Техническое решение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для использования прежде всего в легковых автомобилях.
Известна независимая передняя подвеска управляемых колес автомобиля, содержащая поперечную листовую рессору, при этом стойка колеса своей нижней частью шарнирно связана с кузовом поперечным рычагом, а верхней частью - с концом рессоры и демпфирующим элементом - телескопическим амортизатором ([1], с. 188-189, рис. 3.4.19а). Такая подвеска проста и экономически выгодна, поскольку рессора воспринимает действие нагружающих сил во всех направлениях и поэтому может заменить два рычага и пружины. Однако при такой конструкции усложняется компоновка, так как необходимо пропускать рессору через пространство, занятое силовым агрегатом, что, в частности, приводит увеличению высоты капота и ухудшению в связи с этим аэродинамики автомобиля.
Широко известна также независимая подвеска "Макферсон" ("свечная" подвеска) с нижним поперечным рычагом и заменяющей верхний рычаг точкой крепления на кузове автомобиля в виде направляющей стойки ([2], с. 240) - амортизаторной ([2], с.275-277, рис. 6.47) или пружинной ([2], с.263-268, рис.6.35 и 6.39). В первом случае корпус демпфирующего элемента (цилиндрического амортизатора) жестко соединен с поворотным кулаком (стойкой) колеса, а его шток связан с кузовом автомобиля (как правило, с брызговиком крыла), при этом упругий элемент (пружина, торсион, листовая рессора) связан с нижним рычагом.
Во втором случае упругий элемент (витая пружина), охватывая телескопический амортизатор, установлена между его корпусом и зоной крепления его штока на кузове. Такой вариант конструкции является наиболее близким к заявляемому. Основное преимущество направляющей пружинной стойки состоит в том, что все детали, выполняющие упругую работу и направляющие функции, могут быть объединены в одну монтажную единицу. Основным же недостатком подвески с пружинной направляющей стойкой являются противоречия, связанные с обеспечением наиболее выгодной кинематики перемещения колеса, что определяется взаимным расположение элементов (поперечный наклон стойки, смещение пружины и т.д.), и с геометрическими ограничениями (плечо обкатки, ширина шин и т.п.). В частности, для установки широких шин среднюю часть корпуса демпфирующего элемента (амортизатора) вынуждены выполнять "вдавленной" ([2], с.242-243, рис. 6.3). Основным же лимитирующим фактором является пружина, ограничивающая в верхней зоне подкапотное пространство и увеличивающая высоту передка автомобиля, что, в частности, неблагоприятно влияет на аэродинамику. Кроме этого, "точечное" крепление штока амортизатора (верхняя опора) создает концентрацию нагрузок на кузов автомобиля, что вызывает необходимость упрочнения этого узла.
Цель изобретения - повышение эффективности работы и долговечности подвески при уменьшении вертикальных габаритов, а также расширение ее функциональных возможностей.
Поставленная цель достигается тем, что в известной подвеске, содержащей нижний поперечный рычаг и направляющую стойку с упругим элементом, связанным с поворотным кулаком колеса, а также демпфирующий элемент, упругий элемент выполнен в виде продольной листовой рессоры, а направляющая стойка выполнена в виде упорного цилиндрического шарнира - подпятника, внутренняя часть которого соединена с рессорой, а наружная - с поворотным кулаком колеса. Причем внутренняя часть подпятника может быть выполнена в виде Г-образной стойки, огибающей колесо изнутри, а рессора размещена над колесом и опирается на горизонтальную полку направляющей стойки. Демпфирующий элемент при этом может связывать кузов автомобиля либо с наружной, либо с внутренней частью подпятника, в свою очередь соединяясь с ней либо своим корпусом, либо штоком. Кроме этого, демпфирующий элемент может связывать кузов автомобиля с нижним рычагом подвески. Внутренняя часть подпятника может быть выполнена в виде корпуса демпфирующего элемента, шток которого связан с кузовом автомобиля. Также наружная и внутренняя части подпятника могут быть выполнены в виде пары "цилиндр-поршень" с возможностью изменения взаимного положения вдоль продольной оси посредством изменения объема в надпоршневом пространстве, например, подачей жидкости или газа.
Выполнение упругого элемента в виде продольной листовой рессоры позволяет "разнести" передаваемые от колеса нагрузки по кузову автомобиля (в места крепления концов рессоры), значительно сократить высоту подвески (отсутствуют пружины) и улучшить свойства подвески за счет использования направляющих свойств рессоры.
Выполнение направляющей стойки в виде упорного цилиндрического шарнира - подпятника, внутренняя часть которого соединена с рессорой, а наружная - с поворотным кулаком колеса, обеспечивает шарнирную связь рессоры с поворотным кулаком колеса, т.е. "кинематическую развязку" работы подвески и рулевого управления.
Выполнение внутренней части подпятника в виде Г-образной стойки, огибающей колесо изнутри, и размещение рессоры над колесом, опирающейся на горизонтальную полку направляющей стойки, обеспечивает минимальный объем, занимаемый подвеской в подкапотном пространстве и наиболее рациональное положение рессоры для восприятия нагрузок, передаваемых от колеса.
Выполнение демпфирующего элемента связывающим автомобиль либо с наружной, либо с внутренней частью подпятника, соединяясь с ней либо своим корпусом, либо штоком, а также выполнение демпфирующего элемента связывающим кузов автомобиля с нижним рычагом подвески, обеспечивает вариативность в зависимости от конкретной компоновки автомобиля, типа амортизаторов и т.п.
Выполнение наружной и внутренней частей подпятника в виде пары "цилиндр-поршень" с возможностью изменения взаимного положения вдоль своей продольной оси посредством изменения объема в надпоршневом пространстве, например, подачей жидкости или газа обеспечивает возможность регулирования высоты положения кузова над дорожным полотном (клиренса).
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими графическими материалами: на фиг.1 показан общий вид подвески (вид спереди); на фиг.2-5 - варианты конструкции, вид спереди; на фиг.6 - вид А на фиг.5; на фиг.7 показана работа подвески в варианте с изменяемым клиренсом.
Подвеска содержит нижний поперечный рычаг 1, шарнирно связанный с поворотным кулаком 2 колеса 3. Поворотный кулак 2 жестко связан с корпусом 4 цилиндрического шарнира-подпятника, внутренняя часть 5 которого жестко связана с продольной рессорой 6 - непосредственно (фиг.1), посредством Г-образного рычага 7, огибающего колесо изнутри (фиг.2 и 3), или через корпус телескопического амортизатора 8 (фиг.4). Амортизатор 8 также может соединять кузов автомобиля 9 либо с нижним рычагом 1 подвески, либо с шарниром-подпятником - с его корпусом 4 или внутренней частью 5 как в обычном положении, так и в перевернутом (штоком вниз). Корпус 4 и внутренняя часть 5 шарнира-подпятника может быть выполнена в виде пары "цилиндр-поршень" с возможностью их перемещения относительно друг друга (фиг.5 и 7).
Подвеска работает следующим образом. При переезде через неровности колесо 3 перемещается в вертикальной плоскости, передавая импульс непосредственно своим поворотным кулаком 2 через корпус 4 и внутреннюю часть 5 шарнира-подпятника на рессору 6, обеспечивая при этом возможность поворота колеса 3 вокруг вертикальной оси. Возникающие при этом колебания сглаживаются демпфирующим элементом (гидравлическим телескопическим амортизатором) 8, который имеет более щадящие условия работы по сравнению с подвесками типа "МакФерсон", так как разгружен от толкающих и изгибающих усилий, за исключением варианта конструкции на фиг.4, где он выполняет роль направляющего верхнего рычага.
В варианте выполнения наружной 4 и внутренней 5 частей подпятника в виде пары "цилиндр-поршень", изменяя рабочий объем между ними (в "надпоршневом" пространстве) подачей рабочего тела "Р" (жидкости или газа), можно уменьшать или увеличивать высоту положения кузова над дорожным полотном (фиг.7). В случае поломки этого узла (утечки, "пробоя" и т.п.) или амортизатора 8 верхняя опора сохраняет свою работоспособность (в отличие от подвески "МакФерсон"), что повышает безопасность автомобиля.
Таким образом, предлагаемое решение обеспечивает рациональное размещение элементов подвески, что позволяет снизить концентрацию нагрузок на кузов и уменьшить вертикальные габариты кузова автомобиля и повышает надежность и долговечность конструкции.
Источники информации
1. Раймпель Й. Шасси автомобиля. М.: Машиностроение, 1983.
2. Раймпель Й. Шасси автомобиля. Конструкции подвесок. М.: Машиностроение, 1989.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
НЕЗАВИСИМАЯ ПОДВЕСКА УПРАВЛЯЕМЫХ КОЛЕС АВТОМОБИЛЯ | 2001 |
|
RU2225796C2 |
Подвеска колеса транспортного средства | 2018 |
|
RU2684243C1 |
ПОДВЕСКА КОЛЕС | 2007 |
|
RU2356750C1 |
ПОДВЕСНАЯ СИСТЕМА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ТРУБЕЦКОГО | 2020 |
|
RU2749467C1 |
ПОДВЕСКА КОЛЕСА АВТОМОБИЛЯ | 2008 |
|
RU2377140C1 |
ПОДВЕСКА КОЛЕСА ДЛЯ ЗАДНИХ КОЛЕС ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ | 2010 |
|
RU2514614C2 |
ДВУХРЫЧАЖНАЯ ПОДВЕСКА КОЛЕСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С КОМПЕНСИРУЮЩИМ МЕХАНИЗМОМ | 2017 |
|
RU2653228C1 |
Гидропневматическая независимая подвеска колесного модуля транспортного средства | 2017 |
|
RU2682943C1 |
ПОДВЕСКА КОЛЕСА | 2003 |
|
RU2241608C1 |
ЗАДНИЙ МОСТ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ, СОДЕРЖАЩИЙ ДВА РЫЧАГА ПОДВЕСКИ, ИМЕЮЩИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЕ ОТВЕРСТИЕ | 2010 |
|
RU2537352C2 |
Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для использования преимущественно на легковых автомобилях. Подвеска содержит нижний поперечный рычаг, шарнирно связанный с поворотным кулаком колеса, демпфирующий элемент в виде телескопического амортизатора и направляющую стойку с упругим элементом в виде продольной листовой рессоры, выполненную в виде упорного цилиндрического шарнира - подпятника, внутренняя часть которого соединена с рессорой, а наружная - с поворотным кулаком колеса. Внутренняя часть подпятника может быть выполнена в виде Г-образной стойки, огибающей колесо изнутри, а рессора может быть размещена над колесом и опираться на горизонтальную полку направляющей стойки. Демпфирующий элемент при этом может связывать кузов автомобиля либо с наружной, либо с внутренней частью подпятника, в свою очередь соединяясь с ней либо своим корпусом, либо штоком. Кроме этого, демпфирующий элемент может связывать кузов автомобиля с нижним рычагом подвески. Внутренняя часть подпятника может быть выполнена в виде корпуса демпфирующего элемента, шток которого связан с кузовом автомобиля. Также наружная и внутренняя части подпятника могут быть выполнены в виде пары "цилиндр-поршень" с возможностью изменения взаимного положения вдоль своей продольной оси посредством изменения объема в надпоршневом пространстве, например, подачей жидкости или газа. Технический результат заключается в повышении эффективности работы и долговечности подвески при уменьшении вертикальных габаритов, а также расширении ее функциональных возможностей. 10 з.п. ф-лы, 7 ил.
ХОДОВАЯ ЧАСТЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 1991 |
|
RU2043934C1 |
Авторы
Даты
2004-10-20—Публикация
2002-07-09—Подача