ХОДОВАЯ ЧАСТЬ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 1997 года по МПК B60G9/00 B60G11/00 B62D13/00 

Изобретение относится к конструкции ходовой части автомобиля, в особенности, грузового автомобиля.

Управляемые оси со сдвоенными колесами используются для особо тяжелых транспортных средств, для которых необходимо, чтобы одна или некоторые из осей, снабженных сдвоенными колесами, были управляемыми, так как обычно используется более двух таких осей и радиус поворота грузового автомобиля без такого управления неприемлемо велик. Сдвоенные колеса, в свою очередь, используются из-за большой нагрузки. Также важно, чтобы нагрузка равномерно распределялась по всей осям на неровной местности.

Обычно используют сдвоенные колеса, поддерживаемые отдельными рессорами, в этом случае конструкция удовлетворяет как требованиям поворота, так и требованиям распределения нагрузки.

Также можно использовать оси, шарнирно закрепленные на раме посредством поворотного круга. Тем самым удовлетворяется требования поворота, однако требования распределения нагрузки не будут выполнены в случаях, когда имеется несколько осей, так как опорные рессоры осей, используемые в соединении с поворотным кругом, не взаимосвязаны.

Кроме того, известны различные схемы размещения нагрузки, включающие ряд прицепов. Проблемой здесь является плохая управляемость.

Также известно использование сдвоенных колес, которые поддерживаются отдельными рессорами и имеют свой поворотный круг и которые легко поворачиваются на 180^o. Однако, здесь колеса не могут приводится в движение механически и поэтому в большинстве случаев применяются гидромоторы. Такая схема и сложна, и дорога.

В патенте [1] описаны схемы, аналогичные тем, что приведены в преамбулах пунктов патентования 1 и 2. В этих схемах ось устроена так, чтобы поворачиваться при воздействии на положение продольных опор оси. Однако в этой предшествующей конструкции не решены проблемы, связанные с контролем за поведением оси во время поворота и взаимодействием между последовательными осями в конструкциях тележки, использующих несколько осей.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, состоит в том, чтобы были удовлетворены требования, касающиеся контролируемости поворота оси и распределение нагрузки. Технический результат достигается с помощью конструкций оси согласно данному изобретению, отличительные особенности которых раскрыты в отличительных частях пунктов патентования 1 и 2.

Устройство поддержки рессор дает эффект стабилизации управления. Когда ось поворачивается, стержни подвески сдвигаются от своего вертикального положения и рама шасси транспортного средства поднимается. При этом на ось действует выравнивающий момент, который стремится повернуть ее в прямое положение. Использование управляемых продольных опор обеспечивает достаточный поворот, так что в качестве поворачиваемой оси может использоваться обычная жесткая ось или даже ведущая ось.

В случае двух или более последовательных осей распределение нагрузки между осями осуществляется независимо от положения управляемой оси за счет взаимосвязи рессор осей посредством уравнительных рычагов.

Для двух или более последовательных осей предпочтительно, чтобы эти оси поддерживались как V-образной опорой, так и продольными опорами, независимо от того, прикреплены ли продольные опоры непосредственно к шасси или нет, поскольку в результате этого оси не смогут качаться и нагрузка не будет смещаться от одной оси к другой, когда изменение силы, действующей, между колесом и поверхностью, будет стремиться создать такое смещение.

Для управляемой ведущей тележки привод на управляемую ось может быть также осуществлен традиционным механическим способом, с помощью карданного вала, что является предпочтительным решением.

Управление управляемой осью может быть частью обычного механизма управления транспортного средства, или же управляемая ось может управляться отдельно. Сам механизм управления, конечно, может быть снабжен усилителем мощности, что чаще всего и бывает, и может содержать один или несколько контуров.

Существует много вариантов поддержки оси и возможно использование всех комбинаций, получаемых при креплении V-образной опоры, направленной вперед или назад, над осью и V-образной опоры, направленной вперед или назад, под осью, или при закреплении этой опоры под осью и продольных опор, аналогичным образом направленных вперед иди назад над осью.

Тележка может включать, как обычно и бывает, более двух осей, некоторые из которых могут быть неподвижными, т.е. неуправляемыми. Обычно по меньшей мере одна ось неподвижна. Очевидны по крайней мере следующие варианты.

Тележка образована одной управляемой осью и одной неподвижной осью. Используется уравнительный рычаг, рессора неподвижной оси на одном конце прикреплена к уравнительному рычагу посредством стержня подвески, а на другом конце тем же или каким-либо другим способом прикреплена к раме шасси.

Тележка образована двумя управляемыми осями и одной неподвижной. В этом случае неподвижная ось может располагаться на том или на другом конце тележки, при этом ситуация аналогична вышеописанной за исключением того, что уравнительный рычаг используется между управляемыми осями. В другом варианте неподвижная ось может быть средней осью тележки, при этом она подпрессована к обеим управляемым осям посредством уравнительных рычагов.

Тележка образована тремя управляемыми осями к одной неподвижной.

Тележка образована одной управляемой осью и двумя неподвижными.

Тележка образована тремя управляемыми осями и двумя неподвижными.

Тележка образована двумя управляемыми осями и двумя неподвижными.

Одиночная управляемая ось, при этом уравнительный рычаг отсутствует, а стержни подвески прикреплены нижним концом к точкам соединения с рамой шасси. Этот вариант не относится к вариантам конструкции тележки, хотя в нем используются средства поддержки и управления осью согласно данному изобретению.

Следует иметь в виду, что с помощью схемы тележки по данному изобретению могут быть также реализованы и другие варианты.

Далее следует подробное описание изобретение на примере двух конкретных вариантов его осуществления, со ссылками на прилагаемые чертежи, где показано:
на фиг. 1 вид сбоку конструкции тележки по данному изобретению; на фиг. 2 вид сверху конструкции на фиг. 1; на фиг. 3 вид сбоку конструкции на фиг. 1 и 2, когда ось находится в повернутом положении; на фиг. 4 вид сверху конструкции на фиг. 3; на фиг. 5 показана конструкция с одиночной осью согласно данному изобретению.

На чертежах указатель 1 обозначает балку оси, которая может быть ведущей осью или осью, несущей только нагрузку.

Указатели 2 и 3 обозначают колеса, которые обычно сдвоены для тяжело нагруженных осей.

V-образная опора 4 упруго прикреплена к раме шасси 22 транспортного средства или установлена на ней посредством шарниров 23 и 24. Она также прикреплена по центру к верхней стороне балки оси 1 посредством шарового шарнира 31. Такой способ поддержки позволяет оси 1 совершать упругие движения в вертикальном направлении или качаться в вертикальной плоскости, кроме того, он допускает управляемый поворот в горизонтальной плоскости и в тоже время препятствует движению оси в сторону от транспортного средства.

Продольные опоры 16 и 17 прикреплены с помощью шаровых шарниров 45 и 46 соответственно к нижней стороне балки оси 1 симметрично с левой и правой стороны, как видно сверху. Другие концы продольных опор прикреплены к управляемым рычагам 14 и 15 соответственно посредством жаровых шарниров 43 и 44, которые прикреплены к управляемой оси 13. Управляемая ось 13 установлена на раме шасси 22 о помощью шарниров 27 и 28. Таким образом, шаровые шарниры 43 и 44, расположенные на противоположных сторонах рамы шасси 22, находятся с противоположных сторон и на расстоянии от осевой линии управляемой оси 13.

Продольные опоры 16 и 17 вместе с треугольной опорой 4 предотвращают поворот балки оси 1 в результате момента, действующего на колеса 2 и 3. Они также препятствуют изменению движения управляемого поворота, когда управляемые рычаги 14 и 15 находятся в рабочем положении.

Продольная опора 16 прикреплена к управляемому рычагу 14 таким образом, чтобы точка крепления находилась ниже управляемой оси 13 в положении прямолинейного движения вперед. Продольная опора 17 прикреплена к управляемому рычагу 15 таким образом, чтобы точка крепления находилась выше управляемой оси 13 в положении вперед.

Управляемая ось 13 и прикрепленные к ней управляемые рычаги 14 и 15 могут поворачиваться с помощью промежуточного управляемого стержня 18, прикрепленного через шаровой шарнир 42 к выступу 14а, идущему вверх от управляемого рычага 14 и имеющему значительно большую длину, чем управляемый рычат 14.

Когда управляемая ось 13 поворачивается с помощью управляемого рычага 14 так, что шаровой шарнир 42 приближается к балке оси 1, то есть по часовой стрелке на фиг. 1, точка крепления 43 управляемой продольной опоры 16 к управляемому рычагу 14 смещается по кругу от верхнего неподвижного центра в направлении к номинальному положению балки оси 1, тем самым вынуждая смещаться назад точку крепления 45 продольной опоры 16 к балке оси 1. Соответственно, точка крепления 44 другой управляемой продольной опоры 17 к управляемому рычагу 15 смещается по кругу от неподвижного центра в направлении от номинального положения балки оси 1, тем самым вынуждая смещаться вперед точку крепления 46 продольной опоры 17 к балке оси 1. Поскольку точки верхней V-образной опоры 4 остаются в прежнем положении, ось поворачивается. Когда управляемая ось 13 поворачивается в противоположном направлении (фиг. 3), ось 1 также поворачивается в противоположном направлении.

Управление управляемой осью 1 может быть частью обычного механизма управления транспортного средства, или же она может управляться отдельно. Сам же механизм управления, конечно, может быть снабжен усилителем мощности, что чаще всего и бывает, и может содержать один или несколько контуров.

Использование управляемых опорных стержней обеспечивает достаточный поворот, так что в качестве поворачиваемой оси может использоваться обычная жесткая ось или даже ведущая ось.

Рессоры 5 и 6 прикреплены по центру к балке оси посредством шарниров 25 и 26 и на концах прикреплены к верхним концам стержней подвески 7 и 9, 8 и 10 соответственно посредством шаровых шарниров 32 и 36, 34 и 38. Стержни подвески 7 и 8 прикреплены нижним концом к раме шасси 22 с помощью шаровых шарниров 33 и 35, а стержни подвески 9 и 10 к концам уравнительных рычагов 20 и 21 с помощью шаровых шарниров 37 и 39.

Во время поворота стержни подвески 7, 8, 9 и 10 отклоняются от своего вертикального положения, как показано на фиг. 3 и фиг. 4, так что рама шасси 22 транспортного средства поднимается. Стремление стержней 7, 8, 9 и 10 вернуться в вертикальное положение под действием веса транспортного средства приводит к тому, что на рулевое управление накладывается момент, стремящийся вернуть его в положение для прямолинейного движения вперед, что дает эффект стабилизации управления.

Уравнительные рычаги 20 и 21 установлены по центру посредством шарниров 29 и 30, соответственно, на оси уравнительных рычагов 19, которая прикреплена к раме шасси 22.

Другой конец уравнительных рычагов 20 и 21 присоединен к рессорам другой оси с помощью шаровых шарниров 40 и 41 и стержней подвески 11 и 12, при этом другая ось может быть управляемой или неуправляемой. Кроме того, какая-либо, или обе оси тележки или ни одна из них, могут быть ведущими, при этом оставшиеся оси просто несут нагрузку, как оси, показанные на фигурах.

Уравнительные рычаги преимущественно распределяют нагрузку на колеса между осями, которые они связывают. В случаях, когда обе оси тележки - ведущие, в конструкции по данному изобретению возможно и предпочтительно, чтобы привод на заднюю ведущую управляемую ось осуществлялся через карданный вал между осями.

В конструкции, содержащей одиночную ось (фиг. 5), которая управляема, уравнительные рычаги отсутствуют, а стержни подвески 9 и 10 прикреплены к раме шасси 22 также, как и стержни подвески 7 и 8.

Поддержка оси может быть осуществлена многими другими способами, возможно использование всех комбинация, получаемых при креплении V-образной опоры 4, направленной вперед или назад, над балкой оси 1 и при управлении продольными опорами 16 и 17, направленными вперед или назад, под осью 1 или при креплении V-образной опоры 4 под балкой оси 1 и продольных опор 16 и 17, аналогичным образом направленных вперед или назад, над осью.

Использование: изобретение относится к конструкциям ходовой части автомобиля, в особенности, грузового автомобиля. Сущность изобретения: ходовая часть автомобиля содержит ось 1, колеса 2, закрепленные на подшипниках на концах оси 1, рессоры 5, своей средней частью шарнирно закрепленные на оси и расположенный между осью и рамой шасси, V-образную опору 4, закрепленную посредством шарнирного соединения 31 в центре оси 1 и на продольных элементах 22 рамы шасси, продольные опоры 16, 17, расположенные с наружных сторон продольных элементов 22 раны шасси, одни концы которых шарнирно закреплены на концах указанной оси 1, а другие - шарнирно связаны посредством промежуточных стержней с рычагами управления поворотом, закрепленными на выступающих с внешних сторон продольных элементов рамы концах оси управления поворотом 13, закрепленной с помощью цапф на продольных элементах рамы шасси. Каждая рессора 5 связана с рамой шасси с помощью двух вертикальных стержней, расположенных, соответственно, спереди и сзади оси, нижние концы которых закреплены на раме шасси, а верхние - на рессорах 5. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Ходовая часть автомобиля, содержащая ось, колеса, закрепленные на подшипниках на концах оси, рессоры, своей средней частью шарнирно закрепленные на оси и расположенные между осью и рамой шасси, V-образную опору, закрепленную посредством шарнирного соединения в центре оси и на продольных элементах рамы шасси, продольные опоры, расположенные с наружных сторон продольных элементов рамы шасси, одни концы которых шарнирно закреплены на концах указанной оси, а другие шарнирно связаны посредством промежуточных стержней с рычагами управления поворотом, закрепленными на выступающих с внешних сторон продольных элементов рамы концах оси управления поворотом, закрепленной с помощью цапф на продольных элементах рамы шасси, отличающаяся тем, что каждая рессора связана с рамой шасси с помощью двух вертикальных стержней, расположенных соответственно спереди и сзади оси, нижние концы которых закреплены на раме шасси, а верхние на рессорах. 2. Ходовая часть автомобиля по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с дополнительной осью и снабжена балансирами, установленными с помощью цапф на внешних сторонах продольных элементов рамы между осями, при этом смежные вертикальные стержни шарнирно соединены с плечами балансиров, а каждая рессора своей средней частью закреплена на оси с помощью шарового шарнира.