Балансирная диагональная подвеска
Владельцы патента RU 2595208:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) (RU)
Изобретение относится к подвеске колес автомобилей, имеющих три и более моста. Балансирная подвеска содержит на каждое колесо по два продольных направляющих рычага с опорами качания, расположенными одна на опорном диске колеса, другая - между колесами рядом расположенных мостов автомобиля. Верхний направляющий рычаг соединен с наконечником верхнего поперечного торсиона, а другой наконечник этого торсиона соединен по диагонали с верхним направляющим рычагом колеса другого моста. Нижние направляющие рычаги этих колес установлены на трубе торсиона. Нижний направляющий рычаг другого колеса борта соединен с наконечником нижнего поперечного торсиона, а другой наконечник этого торсиона соединен по диагонали с нижним направляющим рычагом колеса другого моста. Верхние направляющие рычаги этих колес установлены на трубе торсиона. Достигается повышение эксплуатационных характеристик автомобиля при улучшении плавности хода и уменьшении поперечного крена. 2 ил.
Изобретение относится к наземным транспортным системам, к подвеске колес автомобилей, имеющих три и более моста.
Известны подвески колес автомобилей, содержащие упругие, направляющие и гасящие устройства (1. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета. - М.: Машиностроение, 1989. - 304 с. - С. 249-266. 2. Литвинов А.С. и др. Шасси автомобиля. Конструкция и элементы расчета. - М.: Машгиз. 1963. - 504 с. С. 394-476).
Для подвески двух близко расположенных мостов применяют балансирную подвеску, в которой балансиром, как правило, является рессора, установленная на оси балансира. Иногда применяют жесткие балансиры, например независимая подвеска колес мостов задней тележки большегрузных тягачей МАЗ-537 и др. Такая подвеска при наезде одного из колес на препятствие значительно снижает вертикальное перемещение несущей системы (рамы) автомобиля (1. С. 260, рис. 225. 2. С. 423, рис. 347). Если в традиционной подвеске рессора выполняет функции упругого и направляющего устройств, то балансирная подвеска требует установки самостоятельных направляющих устройств, например реактивных штанг. Недостатками балансирной подвески являются большая металлоемкость балансира, высокая нагруженность рамы в зоне крепления оси балансира, а также значительный боковой крен автомобиля при наезде одного из колес борта на препятствие.
Улучшение плавности хода автомобиля обеспечивается при замене зависимой подвески на независимую, так как снижаются неподрессоренные массы (1. С. 253, рис. 216). Иногда применяют независимую подвеску с продольным качанием (1. Рис. 216, ж). Наличие двух рычагов позволяет повысить жесткость направляющего устройства и облегчает передачу на кузов горизонтальных сил и их моментов. В двухрычажной параллелограммной подвеске с перемещением колеса в продольной плоскости упругим элементом является поперечный торсион (2. С. 418, рис. 343), но такая подвеска не может использоваться как балансирная.
Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является балансирная подвеска по патенту RU 2321501 С1 (Бюл. №10 от 10.04.2008). В этом устройстве с каждой стороны автомобиля балансирно расположены две рессоры, концы которых установлены в кронштейнах, соединенных с мостами, один кронштейн имеет фиксированную относительно моста опору качания, второй кронштейн взаимосвязан с плавающей вдоль моста опорой качания. Описанное устройство по сравнению с традиционной балансирной подвеской исключает необходимость применения реактивных штанг, улучшает условия работы рессор.
Недостаток описанного устройства заключается в том, что оно не устраняет значительного бокового крена автомобиля при наезде на препятствие колеса одного из бортов. Этот недостаток ухудшает эксплуатационные характеристики автомобиля и требует установки стабилизатора поперечной устойчивости.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эксплуатационных характеристик автомобиля при улучшении плавности хода и уменьшении поперечного крена.
Поставленная задача решается за счет балансирной установки колес по диагонали, например правое переднее с левым задним соединены верхним торсионом, а правое заднее с левым передним колесом - нижним торсионом.
Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что балансирная подвеска, содержащая на каждое колесо по два продольных направляющих рычага с опорами качания, расположенными одна на опорном диске колеса, другая - между колесами рядом расположенных мостов автомобиля, при этом верхний направляющий рычаг соединен с наконечником верхнего поперечного торсиона, другой наконечник этого торсиона соединен по диагонали с верхним направляющим рычагом колеса другого моста, нижние направляющие рычаги этих колес установлены на трубе торсиона; нижний направляющий рычаг другого колеса борта соединен с наконечником нижнего поперечного торсиона, другой наконечник этого торсиона соединен по диагонали с нижним направляющим рычагом колеса другого моста, верхние направляющие рычаги этих колес установлены на трубе торсиона.
На фиг. 1 изображен вид сбоку от центральной оси автомобиля на колеса одного борта при балансирной диагональной подвеске колес задней тележки. Гасящее устройство - амортизаторы не показаны.
На фиг. 2 показан вид сверху на это техническое решение.
На несущей системе 1 автомобиля (раме, несущем кузове) закреплены верхняя 2 и нижняя 3 трубы, в которых установлены верхний 4 и нижний 5 поперечные торсионы. К наконечникам верхнего торсиона 4 закреплены кронштейны: левый 6 и правый 7, установленные на опорах качания 8 и 9 относительно трубы 2. Эти наконечники могут быть установлены в опорах качания относительно несущей системы 1. К левому кронштейну 6 закреплен V-образный верхний левый передний продольный рычаг 10, в наконечнике этого рычага в опоре качания 11 установлена ось 12, закрепленная к опорному диску левого переднего колеса 13 задней тележки. К правому кронштейну 7 закреплен V-образный верхний правый задний продольный рычаг 14, в наконечнике этого рычага в опоре качания 15 установлена ось 16, закрепленная к опорному диску правого заднего колеса 17. Правое переднее колесо 18 осью 19, закрепленной к опорному диску колеса 18, установлено в опоре качания 20 наконечника V-образного верхнего правого переднего продольного рычага 21. Рычаг 21 установлен на опорах качания: 22 - на кронштейне 7 и 23 - на трубе 2. Левое заднее колесо 24 осью 25, закрепленной к опорному диску колеса 24, установлено в опоре качания 26 наконечника V-образного верхнего левого заднего продольного рычага 27. Рычаг 27 установлен на опорах качания: 28 - на кронштейне 6 и 29 - на трубе 2. Аналогично по диагонали организована балансирная подвеска по нижнему торсиону 5, расположенному в трубе 3 (фиг. 1). К левому кронштейну закреплен V-образный нижний левый задний продольный рычаг, в наконечнике этого рычага в опоре качания установлена ось (на фиг. не показаны), закрепленная к опорному диску левого заднего колеса 24 задней тележки. К правому кронштейну закреплен V-образный нижний правый передний продольный рычаг 30, в наконечнике этого рычага в опоре качания 31 установлена ось 32, закрепленная к опорному диску правого переднего колеса 18. Правое заднее колесо 17 осью 33, закрепленной к опорному диску колеса 17, установлено в опоре качания 34 наконечника V-образного нижнего правого заднего продольного рычага 35. Рычаг 35 установлен на опорах качания: 36 - на правом нижнем кронштейне и на трубе 3. Левое переднее колесо 13 осью, закрепленной к опорному диску колеса 13, установлено в опоре качания наконечника V-образного нижнего левого переднего продольного рычага. Рычаг установлен на опорах качания: на левом нижнем кронштейне и на трубе 3 (на фиг. не показаны).
Опоры качания могут быть выполнены как в наконечниках продольных рычагов, так и в опорных дисках колес. Возможно применение дополнительных упругих устройств: пневмоэлементов, пружин и т.д. Продольные рычаги могут быть выполнены из рессорной стали.
Устройство работает следующим образом. При наезде одного из колес задней тележки на препятствие, например левого переднего колеса 13 (фиг. 2), усилие передается по диагонали: через опорный диск колеса, ось 12, опорой качения 11 на V-образный верхний левый передний продольный рычаг 10 и левый кронштейн 6. Кронштейн 6 поворачивается на опоре качения 8 относительно трубы 2 и передает усилие на верхний поперечный торсион 4. По торсиону 4 усилие передается на правый кронштейн 7, который, поворачиваясь на опоре качения 9 относительно трубы 2 по V-образному верхнему правому заднему продольному рычагу 14 (фиг. 1 и 2), опорой качания 16 и осью 15 воздействует на правое заднее колесо 17. Поперечная устойчивость колес 13 и 17 дополнительно обеспечивается V-образными продольными рычагами: левым (на фиг. не показан) и правым 35. Поперечный торсион 4 работает не только как упругий элемент, снижающий вертикальные динамические нагрузки, но и как стабилизатор поперечной устойчивости, практически исключающий поперечный крен автомобиля. Вертикальное перемещение одного колеса взаимосвязано с перемещениями всех колес задней тележки, что повышает плавность хода автомобиля. Другая диагональ по нижнему поперечному торсиону 5 работает аналогично верхнему торсиону 4. Вертикальное перемещение правого заднего колеса 17 будет воздействовать на правое переднее колесо 18. Усилие от него передается осью 32, опорой качания 31, V-образным продольным правым нижним рычагом 30 и по кронштейну на нижний поперечный торсион 5, далее на левый кронштейн, V-образным продольным левым нижним рычагом, опорой качания и осью на левое заднее колесо 24.
Балансирная подвеска, содержащая на каждое колесо по два продольных направляющих рычага с опорами качания, расположенными одна на опорном диске колеса, другая - между колесами рядом расположенных мостов автомобиля, отличающаяся тем, что верхний направляющий рычаг соединен с наконечником верхнего поперечного торсиона, другой наконечник этого торсиона соединен по диагонали с верхним направляющим рычагом колеса другого моста, нижние направляющие рычаги этих колес установлены на трубе торсиона, нижний направляющий рычаг другого колеса борта соединен с наконечником нижнего поперечного торсиона, другой наконечник этого торсиона соединен по диагонали с нижним направляющим рычагом колеса другого моста, верхние направляющие рычаги этих колес установлены на трубе торсиона.
