Подвеска колеса для передней оси автомобиля
Изобретение относится к подвеске передних колес автомобиля. Подвеска содержит несущую стойку колеса, на которой на верхнем свободном конце установлен верхний поперечный рычаг (2), двумя поперечно отходящими плечами шарнирно прикрепленный к кузову или раме с помощью опор (11, 12). Нижний поперечный рычаг (3) расположен под центральной горизонтальной плоскостью колеса и шарнирно прикреплен с одной стороны к несущей стойке колеса и с другой стороны к кузову или раме с помощью двух опор (13, 14), а также снабжен опорой для приема нижнего конца амортизационной стойки. Ось (15) поворота верхнего поперечного рычага (2) расположена ближе к колесу (17), чем ось (16) поворота нижнего поперечного рычага (3). Опоры (11, 12) крепления к кузову или раме верхнего поперечного рычага (2) расположены по обеим сторонам от центральной вертикальной поперечной плоскости (х-х) колеса. Опоры (13, 14) крепления к кузову или раме нижнего поперечного рычага (3) относительно направления (F) движения расположены перед центральной вертикальной поперечной плоскостью (х-х) колеса. Посредством опор (8, 9) крепления к несущей стойке колеса поперечных рычагов (2, 3) образована ось разворота колеса. Достигается скоординированное взаимодействие рулевого управления и подвески автомобиля в различных дорожных условиях. 10 з.п. ф-лы, 8 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к подвеске колеса для передней оси автомобиля в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Из патентного документа ФРГ №9007780 U1 известна ось с двойными поперечными рычагами подвески колеса и амортизационной стойкой, в которой на верхнем свободном конце несущей стойки колеса в опоре установлен поперечный рычаг с двумя поперечно отходящими плечами, шарнирно прикрепленными к кузову или раме. Нижний поперечный рычаг удерживается в опоре на несущей стойке колеса и шарнирно прикреплен к кузову или раме с помощью двух опор.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании подвески колеса для передних колес автомобиля, с помощью которой достигается скоординированная геометрия системы рулевого управления и компоновки подвески переднего колеса и за счет этого образование осей поворота, осей разворота и полюсов вращения (полюсов разворота) для того, чтобы при воздействии сил на колесо обеспечивать его оптимальное поведение при движении во всех возможных дорожных обстоятельствах.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет признаков по пункту 1 изобретения. Дальнейшие предпочтительные признаки изложены в зависимых пунктах.
Основные достигаемые благодаря изобретению преимущества заключаются в том, что за счет расположения двух поперечных рычагов относительно друг друга, а также относительно поперечной рулевой тяги и амортизационной стойки и за счет соответствующих характеристик опор крепления достигается усовершенствованная подвеска колеса, направленная на улучшение ее поведения и комфортности. Это достигается в особенности за счет того, что оба поперечных рычага имеют оси поворота, образованные их опорами крепления к кузову или раме и смещаемые по высоте относительно друг друга, причем ось поворота первого, верхнего поперечного рычага расположена ближе к колесу, чем ось поворота второго, нижнего поперечного рычага, при этом опоры крепления к кузову или раме первого, верхнего поперечного рычага расположены по обеим сторонам от центральной вертикальной поперечной плоскости колеса, обе опоры крепления к кузову или раме второго, нижнего поперечного рычага расположены, относительно направления движения, перед центральной вертикальной поперечной плоскостью колеса, а посредством опор крепления поперечных рычагов к несущей стойке колеса образована ось разворота колеса.
Согласно изобретению в особенности предусмотрено, что ось поворота первого, верхнего поперечного рычага проходит параллельно центральной (срединной) вертикальной продольной плоскости колеса, а ось поворота второго, нижнего поперечного рычага расположена под острым углом к оси поворота верхнего поперечного рычага, при этом задняя опора крепления к кузову или раме нижнего поперечного рычага расположена перед центральной вертикальной поперечной плоскостью колеса и ближе к ней, чем передняя опора крепления к кузову или раме верхнего поперечного рычага.
Для образования оси разворота колеса, благоприятно воздействующей на характер движения, помимо прочего, опора крепления к несущей стойке колеса верхнего поперечного рычага, относительно направления движения, расположена позади центральной вертикальной поперечной плоскости колеса, а опора крепления к несущей стойке колеса нижнего поперечного рычага расположена, относительно направления движения, перед центральной вертикальной поперечной плоскостью колеса.
Согласно изобретению в особенности предусмотрено, что опора крепления нижнего поперечного рычага к несущей стойке колеса лежит в одной вертикальной, косо проходящей (наклонной) плоскости с опорами верхнего поперечного рычага. За счет относительного положения или компоновки поперечных рычагов и их опор крепления к несущей стойке колеса и к кузову создана ось разворота передних колес, которая образована посредством опор крепления к несущей стойке колеса обоих поперечных рычагов и проходит через ось колеса наклонно наружу к колесу и, относительно направления движения, вперед и имеет точку пересечения в опорной площадке колеса в зоне поверхности центральной вертикальной продольной плоскости колеса и, относительно направления движения, перед центральной вертикальной поперечной плоскостью колеса.
Для того, чтобы при движении на вираже и возникновении боковых сил наружное относительно виража колесо могло под действием нагрузок смещаться в положение расхождения, согласно изобретению предусмотрено, что задняя опора нижнего поперечного рычага имеет более жесткую характеристику опоры крепления, чем более мягкая характеристика опоры крепления поперечной рулевой тяги цилиндра рулевого устройства. Поперечная рулевая тяга расположена, относительно направления движения, позади центральной вертикальной поперечной плоскости колеса, а на расстоянии от нее предусмотрен стабилизатор, который с помощью серьги установлен на амортизационной стойке.
Воздействие на положение колеса при силах торможения, боковых силах и силах привода может регулироваться посредством компоновки подвески колеса или расположения опор благодаря тому, что свободный конец поперечной рулевой тяги удерживается на несущей стойке колеса в опоре, причем через эту опору и через соединение с цилиндром рулевого устройства проходит первый воображаемый луч, который совместно со вторым воображаемым лучом, проходящим через опору крепления к несущей стойке колеса и через заднюю опору крепления к кузову или раме нижнего поперечного рычага, образует на виде сверху мгновенный полюс вращения (полюс разворота) внутри от центральной вертикальной продольной плоскости колеса, так что колесо под действием сил торможения может смещаться в положение расхождения и под действием сил привода может смещаться в положение схождения.
Краткий перечень чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будет подробно описан пример осуществления изобретения. На чертежах:
фиг.1 изображает на виде сверху подвеску колеса с двумя расположенными друг над другом поперечными рычагами, устройством рулевого управления с поперечной рулевой тягой и амортизационной стойкой,
фиг.1а изображает в перспективе нижний поперечный рычаг подвески колеса,
фиг.2 изображает подвеску колеса по фиг.1 на виде сбоку,
фиг.3 изображает подвеску колеса по фиг.1 на виде сзади,
фиг.4 изображает схему подвески колеса по фиг.1,
фиг.5 схематично изображает на виде сверху подвеску колеса по фиг.1 с полюсом вращения, образованным между поперечной рулевой тягой и нижним поперечным рычагом, и иллюстрирует воздействие на колесо сил торможения и сил привода,
фиг.6 схематично изображает на виде сверху подвеску колеса по фиг.1 с полюсом вращения, образованным между поперечной рулевой тягой и нижним поперечным рычагом, представляет отличные друг от друга узлы крепления и иллюстрирует воздействие поперечных сил на наружное относительно виража колесо,
фиг.7 изображает в перспективе несущую стойку колеса с верхним и нижним поперечными рычагами, а также шарнирно прикрепленную поперечную тягу рулевого устройства и амортизационную стойку с опорой.
Осуществление изобретения
Подвеска 1 переднего колеса автомобиля по существу содержит верхний поперечный рычаг 2, нижний поперечный рычаг 3, амортизационную стойку 4, поперечную рулевую тягу 5 рулевого устройства 6 и стабилизатор 7. Поперечные рычаги 2 и 3 шарнирно соединены каждый с помощью опор 8, 9 с несущей стойкой 10 колеса и с помощью двух других опор 11, 12 и 13, 14, соответственно, с кузовом автомобиля или, дополнительно, со вспомогательной рамой кузова.
Верхний поперечный рычаг 2 расположен над горизонтальной центральной поперечной плоскостью у-у колеса и образует своими опорами 11, 12 крепления к кузову или раме на двух поперечно отходящих плечах 2а, 2b рычага ось 15 поворота, которая расположена параллельно центральной (срединной) вертикальной продольной плоскости z-z колеса. Опора 11 крепления к кузову верхнего поперечного рычага 2 лежит, относительно направления F движения, перед центральной вертикальной поперечной плоскостью х-х, колеса, а другая опора 12, относительно направления F движения, лежит позади центральной вертикальной поперечной плоскости х-х колеса.
Нижний поперечный рычаг 3 расположен под центральной горизонтальной поперечной плоскостью у-у и имеет ось 16 поворота, проходящую через опоры 13, 14 крепления к кузову или раме. Обе опоры 13, 14 расположены, относительно направления F движения, перед центральной вертикальной поперечной плоскостью х-х, колеса. Ось 16 поворота расположена под острым углом α к оси 15 поворота верхнего поперечного рычага 2.
Нижний поперечный рычаг 3 содержит плечо 3а поперечного рычага и примыкающее к нему плечо 3b, снабженное опорой 13 крепления к кузову, которая расположена перед наружным контуром 16 (фиг.1) переднего колеса 17. Задняя опора 14, а также опора 9 крепления к несущей стойке колеса расположены, относительно направления F движения, перед центральной вертикальной поперечной плоскостью х-х колеса, причем опоры 14 и 9 расположены на одинаковом расстоянии от этой центральной вертикальной поперечной плоскости х-х колеса.
Опора 8 крепления к несущей стойке колеса верхнего поперечного рычага 2, ориентирована относительно опоры 9 крепления к несущей стойке колеса нижнего поперечного рычага 3 таким образом, что создается предварительно определенное положение оси 19 разворота колеса. Эта ось 19 разворота колеса проходит через ось 20 и может иметь точку Pd пересечения оси несущей стойки колеса с опорной площадкой колеса 21 колеса в зоне 32 поверхности, причем на виде сбоку она находится перед центральной вертикальной поперечной плоскостью х-х колеса, а на виде сзади может находиться по обеим сторонам от центральной вертикальной продольной плоскости z-z колеса.
Как показано более подробно на фиг.5, внутри от центральной вертикальной продольной плоскости z-z колес образован полюс Р вращения (полюс разворота), вокруг которого колесо 17 может перемещаться под действием сил В торможения в направлении расхождения, а под действием сил А привода - в направлении схождения. Полюс Р вращения (разворота) образован первым лучом S, который проходит через опоры 9 и 14 нижнего поперечного рычага и пересекается со вторым лучом S1, который проходит через опору 25 соединения поперечной рулевой тяги 22 с несущей стойкой колеса и через опорную точку 26 на рулевом устройстве 6. Точка пересечения двух лучей S и S1 образует полюс Р вращения для колеса. На фиг.5 исходное состояние колеса обозначено позицией Z, линией BN обозначено смещение колеса в положение расхождения при воздействии сил В торможения, а линией AV обозначено смещение колеса в положение схождения при воздействии сил А привода.
Как показано более подробно на фиг.6, задняя опора 14 нижнего поперечного рычага 3 имеет более жесткую характеристику L1 опоры крепления, чем характеристика L2 опоры крепления поперечной рулевой тяги 22 или рулевого устройства 6. За счет этого при вираже обеспечивается возможность смещения наружного колеса в направлении расхождения под действием боковых сил S. На фиг.6 исходное состояние колеса обозначено позицией Z. Смещение колеса обозначено позицией Vs.
На нижнем поперечном рычаге 3 в плече 3а образована опора крепления амортизационной стойки 4 с помощью вилки 27 (фиг.7). На вилке 27 установлена серьга 28 для приема стабилизатора 7. Свободный конец 29 поперечной рулевой тяги 22 удерживается на рычажном выступе 29 несущей стойки 10 колеса.
1. Подвеска колеса для передней оси автомобиля, содержащая несущую стойку колеса, на которой на верхнем свободном конце установлен первый верхний поперечный рычаг, своими двумя поперечно отходящими плечами шарнирно прикрепленный к кузову или раме с помощью опор, и второй нижний поперечный рычаг, расположенный под центральной горизонтальной плоскостью колеса, шарнирно прикрепленный с одной стороны к несущей стойке колеса и с другой стороны к кузову или раме с помощью двух опор, и снабженный опорой для приема нижнего конца амортизационной стойки, отличающаяся тем, что оба поперечных рычага (2, 3) имеют образованные посредством их опор (11, 12 и 13, 14) крепления к кузову или раме оси (15, 16) поворота, смещаемые по высоте относительно друг друга, причем ось (15) поворота первого верхнего поперечного рычага (2) расположена ближе к колесу (17), чем ось (16) поворота второго нижнего поперечного рычага (3), при этом опоры (11, 12) крепления к кузову или раме первого верхнего поперечного рычага (2) расположены по обеим сторонам от центральной вертикальной поперечной плоскости (х-х) колеса, обе опоры (13, 14) крепления к кузову или раме второго нижнего поперечного рычага (3) относительно направления (F) движения расположены перед центральной вертикальной поперечной плоскостью (х-х) колеса, а посредством опор (8, 9) крепления к несущей стойке колеса поперечных рычагов (2, 3) образована ось (19) разворота колеса.
2. Подвеска колеса по п.1, отличающаяся тем, что ось (15) поворота первого верхнего поперечного рычага (2) проходит параллельно центральной вертикальной продольной плоскости (z-z) колеса, а ось (16) поворота второго нижнего поперечного рычага (3) расположена под острым углом (α) к оси (15) поворота верхнего поперечного рычага (2).
3. Подвеска колеса по п.1, отличающаяся тем, что задняя опора (14) крепления к кузову или раме нижнего поперечного рычага (3) относительно направления (F) движения расположена перед центральной вертикальной поперечной плоскостью (х-х) колеса и ближе к ней, чем передняя опора (11) крепления к кузову или раме верхнего поперечного рычага (2).
4. Подвеска колеса по п.1, отличающаяся тем, что опора (8) крепления к несущей стойке колеса верхнего поперечного рычага (2) расположена по направлению (F) движения позади центральной вертикальной поперечной плоскости (х-х) колеса, а опора (9) крепления к несущей стойке колеса нижнего поперечного рычага (3) расположена по направлению (F) движения перед центральной вертикальной поперечной плоскостью (х-х) колеса.
5. Подвеска колеса по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что опора (9) крепления к несущей стойке колеса нижнего поперечного рычага (3) лежит в одной вертикальной, косо проходящей плоскости (Е) с опорами (8, 12) верхнего поперечного рычага (2).
6. Подвеска колеса по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что опора (8) крепления к несущей стойке колеса верхнего поперечного рычага (2) расположена по направлению (F) движения позади центральной вертикальной поперечной плоскости (х-х) колеса на большем расстоянии от этой плоскости (х-х), чем по направлению (F) движения расположенная перед центральной вертикальной поперечной плоскостью (х-х) колеса опора (9) крепления к несущей стойке колеса нижнего поперечного рычага (3).
7. Подвеска колеса по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что ось (19) разворота переднего колеса (17) образована опорами (8, 9) крепления к несущей стойке колеса обоих поперечных рычагов (2, 3), проходит через ось (20) колеса наклонно наружу к колесу (17) и вперед по направлению (F) движения и имеет точку (Pd) пересечения в опорной площадке (21) колеса в зоне (32) поверхности центральной вертикальной продольной плоскости (z-z) колеса и относительно направления (F) движения перед центральной вертикальной поперечной плоскостью (х-х) колеса.
8. Подвеска колеса по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что задняя опора (14) нижнего поперечного рычага (3) имеет более жесткую характеристику (L1) опоры крепления, чем более мягкая характеристика (L2) опоры крепления поперечной рулевой тяги (22) цилиндра рулевого устройства (6).
9. Подвеска колеса по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что при движении на вираже под действием боковых сил (S) или нагрузок на наружное относительно виража колесо (17) опоры крепления с различными характеристиками (L1, L2) являются регулируемыми упругокинематическим образом так, что колесо (17) может смещаться в направлении расхождения.
10. Подвеска колеса по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что поперечная рулевая тяга (22) расположена относительно направления (F) движения позади центральной вертикальной поперечной плоскости (х-х) колеса, а на расстоянии от нее расположен стабилизатор (7), который с помощью серьги (28) установлен на амортизационной стойке (4).
11. Подвеска колеса по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что свободный конец (29) поперечной рулевой тяги (22) удерживается на несущей стойке (10) колеса в опоре (25), причем через эту опору и через соединение с цилиндром рулевого устройства (6) проходит луч (S1), который совместно с лучом (S), проходящим через опору (9) крепления к несущей стойке колеса и через заднюю опору (14) крепления к кузову или раме нижнего поперечного рычага (3), образует на виде сверху мгновенный полюс (Р) вращения внутри от центральной вертикальной продольной плоскости (z-z) колеса, а колесо (17) под действием сил (В) торможения может упругокинематическим образом смещаться в положение расхождения и под действием сил (А) привода может упругокинематическим образом смещаться в положение схождения.
