ПОДВЕСКА КОРПУСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B60G3/00 

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к подвескам корпуса транспортного средства.

Известна подвеска корпуса транспортного средства, включающая в себе рычаги и упругие элементы, посредством которых колеса крепятся к корпусу транспортного средства. (см. заявку ФРГ N 2855105, B 60 G 15/00, 1980 г.).

Недостаток таких подвесок заключается в том, что на поворотах центробежная сила вызывает перераспределение нагрузки на наружные колеса, что приводит на повышенных скоростях к опрокидыванию транспортного средства.

Наиболее близкий к предлагаемой является подвеска корпуса транспортного средства, описанная в а. с. СССР N 492403б И 60 G 3/00, 1975 г.

В известной подвеске корпус транспортного средства соединен с колесами посредством системы рычагов, кинематика которых способствует равномерному распределению нагрузки на внутренние и наружные колеса.

Недостаток такой подвески заключается в том, что она применима только на транспортных средствах, у которых центр масс расположен ниже оси вращения колес, в противном случае такая кинематика способствует опрокидыванию транспортного средства.

В основу изобретения положена задача создать подвеску корпуса транспортного средства, обеспечивающую устойчивость любых транспортных средств на поворотах путем перераспределения нагрузки на внутренние колеса, а также стабилизировать положение корпуса при торможении или ускорении.

Достигаемый при этом технический эффект выражается в повышении устойчивости транспортного средства на поворотах и соответственно повышения безопасности движения и пассажиров.

Указанный технический эффект обеспечивается тем, что подвеска корпуса транспортного средства, содержащая рычаги, связанные с колесами и с корпусом, и упругие элементы, связывающие рычаги с корпусом транспортного средства, дополнительно снабжена шарнирными узлами, посредством которых упругие элементы, связывающие рычаги с корпусом транспортного средства, дополнительно снабжена шарнирными узлами, посредством которых упругие элементы связаны с корпусом транспортного средства, при этом часть каждого шарнирного узла, связанная с корпусом, выполнена с возможностью продольного и поперечного смещения относительно части этого же шарнирного узла, связанный с соответствующим упругим элементом, а центры шарниров указанных узлов расположены в плоскости над центром масс транспортного средства.

Для осуществления указанных перемещений шарнирный узел выполнен в виде сферического подшипника с шаровым телом качения, расположенным между двумя профильными поверхностями опор, связанных соответственно с корпусом и амортизатором, при этом оси симметрии профильных поверхностей опор расположены с пересечением над центром масс соответственно в поперечном направлении в продольной плоскости транспортного средства, а в продольном направлении в плоскости, параллельной продольной плоскости транспортного средства.

При этом целесообразно, чтобы оси симметрии были расположены с пересечением в указанных плоскостях под углом друг к другу.

Возможно выполнение шарнирного узла в виде дополнительного упругого элемента.

При этом дополнительный упругий элемент может собой представлять резиновый амортизатор.

При таком конструктивном выполнении подвески ось крана корпуса расположена выше центра масс корпуса, что позволяет обеспечить перераспределение нагрузки на внутренние колеса за счет того, что при повороте центробежная сила отклоняет подрессоренную массу корпуса, при этом происходит поворот корпуса относительно оси крена, вызывающий момент, образующий пару сил, прижимающих к полосе дороги внутренние и отжимающих наружные колеса.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием неразрывной совокупности существенных признаков, достаточных для охарактеризования возможности решения поставленной задачи и достижения указанного технического эффекта.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков указанного эффекта.

На фиг. 1 изображена подвеска корпуса транспортного средства в поперечном направлении, в данном случае спортивного автомобиля, общий вид; на фиг. 2 подвеска корпуса транспортного средства в продольном направлении; на фиг. 3 шарнирный узел, первый пример исполнения; на фиг. 4 шарнирный узел, второй пример исполнения.

Подвеска корпуса 1 транспортного средства (см. фиг. 1), например, спортивного автомобиля содержит рычаги 2, посредством которых колеса 3 связаны с корпусом 1. Упругие элементы 4 подвески связывают рычаги с корпусом 1. Упругие элементы могут быть выполнены различными по конструкции и представляют собой конструкцию подвески из ряда известных. Конкретное конструктивное выполнение этих элементов не является существенным для решения задачи и поэтому детально не рассматривается.

Связь упругих элементов подвески с корпусом 1 осуществляется через шарнирные узлы 5 (см. фиг. 1), особенностью которых является возможность части, связанной с корпусом 1, смещаться в поперечном и продольном направлениях относительно части узла, связанной с упругим элементом.

На фиг. 3 показан один из возможных вариантов исполнения такого шарнирного узла. Он представляет собой сферический упорный подшипник с телом качения в виде шарика 6, установленного между верхней частью 7, соединенный с корпусом 1, и нижней частью 8, связанной с упругим элементом 4. Рабочие контактные с шарниром 6 профили частей 7 и 8 позволяют смещаться, обкатываясь по шарику, одной части относительно другой. Если представленный разрез считать поперечным, то точно такой же профиль у этого узла и в продольном направлении. Это позволяет совершать смещение как в поперечном, так и в продольном направлениях.

В данном случае не показаны дополнительные устройства по возврату частей в исходное положение, но возможна установка, например пружин или торсионов, которые после приложения нагрузки вернули бы части в положение, в котором шарик 6 находился бы в центре 9 узла. При расположении оси 10 симметрии профильных поверхностей частей 7 и 8 под углом к продольной плоскости 11 транспортного средства выше его центра масс 12 обеспечивает самопроизвольное возвращение частей 7 в исходное положение по отношению к части 8. Рациональным является выполнение этого угла α тупым, поскольку именно при таком угле процесс возврата частей 7 и 8, и, следовательно, корпуса 1, происходит автоматически при снятии или уменьшении центробежной силы P_цб.

Возможен также пример исполнения шарнирного узла в виде резинового амортизатора 13, поскольку резина позволяет за счет упруго-деформированного смещения своих слоев одной части смещаться относительно другой в сторону приложения нагрузки и возвращаться в исходное положение при снятии этой нагрузки с сохранением формы.

Указанные примеры приведены в качестве доказательства возможности реализации шарнирных узлов с взаимоперпендикулярными смещениями своих частей, но не ограничивают выполнение этих узлов, гидравлическими, пневматическими, электромеханическими и т. д.

Существенными характеристиками этих узлов является их установка в связи упругого элемента с корпусом и расположение осей, проходящих через центры шарниров этих узлов с пересечением выше центра масс транспортного средства. Эти условия обеспечивают получение центра "О" (поз. 14) качания корпуса 1 выше центра масс 12.

Данный пример установки шарнирных узлов 5 (см. фиг. 1) рассмотрен применительно к передней или задней осям транспортного средства с целью перераспределения нагрузки на колеса по бортам при повороте транспортного средства.

Если рассматривать решение только этой задачи (перераспределение нагрузок по колесам при повороте), то достаточно выполнить указанные шарнирные узлы только с возможностью поперечного смещения. Если же все подвески каждого колеса транспортного средства снабдить указанными узлами с возможностью смещения и в продольном направлении, то при ускорении или торможении транспортного средства также можно получить эффект перераспределения нагрузок на колеса, но уже по местам. В этом случае, например, при торможении транспортного средства, произойдет не "клевок" кузова вперед, а смещение назад в область задних колес, что усиливает эффект торможения в случае использования заднеприводной трансмиссии.

Подвеска транспортного средства работает следующим образом.

При прямолинейном движении транспортного средства подвеска работает обычным образом, кроме того, происходит стабилизация положения кузова в поперечном и продольном направлениях с гашением колебаний в этих направлениях в шаровых узлах.

При повороте (см. фиг. 1) центробежная сила P_цб действует на корпус 1 и приложена в центре масс 12 (при этом понимается вид сзади, поворот направо и рассматривается влияние только центробежной силы на корпус транспортного средства). В результате происходит отклонение корпуса 1 вокруг центра "О". При этом в упругих элементах 4 возникает пара сил H и Т, из которых H отжимает корпус 1, разворачивая его относительно центра "О", со стороны внешнего колеса, а сила Т прижимает корпус 1 со стороны внутреннего колеса. Это происходит за счет смещения корпуса 1 в шаровых узлах 5. В результате смещения происходит перераспределение нагрузок на колеса: внешнее, ранее нагруженное на повороте, разгружается, а внутреннее, ранее недогруженное, нагружается. После выхода из поворота транспортного средства при уменьшении или исчезновении P_цб происходит возврат положения корпуса в исходное положение, стабилизированное шарнирными узлами.

Если рассматривать транспортное средство в продольном направлении (фиг. 2), то указанные шарнирные узлы допускают смещение корпуса 1 относительно некого центра "О", так что действие силы торможения P_торм вызывает возникновение пары сил H_т и Т_т, первая из которых отжимает корпус от передней части транспортного средства, а вторая прижимает заднюю часть корпуса, что предотвращает эффект "клевка" при торможении.

Таким образом настоящее изобретение позволяет повысить безопасность и устойчивость движения транспортного средства при поворотах и повышает комфортабельность и эффективность торможения при прямолинейном движении.

Использование: изобретение относится к автомобилестроению. Сущность изобретения: подвеска транспортного средства включает в себя рычаги 2, связывающие колеса 3 с корпусом 1 транспортного средства, и упругие элементы 4, которые через шарнирные узлы 5 соединены с корпусом 1. При этом шарнирные узлы 5 обеспечивают поперечное и продольное смещение корпуса 1 при поворотах или торможении, что вызывает перераспределение нагрузок на колеса. При повороте транспортного средства за счет смещения корпуса обеспечивается догрузка внутреннего по отношению к направлению поворота колеса 3. А при торможении уменьшается смещение корпуса в направлении движения. 4 ил.

Подвеска корпуса транспортного средства, содержащая рычаги, связанные с колесами и с корпусом, упругие элементы, связывающие рычаги с корпусом транспортного средства и шарнирные узлы, посредством которых упругие элементы связаны с корпусом транспортного средства, при этом часть каждого шарнирного узла, связанная с корпусом, выполнена с возможностью продольного и поперечного смещения относительно части этого же шарнирного узла, связанной с соответствующим упругим элементом, отличающаяся тем, что центры шарниров указанных узлов расположены в плоскости над центром масс транспортного средства, а каждый шарнирный узел выполнен в виде сферического подшипника с шаровым телом качения, расположенным между двумя профильными поверхностями опор, связанных соответственно с корпусом и амортизатором, при этом оси симметрии профильных поверхностей опор расположены с пересечением над центром масс соответственно в поперечном направлении в продольной плоскости транспортного средства, а в продольном направлении в плоскости, параллельной продольной плоскости транспортного средства.