle overcomes high curbs or steps).
  • Each torsion bar is attached to the frame through rubberized bearing units, at least two for each torsion bar.
  • a lever with a wheel hub is attached to each end of the torsion bar.
  • the levers on the torsion rods are located in a plane parallel to the roadway and are oriented as follows: front left and rear right - forward (in the direction of travel), front right and rear left - back, but a mirror arrangement of levers is also possible.
  • In the middle of each torsion bar is fixed one end of the linkage lever. Both linkage levers should be oriented the same way — either up or down — depending on the specific purpose of the suspension.
  • the second ends of the link levers are interconnected by a thrust.
  • the link connecting the linkage may have a constant or variable length.
  • the link connecting the communication levers can be supplemented by an adjustable electric drive, such as a screw, or supplemented by a built-in double-sided spring damper.
  • an adjustable electric drive such as a screw
  • Changing the length of the rod relative to its nominal value, corresponding to the horizontal position of the vehicle allows the vehicle frame to be tilted to the right or left to compensate for the slope of the roadway, or for cornering.
  • the thrust length can be set based on signals from acceleration and incline sensors connected to the on-board computer equipped with the corresponding software product, the outputs of which are connected to an adjustable electric drive.
  • the proposed vehicle suspension may be supplemented with a steering gear. Since the wheels are asymmetrical, both axles must be rotary - front and rear.
  • the levers of the right - front and rear steering knuckles are longer than the levers of the left - front and rear steering knuckles, which is determined by the geometric construction for the specific dimensions of the wheelbase.
  • the steering trapezoid of the front and rear axles are connected to the adjustable steering gear via tie rods and angle levers.
  • the adjustable steering mechanism allows you to smoothly vary with the help of an adjustable electric drive the controllability of the vehicle over a wide range from "main rotary - front" to "main rotary - rear”. Adjustment is carried out by changing the ratio of the shoulders of the levers of the adjustable steering gear.
  • the same function can be realized with the help of two separate steering mechanisms, front and rear, with the corresponding electric drives controlled by the on-board computer according to a given program.
  • the technical result obtained as a result of the implementation of the present invention consists in creating conditions for supporting all four wheels simultaneously on the road (ground) or an obstacle under the wheel both when driving and when hitting an obstacle, by distributing the weight of the vehicle across all four wheels and achieving a constant coefficient of adhesion for all wheels, regardless of the condition and curvature of the road, which makes it possible to obtain the required smoothness of the vehicle not only on the car highways and highways, but also on ordinary roads.
  • the proposed vehicle suspension consists of structural elements for the manufacture of which are used to date known techniques, tools and materials. It can be used both in land vehicles and in the landing gear, which belong to various sectors of the economy, and therefore we can conclude that the proposed solution meets the criteria of the invention "industrial applicability".
  • FIG. 1 shows the kinematic diagram of the proposed suspension and its reaction to obstacles located on the right and left in the direction of travel.
  • FIG. 2 shows a kinematic diagram of the proposed suspension in a state of tilt to the right and left along the direction of travel.
  • FIG. 4 shows the position of the levers of the proposed suspension in the initial state.
  • FIG. 5 shows an adjustable steering gear
  • FIG. 6 shows the suspension with the steering gear in the initial state.
  • FIG. 7 shows a side view of the suspension and the position of the wheels in a state of overcoming the vehicle obstacles located on the left and right diagonally in the direction of travel.
  • FIG. 8 shows a side view of the suspension with levers bent up and the position of the wheels in a state of overcoming the vehicle obstacles located on the left and right diagonally in the direction of travel.
  • FIG. 9 shows a rear view of the suspension and the position of the wheels in a state of overcoming the vehicle obstacles located on the left and right diagonally in the direction of travel.
  • FIG. 10 shows the operation of the steering gear of the suspension.
  • FIG. 1 1, 12, 13, 14 shows an example implementation of the proposed suspension in the chassis of the aircraft.
  • the proposed vehicle suspension consists of a frame 1 with rubberized bearing assemblies 2 mounted on it, two torsion rods 3 with four levers 4 mounted on them, two communication levers 5, traction 6 and wheels 7.
  • both torsion rods 3 of the front and rear axles - attached to the frame 1 through the bearing units 2, mounted in parallel, and their midpoints are interconnected by a rod 6 with the possibility of synchronous axial rotation of the torsion rods 3 at an angle of + 45 °.
  • Shock absorbers 8 can be mounted on the suspension for each wheel 7.
  • the knuckles 9 together with the upper levers 10 and levers 4 form a suspension element for turning the wheel.
  • the levers 4 of one axis are bent upward from a horizontal plane at an angle of 15-20 ° each.
  • the transverse steering rod 1 1 is connected by an intermediate rod 12 to an angular lever 13, which is driven through the rod 14 by the steering lever 15.
  • the steering lever 15 can be moved along the steering lever 16 to a small extent using a drive mechanism controlled by the on-board computer provided with the corresponding software product ( conditionally not shown).
  • Rod 6 is equipped with a mechanism for changing its length 17, controlled by the on-board computer, or can be provided with a two-way spring damper 18.
  • the levers of one axis are bent upward from a horizontal plane at an angle of 15-20 ° each.
  • a vehicle with a suspension of the proposed design also includes acceleration and tilt sensors mounted on frame 1 and connected to the corresponding inputs of the control unit (on-board computer), as well as the drive mechanism of the steering lever 16 (not shown conditionally) connected to the output of the control unit.
  • the vehicle suspension operates as follows.
  • Hitting the wheel 7 of one bridge on an obstacle leads to a change in the position of the linkage levers 5 connected by a rod 6 and to a change in the spatial position of the frame 1, and as a result of this, under the influence of gravity, the vehicle’s suspension mounts and evenly distributes the vehicle’s weight across all four wheels.
  • the frame 1 occupies the position of the averaged plane for four points of tangency of the road with wheels 7 (Fig. 7, 8, 9).
  • the authors established that the suspension performance remains if the maximum difference in wheel alignment 7 is not more than 0.7 of the sum of the leverage 4.
  • the suspension overcomes small obstacles due to axial twisting of the torsion bars 3 with a small - 1 ° - 5 ° torsion angle.
  • the specified suspension allows you to tilt the body in the direction of rotation when turning to prevent drift. So, by changing the length of the traction 6, you can tilt the frame 1 with the vehicle body to the right or left (Fig. 2, 3) to ensure that the surface of the road (ground) touches when driving along a slope, or when cornering, or when boarding or disembarking passengers.
  • the tilt is carried out by a mechanism for changing the length of 17.
  • the steering lever 15 is moved along the steering lever 16 to a small extent using a drive mechanism (not shown conditionally) and the amount of shift of the steering rods 14 that go to the front and to the rear axles, which allows you to smoothly control the vehicle in a wide range of activities from "main rotary - front” to "main rotary - rear".
  • a drive mechanism not shown conditionally
  • With the middle position of the lever 15 relative to the lever 16 of the wheel of the front and rear axles describe equal turning radii. With this arrangement, the vehicle suspension has increased maneuverability.
  • the length-changing mechanism 17 is implemented as a double-sided spring damper 18 (shown conditionally).
  • the double-sided spring damper 18 under the influence of an external load can either lengthen or shorten, and after the termination of its impact, return to its original size.
  • the aircraft chassis becomes less sensitive to runway and taxiway irregularities - the suspension design eliminates the simultaneous collision of two wheels of one axle on an obstacle, evenly distributes the load on all four wheels during the whole landing time - even when landing with a roll (Fig. 13, fourteen).
  • the proposed vehicle suspension can be used in ambulances, in baby and wheelchairs of increased comfort, in the automotive industry and in the aircraft industry.
  • the levers 4 should be deployed upward at an angle of 15–20 ° each (Fig. 8) to increase safety during maneuvering and for better stability.
  • the proposed suspension is highly reliable, since the puncture of the camera of one wheel 7 during the movement of the vehicle practically does not affect handling - the vehicle always remains on four wheels that are supported by the road (ground).
  • the proposed vehicle suspension does not require a bulky spatial frame (body) 1, based on the proposed suspension, it is possible to create new technological vehicles with improved consumer properties and, at the same time, less resource intensive.

Abstract

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к конструкции подвески. Подвеска транспортного средства содержит раму, четыре одинаковых рычага, предназначенных для соединения со ступицами соответствующих колес, и торсионные стержни, соединенные с рычагами. Два свободно вращающихся торсионных стержня с углом скручивания под нагрузкой, составляющим 1-5°, образуют переднюю и заднюю оси. Торсионные стрежни прикреплены к раме через подшипниковые узлы и установлены параллельно. Середины торсионных стержней соединены между собой тягой с возможностью синхронного осевого поворота торсионных стержней на угол в пределах от -45° до +45° относительно нейтрального положения. К каждому торцу торсионного стержня прикреплен рычаг со ступицей соответствующего колеса. Рычаги одной оси прикреплены к концам соответствующего торсионного стержня, установлены параллельно и направлены в противоположные стороны. Рычаги каждой стороны подвески - правой или левой - направлены в противоположные стороны. Достигается создание условий для опирания одновременно всех четырех колес на дорогу, как при прямолинейном движении, так и при наездах на препятствие.

Description

Подвеска транспортного средства "AFW".
Предлагаемое изобретение относится, преимущественно, к автомобилестроению, а более конкретно, к конструкции подвески, предназначенной для ее использования как в традиционных автомобилях, так и в специальных транспортных средствах повышенной комфортности, среди которых кареты скорой помощи, детские и инвалидные коляски, а также для ее использования в шасси самолетов.
"AFW" - аббревиатура от слогана "always on four wheels", который можно перевести с английского как "всегда на четырех колесах".
Подвеска автомобиля, или система подрессоривания — это совокупность деталей, узлов и механизмов, играющих роль соединительного звена между кузовом автомобиля и дорогой. Подвеска входит в состав шасси и выполняет следующие функции:
• Физически соединяет колёса или неразрезные мосты с несущей системой автомобиля— кузовом или рамой;
• Передаёт на несущую систему силы и моменты, возникающие при взаимодействии колёс с дорогой;
• Обеспечивает требуемый характер перемещения колёс относительно кузова или рамы, а также необходимую плавность хода.
[Информация с сайта http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%B4%D0%B2%
D0%B5%D 1 %81 %D0%B A%D0%B0_%D0%B0%D0%B2%D 1 %82%D0%BE%D0%BC%
D0%BE%D0%B 1 %D0%B8%D0%BB%D 1 %8F] .
Наиболее близкой к предлагаемой по количеству существенных признаков является подвеска транспортного средства, содержащая раму, четыре одинаковых рычага, предназначенных для соединения со ступицами соответствующих колес, и торсионные стержни, соединенные с рычагами [Патент на изобретение Jfe 2473444, Россия, МП B62D21/1 1 (2006.01), B60G 3/12 (2006.01), Опубликовано: 27.01.2013]. Описанное устройство - коробчатый модуль подвески. Каждый модуль содержит поперечный торсионный стержень, блок гасителя колебаний и соосное кольцо трансмиссии, присоединенное к продольному рычагу подвески с узлом рулевого управления, и подшипники. Таким образом, подвеска из упомянутых модулей представляет собой сборку из четырех одинаковых независимых узлов, закрепленных на общей раме, а по принципу действия, поскольку торсионный стержень модуля имеет внутренний фиксирующий конец и внешний конец, соединенный с рычагом, такая подвеска может быть определена как многорычажная независимая подвеска с торсионным стержнем, ориентированным поперек оси, вместо пружины.
Описанная подвеска обладает недостаточной поперечной устойчивостью и способностью к равномерному распределению нагрузки по осям и, кроме того, не исключает возможности вывешивания при наезде колесами, расположенными по диагонали, на препятствие. Рабочий ход такой подвески обеспечивается только возможностью скручивания торсионного стержня на небольшой угол, а потому требуемая плавность хода транспортного средства с такой подвеской возможна только на автомагистралях и на скоростных дорогах, но является недостаточной для дорог обычного типа (не скоростных) и дорог с грунтовым покрытием.
В основу предлагаемого изобретения поставлена задача создания такой подвески транспортного средства, которая обеспечивала бы лучшее сцепление с дорогой, а также повышенную плавность хода транспортного средства не только на автомагистралях и на скоростных дорогах, но и на дорогах обычного типа (не скоростных) и на дорогах с грунтовым покрытием.
Поставленная задача решается за счет создания условий для опирания одновременно всех четырех колес на дорогу (грунт), как при движении, так и при наездах на препятствия.
Предлагаемая, как и известная подвеска транспортного средства, содержит раму, четыре одинаковых рычага, предназначенных для соединения со ступицами соответствующих колес, и торсионные стержни, соединенные с рычагами, я, согласно изобретению, подвеска содержит, по меньшей мере, два свободно вращающихся торсионных стержня с углом скручивания под нагрузкой, составляющим 1 - 5°, которые образуют, соответственно, переднюю и заднюю оси, прикреплены к раме через подшипниковые узлы, установлены параллельно, а их середины соединены между собой тягой с возможностью синхронного осевого поворота торсионных стержней на угол в пределах от -45° до +45°, к каждому торцу торсионного стержня прикреплен рычаг со ступицей соответствующего колеса, рычаги одной оси прикреплены к концам соответствующего торсионного стержня, установлены параллельно и направлены в противоположные стороны, при этом рычаги каждой стороны подвески - правой или левой - направлены в противоположные стороны.
Особенностью предлагаемой подвески является и то, что каждый торсионный стержень прикреплен к раме через, по меньшей мере, два обрезиненных подшипниковых узла.
Особенностью предлагаемой подвески является и то, что между серединой каждого торсионного стержня и соответствующим концом тяги установлен рычаг связи, а оба рычага связи ориентированы одинаково - либо вверх, либо вниз, в зависимости от назначения подвески.
Особенностью предлагаемой подвески является и то, что тяга, соединяющая рычаги связи, снабжена механизмом регулирования ее длины для возможности принудительного наклона рамы вправо или влево.
Особенностью предлагаемой подвески является и то, что для использования подвески транспортного средства в качестве шасси самолета механизм изменения длины тяги выполнен в виде двухстороннего пружинного демпфера для возможности наклона рамы вправо или влево под действием внешних сил.
Особенностью предлагаемой подвески является и то, что для ее использования в детских и инвалидных колясках рычаги одной оси отогнуты вверх от горизонтальной плоскости па угол 15-20° каждый. При этом оси вращения колес находятся выше осей торсионных стержней. Особенностью предлагаемой подвески является и то, что она снабжена регулируемым рулевым механизмом, выполненным в виде рычажного механизма, снабженного приводом и установленного на раме с возможностью взаимодействия с рычагами колес для описывания всеми четырьмя колесами при поворотах транспортного средства правильных окружностей и возможности изменения радиусов поворота для передней и задней осей по заданной программе путем изменения соотношения плеч рычагов регулируемою рулевого механизма по заданному алгоритму.
Предлагаемое устройство - многорычажная торсионная (эластичная) зависимая подвеска - система связи колес, которая обеспечивает постоянное равномерное распределение веса транспортного средства по всем четырем колесам для достижения постоянного коэффициента сцепления для всех колес вне зависимости от кривизны дорожного полотна.
Авторами экспериментально установлен оптимальный угол скручивания под нагрузкой торсионных стержней - 1° - 5° (для одной стороны). Так, если указанный угол меньше 1°, конструкция оказывается довольно жесткой, а поэтому и плавность хода транспортного средства оказывается недостаточной, особенно для детской или инвалидной колясок. Если же указанный угол больше 5°, жесткость конструкции существенно уменьшается и она перестает равномерно распределять нагрузку между колесами, что приводит к боковому раскачиванию. Поэтому оптимальным оказался угол скручивания торсионных стержней под нагрузкой - 1°- 5°.
Авторами экспериментально установлено и максимальное значение угла синхронного осевого поворота торсионных стержней - +45°. Указанное значение угла позволяет предлагаемой подвеске отрабатывать неровности дорожного покрытия, сохраняя при этом работу рычажной системы в штатном режиме. Величиной угла определяется размер препятствия, которое подвеска может преодолеть, равномерно распределяя нагрузку между колесами и избегая вывешивания одного из них. При значениях угла больших по абсолютной величине, чем 45° синхронного осевого поворота торсионных стержней может произойти нарушение работы рычагов и, как следствие, блокировка и заклинивание подвески.
Для использования предлагаемой подвески в детских и инвалидных колясках рычаги одной оси отогнуты вверх от горизонтальной плоскости на угол 15-20° каждый. При этом оси вращения колес находятся выше осей торсионных стержней. Такое условие обеспечивает безопасную эксплуатацию и устойчивость при движении на одной оси (при преодолении транспортным средством высоких бордюров или ступенек).
Каждый торсионный стержень прикреплен к раме через обрезиненные подшипниковые узлы, как минимум по два на каждый торсионный стержень. К каждому торцу торсионного стержня прикреплен рычаг со ступицей колеса. Рычаги на торсионных стержнях расположены в плоскости, параллельной дорожному полотну, и ориентированы следующим образом: передний левый и задний правый - вперед (по ходу движения), передний правый и задний левый - назад, но возможна и зеркальная схема расположения рычагов. Посредине каждого торсионного стержня закреплен один конец рычага связи. Оба рычага связи должны быть ориентированы одинаково - либо вверх, либо вниз - в зависимости от конкретного назначения подвески. Вторые концы рычагов связи соединены между собой тягой. Тяга, соединяющая рычаги связи, может иметь постоянную или переменную длину. В последнем случае тяга, соединяющая рычаги связи, может быть дополнена регулируемым электроприводом, например винтовым, либо дополнена встроенным двухсторонним пружинным демпфером. Изменение длины тяги относительно ее номинального значения, соответствующего горизонтальному положению транспортного средства, позволяет наклонять раму транспортного средства вправо или влево для компенсации уклона дорожного полотна, либо для прохождения поворота. Длину тяги можно задавать на основании сигналов с датчиков ускорения и наклона, соединенных с бортовым компьютером, оснащенного соответствующим программным продуктом, выходы которого соединены с регулируемым электроприводом. Предлагаемая подвеска транспортного средства может быть дополнена рулевым механизмом. Поскольку колеса расположены несимметрично, поворотными должны быть оба моста - передний и задний. При этом для описывания всеми колесами правильных окружностей рычаги правых - переднего и заднего поворотных кулаков имеют большую длину, чем рычаги левых - переднего и заднего поворотных кулаков, что определяется геометрическим построением для конкретных размеров колесной базы. Рулевые трапеции переднего и заднего моста через тяги и угловые рычаги присоединены соответствующими тягами к регулируемому рулевому механизму. Регулируемый рулевой механизм позволяет плавно варьировать с помощью регулируемого электропривода управляемостью транспортного средства в широких пределах от «главные поворотные - передние» до «главные поворотные — задние». Регулировка осуществляется путем изменения соотношения плеч рычагов регулируемого рулевого механизма. Эта же функция может быть реализована и при помощи двух раздельных рулевых механизмов, переднего и заднего, с соответствующими электроприводами, управляемыми бортовым компьютером по заданной программе.
Во время проведения патентно-информационных исследований при подготовке настоящей заявки авторами не обнаружены конструкции подвесок транспортных средств с указанной выше совокупностью существенных признаков, что доказывает соответствие заявляемого технического решения критерию изобретения "новизна".
Технический результат, полученный в результате осуществления предлагаемого изобретения состоит в создании условий для опирания одновременно всех четырех колес на дорогу (грунт) или препятствие под колесом как при движении, так и при наездах на препятствие, за счет распределения веса транспортного средства по всем четырем колесам и достижения постоянного коэффициента сцепления для всех колес, вне зависимости от состояния и кривизны дороги, что дает возможность получить требуемую плавность хода транспортного средства не только на автомагистралях и на скоростных дорогах, но и на дорогах обычного типа. Указанный технический результат в известных технических решениях, которые вошли в уровень техники, авторами не выявлен, поэтому предлагаемая подвеска может быть признана соответствующей критерию изобретения "изобретательский уровень".
Предлагаемая подвеска транспортного средства состоит из конструктивных элементов, для изготовления которых используют известные на сегодняшний день технологические приемы, средства и материалы. Она может быть использована как в наземных транспортных средствах, так и в шасси самолетов, которые относятся к различным отраслям народного хозяйства, а поэтому можно сделать вывод о том, что предлагаемое решение соответствуют критерию изобретения «промышленная применимость».
Сущность предлагаемого изобретения объясняется при помощи графических материалов.
На фиг. 1 показана кинематическая схема предлагаемой подвески и ее реакция на препятствия, расположенные справа и слева по ходу движения.
На фиг. 2, 3 показана кинематическая схема предлагаемой подвески в состоянии наклона вправо и влево по ходу движения.
На фиг. 4 показано положение рычагов предлагаемой подвески в исходном состоянии.
На фиг. 5 показан регулируемый рулевой механизм.
На фиг. 6 показана подвеска с рулевым механизмом в исходном состоянии.
На фиг. 7 показан вид сбоку на подвеску и положение колес в состоянии преодоления транспортным средством препятствия, расположенного слева и справа по диагонали по ходу движения.
На фиг. 8 показан вид сбоку на подвеску с отогнутыми вверх рычагами и положение колес в состоянии преодоления транспортным средством препятствия, расположенного слева и справа по диагонали по ходу движения.
На фиг. 9 показан вид сзади на подвеску и положение колес в состоянии преодоления транспортным средством препятствия, расположенного слева и справа по диагонали по ходу движения. На фиг. 10 показана работа рулевого механизма подвески.
На фиг. 1 1, 12, 13, 14 показан пример осуществления предлагаемой подвески в составе шасси самолета.
Предлагаемая подвеска транспортного средства состоит из рамы 1 с закрепленными на ней обрезиненными подшипниковыми узлами 2, двух торсионных стержней 3 с закрепленными на них четырьмя рычагами 4, двух рычагов связи 5, тяги 6 и колес 7. При этом оба торсионных стержня 3 передней и задней осей - прикреплены к раме 1 через подшипниковые узлы 2, установлены параллельно, а их середины соединены между собой тягой 6 с возможностью синхронного осевого поворота торсионных стержней 3 на угол +45°. На подвеске для каждого колеса 7 могут быть установлены амортизаторы 8. Поворотные кулаки 9 вместе с верхними рычагами 10 и рычагами 4 образуют элемент подвески для поворота колеса. Для использования предлагаемой подвески в детских и инвалидных колясках рычаги 4 одной оси отогнуты вверх от горизонтальной плоскости на угол 15-20° каждый. Поперечная рулевая тяга 1 1 присоединена промежуточной тягой 12 к угловому рычагу 13, приводимому в движение через тягу 14 рулевым рычагом 15. Рулевой рычаг 15 может перемещаться вдоль рулевого рычага 16 в небольших пределах при помощи приводного механизма, управляемого бортовым компьютером, обеспеченным соответствующим программным продуктом (условно не показано). Тяга 6 оборудована механизмом изменения ее длины 17, управляемым бортовым компьютером, либо может быть обеспечена двухсторонним пружинным демпфером 18.
Для использования предлагаемой подвески в детских и инвалидных колясках рычаги одной оси отогнуты вверх от горизонтальной плоскости на угол 15-20° каждый.
Транспортное средство с подвеской предлагаемой конструкции включает также датчики ускорения и наклона, установленные на раме 1 и подключенные к соответствующим входам блока управления (бортового компьютера), а также приводной механизм рулевого рычага 16 (условно не показано), подключенный к выходу блока управления. Подвеска транспортного средства работает следующим образом.
Предварительно для правильной работы подвески при сборке выставляют длину тяги 6 такой, чтобы рычаги 4 переднего и заднего мостов заняли горизонтальное положение (фиг. 4). Под действием гравитации подвеска транспортного средства самоустанавливается и равномерно распределяет свой вес по четырем колесам - четырем точкам опоры. Благодаря обрезиненным подшипниковым узлам 2, торсионные стержни 3 (фиг. 1 , 7, 8) могут свободно проворачиваться при движении рычага 4 при наезде колеса 7 одного моста на препятствие. Наезд колеса 7 одного моста на препятствие приводит к изменению положения рычагов связи 5, связанных тягой 6, и изменению пространственного положения рамы 1, а вследствие этого под действием гравитации подвеска транспортного средства самоустанавливается и равномерно распределяет вес транспортного средства по всем четырем колесам. При этом рама 1 занимает положение усредненной плоскости для четырех точек касания дороги колесами 7 (фиг. 7, 8, 9). Авторами экспериментально установлено, что работоспособность подвески сохраняется, если наибольший перепад высот установки колес 7 составляет не более 0,7 от суммы длин рычагов 4. Небольшие препятствия подвеска преодолевает за счет осевого скручивания торсионных стержней 3 с малым - 1° - 5° углом скручивания. Указанная подвеска, кроме того, позволяет при повороте осуществить наклон кузова в сторону поворота для предотвращения сноса. Так, изменяя длину тяги 6, можно наклонить раму 1 с кузовом транспортного средства вправо или влево (фиг. 2, 3) для обеспечения касания поверхности дороги (земли) при движении вдоль склона, или при прохождении поворотов, или при посадке-высадке пассажиров. Наклон осуществляется механизмом изменения длины 17. Для выполнения поворота с разными радиусами для передней и задней осей рулевой рычаг 15 перемещают вдоль рулевого рычага 16 в небольших пределах при помощи приводного механизма (условно не показан) и изменяют величину смещения рулевых тяг 14, которые идут к переднему и к заднему мостам, что позволяет плавно управлять транспортным средством в широких проделах от «главные поворотные - передние» до «главные поворотные - задние». При среднем положении рычага 15 относительно рычага 16 колеса переднего и заднего мостов описывают равные радиусы поворота. При такой компоновке подвеска транспортного средства обладает повышенной маневренностью.
Для использования предлагаемой подвески транспортного средства в качестве шасси самолета (фиг. 11, 12, 13, 14) механизм изменения длины 17 выполняют в виде двухстороннего пружинного демпфера 18 (показан условно). Двухсторонний пружинный демпфер 18 под действием внешней нагрузки может либо удлиняться, либо укорачиваться, а после прекращения ее воздействия, возвращаться к исходным размерам. Таким образом, шасси самолета становится менее чувствительным к неровностям взлетной и рулежной полос - конструкция подвески исключает одновременный наезд двумя колесами одной оси на препятствие, равномерно распределяет нагрузку на все четыре колеса в течение всего времени посадки - даже при посадке с креном (фиг. 13, 14).
Предлагаемую подвеску транспортного средства можно использовать в каретах скорой медицинской помощи, в детских и инвалидных колясках повышенной комфортности, в автомобилестроении и в авиастроении. При использовании подвески для производства детских и инвалидных колясок повышенной комфортности рычаги 4 должны быть развернуты вверх на угол 15- 20° каждый (фиг. 8) для повышения безопасности при маневрировании и для лучшей устойчивости. Предлагаемая подвеска обладает высокой надежностью, поскольку прокол камеры одного колеса 7 во время движения транспортного средства практически не сказывается на управляемости - транспортное средство всегда остается на четырех колесах, которые опираются на дорогу (грунт).
Так как для предлагаемой подвески транспортного средства не требуется громоздкая пространственная рама (кузов) 1, на основе предлагаемой подвески можно создавать новые технологичные транспортные средства с улучшенными потребительскими свойствами и, одновременно, менее ресурсоемкие.

Claims

Формула изобретения.
1. Подвеска транспортного средства, содержащая раму, четыре одинаковых рычага, предназначенных для соединения со ступицами соответствующих колес, и торсионные стержни, соединенные с рычагами, отличающаяся тем, что подвеска содержит, по меньшей мере, два свободно вращающихся торсионных стержня с углом скручивания под нагрузкой, составляющим 1°-5°, которые образуют, соответственно, переднюю и заднюю оси, прикреплены к раме через подшипниковые узлы, установлены параллельно, а их середины соединены между собой тягой с возможностью синхронного осевого поворота торсионных стержней на угол в пределах от -45° до +45° относительно нейтрального положения, к каждому торцу торсионного стержня прикреплен рычаг со ступицей соответствующего колеса, рычаги одной оси прикреплены к концам соответствующего торсионного стержня, установлены параллельно и направлены в противоположные стороны, при этом рычаги каждой стороны подвески - правой или левой - направлены в противоположные стороны.
2. Подвеска транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что каждый торсионный стержень прикреплен к раме через, по меньшей мере, два обрезиненных подшипниковых узла.
3. Подвеска транспортного средства по п.1 , отличающаяся тем, что между серединой каждого торсионного стержня и соответствующим концом тяги установлен рычаг связи, а оба рычага связи ориентированы одинаково - либо вверх, либо вниз, в зависимости от назначения подвески.
4. Подвеска транспортного средства по п.п.1, 3, отличающаяся тем, что тяга, соединяющая рычаги связи, снабжена механизмом регулирования ее длины для возможности принудительного наклона рамы вправо или влево.
5. Подвеска транспортного средства по п.п.1, 3, 4, отличающаяся тем, что для использования подвески транспортного средства в качестве шасси самолета механизм изменения длины тяги выполнен в виде двухстороннего пружинного демпфера, который установлен с возможностью наклона рамы вправо или влево под действием внешних сил.
6. Подвеска транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что для ее использования в детских и инвалидных колясках рычаги одной оси отогнуты вверх от горизонтальной плоскости на одинаковый угол 15-20° каждый.
7. Подвеска транспортного средства по п.1 , отличающаяся тем, что она снабжена регулируемым рулевым механизмом, выполненным в виде рычажного механизма, снабженного электроприводом, соединенным с блоком управления, и установленного на раме с возможностью взаимодействия с рычагами колес для описывания всеми четырьмя колесами при поворотах транспортного средства правильных окружностей и с возможностью изменения радиусов поворота для передней и задней осей по заданной программе путем изменения соотношения плеч рычагов регулируемого рулевого механизма по заданному алгоритму.
PCT/UA2014/000059 2014-06-05 2014-06-05 Подвеска транспортного средства "afw" WO2015187114A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/UA2014/000059 WO2015187114A1 (ru) 2014-06-05 2014-06-05 Подвеска транспортного средства "afw"

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/UA2014/000059 WO2015187114A1 (ru) 2014-06-05 2014-06-05 Подвеска транспортного средства "afw"

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015187114A1 true WO2015187114A1 (ru) 2015-12-10

Family

ID=54767063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2014/000059 WO2015187114A1 (ru) 2014-06-05 2014-06-05 Подвеска транспортного средства "afw"

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2015187114A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108099593A (zh) * 2017-12-28 2018-06-01 南京工程学院 一种多应用双驱动系统机械结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1518149A1 (ru) * 1987-09-17 1989-10-30 Мытищинский Машиностроительный Завод Подвеска транспортного средства
RU2264306C2 (ru) * 2003-05-07 2005-11-20 Красин Юрий Александрович Транспортное средство с управлением креном
US8317208B2 (en) * 2008-05-21 2012-11-27 Alan Bryn Bird Vehicle suspension system
RU2473444C2 (ru) * 2008-06-25 2013-01-27 Димитриос А. ХАТЗИКАКИДИС Коробчатый модуль подвески и содержащая его система параметрического шасси для транспортных средств

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1518149A1 (ru) * 1987-09-17 1989-10-30 Мытищинский Машиностроительный Завод Подвеска транспортного средства
RU2264306C2 (ru) * 2003-05-07 2005-11-20 Красин Юрий Александрович Транспортное средство с управлением креном
US8317208B2 (en) * 2008-05-21 2012-11-27 Alan Bryn Bird Vehicle suspension system
RU2473444C2 (ru) * 2008-06-25 2013-01-27 Димитриос А. ХАТЗИКАКИДИС Коробчатый модуль подвески и содержащая его система параметрического шасси для транспортных средств

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108099593A (zh) * 2017-12-28 2018-06-01 南京工程学院 一种多应用双驱动系统机械结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3206897B1 (en) Wheel suspension
US9216763B2 (en) Personal mobility device
US10023019B2 (en) Rear suspension systems with rotary devices for laterally tiltable multitrack vehicles
CN110606079B (zh) 一种分层控制的车辆防侧翻方法及多轴分布式驱动车辆
US20190009629A1 (en) "afw" vehicle suspension (variants)
EP3169540B1 (en) Vehicle with three or more wheels provided with an anti-roll stabiliser device and anti-roll control method of a vehicle having at least three wheels
GB2533477A (en) Suspension systems for laterally tiltable multitrack vehicles
WO2018088984A1 (ru) Подвеска транспортного средства "afw-5"
JP4563013B2 (ja) 車両懸架装置
CN109641500B (zh) “afw-4”车辆悬吊系统
WO2021118406A1 (ru) Подвеска транспортного средства
UA92122U (ru) Подвеска транспортного средства afw
US20200331525A1 (en) Roll induced four wheel steering vehicle
WO2015187114A1 (ru) Подвеска транспортного средства "afw"
UA108091U (uk) Підвіска транспортного засобу "afw-3"
Nees et al. OmniSteer–multidirectional chassis system based on wheel-individual steering
CN106828440A (zh) 一种适用于四驱无人矿车的爆胎安全辅助装置
KR20120032340A (ko) 능동제어 서스펜션 시스템
KR100320498B1 (ko) 자동차의리어서스펜션시스템
Beylin et al. AFW" VEHICLE SUSPENSION (VARIANTS)
US20090033057A1 (en) Vehicle with a Variable-Camber Suspension Device
KR20070102133A (ko) 차량용 위시본식 현가장치
WO2017052484A1 (ru) Подвеска транспортного средства "afw"
WO2021118405A1 (ru) Подвеска спортивного автомобиля с наклоном колес и кузова в сторону поворота
WO2018199870A1 (ru) Подвеска транспортного средства "afw-6"

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14893876

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205N DATED 10/02/2017)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14893876

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1