ПОДВЕСКА ЗАДНИХ КОЛЕС ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B60G11/00 

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано в качестве задней подвески транспортного средства.

Известна подвеска задних колес транспортного средства, содержащая рычажный элемент, концы которого жестко связаны с осями колес, и рычажный элемент шарнирно связан с кузовом. (авт. свид. СССР N 1572835, кл. B 60 G 9/02, 1990).

Преимущество конструкции возможность для использования в автомобилях с приводом на передние или задние колеса, а также с приводом на обе оси колес одновременно.

Ограничением конструкции является выполнение рычажного элемента в виде единой поперечной балки, изогнутая вперед средняя часть которой посередине закреплена на кузове транспортного средства посредством центрального шарнира. Так как балка выполнена П-образной и жесткой, то ее концы выполняют функцию продольных рычагов, которые по сравнению с косыми рычагами имеют худшие эксплуатационные характеристики в части восприятия различных по направлениям нагрузок и устойчивости автомобиля. Кроме того, т.к. балка выполнена единой, то нагрузки при разноименных ходах колес, от действия боковых сил при движении на повороте и от отдельных ударов колес непосредственно воспринимаются центральным шарниром. Крайними тягами не удается в полной мере компенсировать это нежелательное воздействие, в связи с чем подвеска не обладает высокой надежностью.

Известна подвеска транспортного средства, содержащая рычажный элемент, концы которого жестко связаны с осями колес, подрамник, закрепленный на кузове, и рычажный элемент шарнирно связан с подрамником. (авт. свид. СССР N 1691150, кл. B 60 G, 1991).

Преимуществом этой конструкции является ее компактность за счет уменьшения пространства, занятого колеблющимися частями подвески. Концы рычажного элемента, выполненного в виде единой балки, расположены под углом к продольной оси транспортного средства, выполняя функции косых рычагов, что несколько уменьшает ограничения вышеописанной конструкции.

Вместе с тем, т.к. балка выполнена единой и жесткой, а также связана с подрамником центральным шарниром, то ограничения, связанные с восприятием нагрузок данной подвеской, сохраняются. Расположение крайних тяг для компенсации нагрузок вблизи полуосей привода колес транспортного средства и связь их посредством коромысла между собой не позволяет без значительной доработки кузова автомобиля использовать данную конструкцию в качестве задней подвески полноприводного автомобиля с колесной формулой 4х4, работающего от привода передних колес.

Наиболее близкой конструкцией подвески задних колес транспортного средства является подвеска, содержащая для каждого из колес рычаг, один конец которого жестко связан с осью колеса, а другой свободный конец посредством штыря, вставленного в него, и элемента крепления к кузову шарнирно связан с кузовом, поперечный упругий стержень, элемент, расположенный поперечно и выполненный связывающим свободные концы рычагов каждого колеса, при этом штыри расположены симметрично относительно продольной оси транспортного средства (авт. свид. СССР N 1646912, кл. В 60 11/00, 1991).

Преимуществом такой конструкции является использование отдельных рычагов для каждого колеса, что устраняет вышеуказанные ограничения, налагаемые непосредственной связью противоположных колес балкой, повышает срок службы, активную безопасность и комфортность транспортного средства.

Однако, ограничениями этой конструкции являются: усложнение за счет введения дополнительных рычагов и треугольных шарниров, продольное расположение основных рычагов, непосредственное крепление элементов подвески к кузову, что без значительной доработки кузова автомобиля не позволяет использовать данную конструкцию в полноприводных автомобилях, например, работающих от привода передних колес.

Задача, решаемая изобретением обеспечение возможности переоборудования переднеприводного автомобиля в автомобиль с улучшенными ходовыми качества и с колесной формулой 4х4 без изменения формы кузова.

Технический результат, который может быть достигнут при использовании изобретения упрощение крепления подвески, повышение устойчивости и надежности.

Поставленная задача решается тем, что в подвеску задних колес транспортного средства, содержащую для каждого из колес рычаг, один конец которого жестко связан с осью колеса, а другой свободный конец посредством штыря, вставленного в него, и элемента крепления к кузову, шарнирно связан с кузовом упругий стержень, расположенный поперечно, выполненный связывающим свободные концы рычагов каждого колеса, при этом штыри и элементы расположены симметрично относительно продольной оси транспортного средства, согласно изобретению дополнительно введен подрамник, закрепленный на кузове, штыри расположены под острым углом относительно поперечной оси транспортного средства, причем концы штырей, расположенные ближе к продольной оси транспортного средства, ближе расположены к задней части транспортного средства, а концы штырей, расположенные дальше от продольной оси транспортного средства, дальше расположены от задней части транспортного средства, штырь одним концом закреплен на подрамнике, а другим концом с элементом крепления к кузову, каждый из рычагов выполнен V-образным, своим углом жестко связанным с осью колеса, а свободными концами шарнирно со штырем, при этом упругий стержень выполнен с загнутыми концами, а загнутый конец введен в пространство между свободными концами V-образного рычага между углом и штырем и подсоединен к свободным концам V-образного рычага.

Возможны варианты выполнения изобретения, в которых целесообразно, чтобы:
штыри были расположены под углом 12-17^o относительно поперечной оси транспортного средства, и подрамник выполнен из труб в виде фермы замкнутого профиля, которая снабжена кронштейнами, расположенными симметрично относительно продольной оси транспортного средства под острым углом к ней, одни концы кронштейнов закреплены на кузове, а на других закреплены штыревые элементы.

Кроме того, ферма выполнена в форме трапеции.

Кроме того, ферма снабжена, по крайней мере, одной расположенной вне плоскости фермы, консолью, один конец которой закреплен на ферме, а другой на кузове.

ферма была снабжена, по крайней мере, одной консолью, расположенной вне плоскости фермы, один конец которой был закреплен на ферме, а другой на кузове.

В дополнение к вариантам, в котором загнутый конец упругого стержня подсоединен к свободным концам V-образного рычага шарнирно посредством шпильки, возможны варианты, в которых целесообразно, чтобы:
упругий стержень был подсоединен посредством двух хомутов к подрамнику шарнирно с возможностью поворота и перемещения упругого стержня вокруг и вдоль поперечной оси транспортного средства;
упругий стержень был подсоединен посредством двух хомутов к штырям шарнирно с возможностью поворота и перемещения упругого стержня вокруг и вдоль поперечной оси транспортного средства, при этом каждый из хомутов установлен на штыре между свободными концами V образного рычага.

За счет введения в конструкцию подвески подрамника, выполнения рычагов и упругого стержня описанной выше формы и соединения их указанным образом удалось решить поставленную задачу и достичь технического результата.

Преимущества и особенности изобретения станут понятными во время последующего рассмотрения приведенного ниже варианта осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1 изображает подвеску задних колес транспортного средства, вид снизу на транспортное средство$ фиг. 2 схему работы подвески, вид сзади; фиг. 3
то же, что фиг. 2, вид сбоку.

Подвеска задних колес транспортного средства (фиг. 1) содержит для каждого из колес 1 рычаг 2, один конец которого жестко связан с осью колеса 1, а другой свободный конец посредством штыря 3, вставленного в него, и элемента 4 крепления к кузову 5 шарнирно связан с кузовом 5. Упругий стержень 6 выполнен связывающим свободные концы рычагов 2 каждого колеса 1. При этом штыри 3 и элементы 4 расположены симметрично относительно продольной оси транспортного средства.

В конструкцию введен подрамник 7, закрепленный на кузове 5. Штыри 3 расположены под острым углом относительно поперечной оси транспортного средства. Концы штырей 3 расположенные ближе к продольной оси транспортного средства, ближе расположены к задней части транспортного средства. Концы штырей 3, расположенные дальше от продольной оси транспортного средства, дальше расположены от задней части транспортного средства. Штырь 3 одним концом закреплен на подрамнике 7, а другим концом с элементом 4 крепления к кузову 5. Каждый из рычагов 2 выполнен V-образным, своим углом жестко связанным с осью колеса 1, а свободными концами 8 шарнирно со штырем 3. Упругий стержень 6 выполнен с загнутыми концами 9. Загнутые концы 9 введены в пространство между свободными концами 8 V-образного рычага между углом и штырем 3 и подсоединены к свободным концам V-образного рычага.

Особенностью настоящей конструкции является закрепление штыря 3 посредством элемента 4 одним концом к кузову 5, а другим концом непосредственно к подрамнику 7. Такое крепление совместно с выполнением рычага 2 V-образным позволяет использовать конструкцию для любых типов автомобилей без переделки и изменения формы их кузовов, т. к. точки крепления могут быть выбраны пространственно в любом свободном и удобном месте относительно других агрегатов транспортного средства. Выполнение упругого стержня 6 с загнутыми концами 9 также позволяет расположить его в любом удобном месте вдоль поперечной оси транспортного средства за счет изменения длины загнутых концов 9. Кроме того, сам подрамник 7 может служить для крепления на нем различных дополнительных агрегатов.

В зависимости от конкретного типа транспортного средства переоборудуемого с переднеприводного на полноприводный, острый угол расположения штырей 3 (фиг. 1) может быть выбран в пределах 12-17^o. Величина угла зависит от длины рычага 2 и длин полуосей от редуктора. Для моделей ВАЗ 21081, 2109, 21099, 2110 при предварительных испытаниях подвески получены оптимальные значения угла 15^o. Однако, в любом случае рычаги 2, расположенные под углом (косые рычаги), имеют по устойчивости преимущество перед продольными рычагами.

Подрамник 7 (фиг. 1) может быть выполнен из труб в виде фермы замкнутого профиля, которая снабжена кронштейнами 10, расположенными симметрично относительно продольной оси транспортного средства под острым углом к ней. Одни концы кронштейнов 10 закреплены на кузове 5, а штыри 3 закреплены на подрамнике 7 посредством других концов кронштейнов 10.

В общем случае подрамник 7 может быть выполнен единым (сплошным). Однако, при переоборудовании транспортного средства для дополнительного упрощения крепления подвески к кузову 5 целесообразно применять конструкцию из труб в виде фермы. Такая конструкция подрамника 7 позволяет обеспечить удобное и надежное его крепление к кузову 5 независимо от формы кузова 5 (изгибов, технологических выпуклостей и т.п.) за счет выбора соответствующих точек крепления труб и возможности обеспечения неповторения подрамником 7 формы кузова 5.

Ферменная конструкция подрамника 7 позволяет выполнять его принципиально с любым требуемым замкнутым профилем для обеспечения удобства точек его крепления и необходимой жесткости. В частности, подрамник 7 может быть выполнен в форме трапеции, как показано на фиг. 1. Если позволяет свободное пространство, то подрамник 7 может быть выполнен в виде прямоугольника, параллелограмма или любого иного многоугольника, обеспечивающего необходимую жесткость и удобство крепления к кузову 5 для конкретной модели автомобиля.

Ферменная конструкция подрамника 7 (фиг. 1) может быть снабжена, по крайней мере, одной консолью 11. Консоль 11 может быть расположена вне плоскости фермы. Дополнительное крепление подрамника 7 консолью 11 позволяет в случае необходимости производить связь подрамника 7 с труднодоступными точками кузова 5 или более надежно крепить на подрамнике 7 дополнительные агрегаты, например, редуктор для осуществления привода на задние колеса.

Загнутый конец 9 упругого стержня 6 (фиг. 1) может быть подсоединен к свободным концам 8 V-образного рычага шарнирно посредством шпильки 12, вставленной в отверстие загнутого конца 9 и закрепленной на свободных концах 8.

Возможны и другие варианты подсоединения загнутых концов 9 к рычагам 2. Однако, соединение шпилькой 12 является простым и надежным, т.к. обеспечивает работу шарнира в основной плоскости качания рычага 2 и работу упругого стержня 6 вдоль поперечной оси транспортного средства для выполнения им функции стабилизатора поперечной устойчивости. Шарнирное соединение стабилизатора с рычагом 2 подвески естественно может быть дополнено упругими втулками и эластичными подушками, на фиг. 1 не показанными.

Упругий стержень 6 может быть подсоединен к подрамнику 7 шарнирно посредством двух хомутов 13 или посредством этих хомутов 13 может быть подсоединен шарнирно к штырям 3 между свободными концами V-образного рычага. Для последнего варианта соединения (фиг. 1) средняя часть штыря 3 может быть выполнена с удобным для соединения профилем. В обоих случаях хомуты 13 являются направляющими для осуществления пространственной связи свободных концов рычагов 2 и выполнения упругим стержнем 6 функции стабилизатора, как и в других конструкциях. Однако, особенностью данной конструкции является выполнение упругого стержня 6 с загнутыми концами 9, поэтому на характеристики стабилизатора влияют не только свойства материала, но и длина загнутых концов 9. За счет такого выполнения стабилизатора и его крепления в развилке V-образного рычага удается повысить общую упругость и, следовательно, повысить стабилизационные характеристики. Хомуты 13 также могут быть снабжены различными по форме упругими втулками и т.п. на фиг. 1 не показанными.

Сам подрамник 7 может быть закреплен на кузове 5 посредством жестких болтовых соединений в необходимых случаях с упругими прокладками.

На фигурах 1, 2, 3 схематично показаны другие агрегаты для переоборудования переднеприводного транспортного средства в полноприводное, в частности силовой агрегат 14, устройство 15 отбора мощности, карданная передача 16, редуктор 17, полуоси 18.

Работает подвеска задних колес транспортного средства (фиг. 1, 2, 3) следующим образом.

Поскольку каждое колесо 1 подвешено посредством рычагов 2 к кузову 5 независимо от другого колеса 1, то при наезде одним колесом 1 на неровности колебания его не передаются другому колесу 1, уменьшается наклон кузова 5 и повышается в целом устойчивость автомобиля при движении.

На фиг. 2 и 3 показана схема работы независимой подвески, где положение 1 соответствует полностью загруженной подвеске, положение 2 нормально загруженной подвеске, положение 3 полностью распущенной подвеске.

Так как рычаг 2 выполнен V-образным, он имеет улучшенную ориентацию и опору шарнирного соединения на штыре 3, что обеспечивает надежность его работы.

Для уменьшения наклона кузова 5 на поворотах служит упругий стержень 6, выполняющий функцию стабилизатора поперечной устойчивости. Если наступает боковой крен кузова 5, то упругий стержень 6 закручивается и стремится выправить положение кузова 5.

В соответствии с изложенным устройство позволяет переоборудовать переднеприводный автомобиль, например, серийный автомобиль с поперечным расположением двигателя ВАЗ 21081, 2109, 21099, 2110 в автомобиль с колесной формулой 4х4. Устройство позволяет улучшить устойчивость и управляемость автомобиля на любых скоростных режимах и на дорогах с любым покрытием, включая лед.

Наиболее успешно заявленная подвеска задних колес транспортного средства может быть использована в автомобилестроении при переоборудовании транспортных средств из переднеприводных в полноприводные без доработки кузова.

Использование: подвеска задних колес транспортного средства относится к автомобилестроению и может быть использована в полноприводных автомобилях. Сущность: подвеска содержит рычаги и упругий стержень, расположенный поперечно и выполненный связывающим свободные концы рычагов. Введен подрамник, закрепленный на кузов. Рычаги шарнирно установлены посредством штырей, которые расположены под острым углом к поперечной оси транспортного средства. Штырь одним концом закреплен на подрамнике, а другим концом - с элементом крепления к кузову. Каждый из рычагов выполнен V-образным, своим углом жестко связанным с осью колеса, а свободными концами шарнирно - со штырем. Упругий стержень выполнен с загнутыми концами. Загнутый конец введен в пространстве между свободными концами V-образного рычага между углом и штырем и подсоединен к свободным концам V-образного рычага. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Подвеска задних колес транспортного средства, содержащая для каждого из колес рычаг, один конец которого жестко связан с осью колеса, а другой свободный конец посредством штыря, вставленного в него, и элемента крепления к кузову шарнирно связан с кузовом, упругий стержень, расположенный поперечно относительно продольной оси транспортного средства и выполненный связывающим свободные концы рычагов каждого колеса, при этом штыри расположены симметрично относительно продольной оси транспортного средства, отличающаяся тем, что она снабжена подрамником, закрепленным на кузове, штыри расположены под острым углом относительно поперечной оси транспортного средства, причем концы штырей, расположенные ближе к продольной оси транспортного средства, ближе расположены к задней части транспортного средства, а концы штырей, расположенные дальше от продольной оси транспортного средства, дальше расположены от задней части транспортного средства, штырь одним концом закреплен на подрамнике, а другим концом посредством элемента крепления закреплен к кузову, каждый из рычагов выполнен V-образным, своим углом жестко связанным с осью колеса, при этом упругий стержень выполнен с загнутыми концами, каждый из которых введен в пространство между свободными концами соответствующего V-образного рычага между углом и штырем и подсоединен к свободным концам V-образного рычага посредством шпильки, вставленной в отверстие загнутого конца, и закреплен на свободных концах V-образного рычага. 2. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что штыри расположены под углом 12 17^o относительно поперечной оси транспортного средства. 3. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что подрамник выполнен из труб в виде фермы замкнутого профиля, которая снабжена кронштейнами, расположенными симметрично относительно продольной оси транспортного средства под острым углом к ней, одни концы кронштейнов закреплены на кузове, а на других закреплены штыри. 4. Подвеска по п.3, отличающаяся тем, что ферма выполнена в форме трапеции. 5. Подвеска по п.3, отличающаяся тем, что ферма снабжена по крайней мере одной расположенной вне плоскости фермы консолью, один конец которой закреплен на ферме, а другой на кузове.