ГОРОДСКОЙ АВТОБУС Российский патент 2005 года по МПК B62D15/00 B62D47/02 

Техническое решение относится к пассажирским колесным машинам. Оно касается городского автобуса большой вместимости.

На автобусах большой вместимости, у которых заднее расположение двигателя вблизи заднего ведущего моста, устанавливают поддерживающую колесную балку (см. опубликованную в Японии заявку №60-92909, МПК B 60 G 9/04). Для уменьшения бокового скольжения и, следовательно, износа шин при движении по криволинейной траектории на поддерживающей балке целесообразно использовать самоуправляемые колеса (см., например, выданное в СССР авторское свидетельство №410997, выданный в США патент №3716249, выданный в Германии патент №19716150, МПК B 62 D 15/00). Самоуправляемые колеса поддерживающей балки, представленной в патенте №19716150, снабжены пружинным возвратным механизмом, соединяющим поперечную тягу, связывающую между собой цапфы колес, с самой поддерживающей балкой. Однако при таком размещении пружинного механизма неподрессоренная масса получается больше.

В качестве прототипа принят городской автобус большой вместимости, содержащий кузов, под которым расположены рама, передняя колесная балка с управляемыми колесами, ведущий мост, поддерживающая колесная балка с самоустанавливающимися колесами, размещенная сзади ведущего моста, двигатель установленный в задке кузова, подвеска поддерживающей колесной балки, содержащая пневматические упругие элементы и направляющий аппарат, состоящий из различных тяг (см. описание к выданному в США патенту №5364113, НКИ 280-81.6, МПК B 60 G 7/00, опубликован 15.11.1994 г.). В этом автобусе поддерживающая колесная балка имеет громоздкую конструкцию со сложными средствами стабилизации колес.

Решаемая задача - создание большого городского автобуса с задним расположением двигателя, имеющего простую и надежную конструкцию поддерживающей колесной балки с самоуправляемыми колесами.

Решение этой задачи обеспечено тем, что в городском автобусе, содержащем кузов, под которым расположены рама, передняя колесная балка с управляемыми колесами, ведущий мост, поддерживающая колесная балка с самоуправляемыми колесами, расположенными на поворотных цапфах, размещенная сзади ведущего моста, двигатель, установленный в задке кузова, подвеска поддерживающей балки, содержащая пневматические упругие элементы и направляющий аппарат, состоящий из продольных и косых тяг, поддерживающая колесная балка снабжена пружинным механизмом, состоящим из подпружиненных между собой штанг, одна из которых шарнирно соединена с поворотным кулаком, закрепленным на цапфе колеса, связанной поперечной тягой с цапфой другого колеса, а другая штанга пружинного механизма связана с кронштейном рамы, к которому прикреплена продольная тяга направляющего аппарата подвески.

Упомянутый пружинный механизм с находящейся в нем предварительно сжатой пружиной, оказывая сопротивление повороту самоуправляемых колес поддерживающей колесной балки, обеспечивает более поздний поворот этих колес по сравнению с поворотом управляемых колес передней колесной балки, что улучшает управляемость автобуса при его маневрировании. При этом пружинный механизм благодаря его связи с указанным кронштейном рамы имеет лишь небольшую неподрессоренную массу и занимает мало места, не мешая размещению других компонентов поддерживающей колесной балки.

Штанга пружинного механизма, связанная с кронштейном рамы, снабжена ступенчатым наконечником, на котором установлены диски, сопряженные с расположенной между ними пружиной сжатия, заключенной внутри барабана, снабженного фланцами, один из которых закреплен на штанге, соединенной с поворотным кулаком.

Штанга пружинного механизма, снабженная наконечником, связана с шаровым пальцем сферического шарнира, закрепленным под полкой кронштейна крепления продольной тяги направляющего аппарата подвески на щеке этого кронштейна.

Двигатель автобуса установлен на кронштейнах, закрепленных на задних продольных элементах рамы, которые вместе с двигателем смещены от упомянутого пружинного механизма к борту кузова, и с нижней поверхностью одного из этих продольных элементов сопряжена полка кронштейна крепления продольной тяги направляющего аппарата подвески и штанги пружинного механизма.

Путем смещения двигателя к борту кузова достигнуто перекрещивание валов карданной передачи с валами двигателя и ведущего моста для обеспечения надлежащих условий работы карданных шарниров, при этом предусмотрено упрочнение рамы в зоне размещения на ней двигателя и кронштейна совместного крепления тяги подвески и штанги пружинного механизма.

Смещенные задние продольные элементы рамы соединены с поперечиной, к которой в зоне сочленения с ней продольных элементов рамы прикреплены кронштейны крепления косых тяг, сделанные в виде фермы, сопряженной с упомянутыми продольными элементами.

На фигуре 1 изображен особо большой трехосный городской автобус (вид сбоку).

На фигуре 2 представлена колесная тележка автобуса, состоящая из ведущего моста и поддерживающей колесной балки (вид сверху).

На фигуре 3 показана задняя часть автобуса (разрез по А-А фигуры 2).

На фигуре 4 представлена поддерживающая колесная балка (вид спереди).

На фигуре 5 показана поддерживающая колесная балка (разрез по Б-Б фигуры 4).

На фигуре 6 изображена колесная балка вместе с ее подвеской (вид сверху).

На фигуре 7 представлен пружинный механизм.

Автобус (фиг.1) содержит кузов 1, имеющий основание, образованное рамой 2, состоящей из лонжеронов 3, 4 и поперечин 5, 6 (фиг.2). Под кузовом расположены передняя колесная балка с управляемыми колесами 7, ведущий мост 8 со сдвоенными колесами 9, поддерживающая колесная балка 10 двутаврового профиля (фиг.3) с одинарными самоустанавливающимися колесами 11, размещенная сзади ведущего моста 8. В задке 12 автобуса под кузовом 1 расположен двигатель 13 внутреннего сгорания. Вал двигателя 13 соединен с валом ведущего моста 8 карданной передачей 14, имеющей промежуточную опору 15 (фиг.4), размещенную на поддерживающей колесной балке 10.

Опора 15 карданной передачи содержит корпус 16 (фиг.5) с фланцем 17, сопряженным сверху с колесной балкой 10. В корпусе 16 выполнено отверстие 18, в котором на шариковых подшипниках качения 19 установлен промежуточный вал 20 карданной передачи, соединенный шарнирами Гука 21, 22 с другими валами 23, 24 карданной передачи.

Колесная балка 10 имеет пневматическую подвеску, которая содержит упругие элементы в виде пневмобаллонов 25, установленных на балке 10 на кронштейнах 26, и направляющий аппарат, состоящий из шарнирно связанных с рамой 1 продольных тяг 27 (фиг.6), соединенных шарнирно с кронштейнами 26 пневмобаллонов, и косых тяг 28, расположенных косо по отношению к продольной оси автобуса. Косые тяги 28 шарнирно связаны с кронштейном 29, установленным под колесной балкой 10, а именно под промежуточной опорой 15 карданной передачи 14, корпус 16 которой соединен с кронштейном 29 косых тяг. Кронштейн 29 шарниров косых тяг 28 сделан в виде плиты 30 с диагонально расположенными на ней гребнями 31 П-образного профиля, в которые поперек них вставлены пальцы 32 с надетыми на них эластичными втулками, образующими упомянутые шарниры. Корпус 16 промежуточной опоры 14 карданной передачи соединен с плитой 30 кронштейна 29 шарниров косых тяг 28 стержневыми крепежными элементами 33, например болтами с гайками, установленными по разные боковые стороны колесной балки 10.

С верхними опорами 34 пневмобаллонов 25 соединены штоки гидравлических телескопических амортизаторов 35. Корпус 36 каждого амортизатора снабжен собственной опорой, выполненной в виде пластины 37, размещенной под колесной балкой 10 ниже кронштейна 26 пневмобаллона и соединенной с кронштейном 26 стержневыми крепежными элементами 38, расположенными в вертикальных пазах дугообразного профиля, сделанных в боковинах колесной балки 10. На пластинах 37 закреплены сваркой скобы 39, с которыми соединены корпусы амортизаторов 35.

Колеса 11 на поддерживающей балке 10 установлены на поворотных цапфах 40, 41, имеющих шарнирное соединение с колесной балкой 10 при помощи шкворней. Цапфы 40, 41 обоих самоуправляемых колес 11 связаны между собой поперечной тягой 42. На цапфе 41 закреплен поворотный кулак 43, связанный с телескопическим пружинным механизмом 44, предназначенным для улучшения управляемости автобуса. Пружинный механизм 44 состоит из подпружиненных между собой пружиной сжатия 45 трубчатых штанг 46 и 47. Штанга 46 посредством шарового шарнира соединена с поворотным кулаком 43. На штанге 46 имеется фланец 48, к которому резьбовыми крепежными элементами 49 прикреплен барабан 50, представляющий собой цилиндрический корпус. В барабане 50 между дисками 51 и 52 заключена в предварительно сжатом состоянии пружина 45. Диск 51 размещен у фланца 48. Другой диск 52 расположен у фланца 53, соединенного резьбовыми крепежными элементами 54 с барабаном 50. Фланец 53 имеет трубчатый хвостовик 55 с уплотнительным элементом, охватывающий трубчатую деталь 56, вставленную в штангу 47. В трубчатой детали 56 закреплен стержень, образующий наконечник 57 штанги 47. Наконечник 57 штанги 47 расположен в центральных отверстиях, выполненных в дисках 51 и 52. На резьбовом концевом участке наконечника 57 около диска 51 расположен упор в виде гайки 58, размещенной внутри отверстия в штанге 46. На хвостовике 55 фланца 53 и на штанге 47 закреплена гофрированная манжета 59 из эластичного материала, закрывающая место сопряжения хвостовика 55 фланца 53 с трубчатой деталью 56. Штанга 47 связана с шаровым пальцем 60 шарового шарнира, закрепленным под полкой 61 на щеке 62 кронштейна 63 крепления продольной тяги 27 направляющего аппарата подвески поддерживающей колесной балки автобуса.

Двигатель 13 установлен на кронштейнах 64, 65, закрепленных на задних продольных элементах 66, 67 рамы автобуса, имеющих прямоугольный трубчатый профиль. Продольные элементы 66, 67 вместе с опирающимся на них двигателем 13 смещены от пружинного механизма 44 к борту кузова 1. С нижней плоской поверхностью продольного элемента 66 сопряжена полка 61 кронштейна 63 крепления продольной тяги направляющего аппарата подвески и штанги пружинного механизма 44. Полка 61 имеет сварное соединение с продольным элементом 66 рамы сварочными швами, расположенными вдоль продольного элемента 66 по разные его стороны для обеспечения прочной связи кронштейна 63 с рамой автобуса.

Отверстие 18 в корпусе 16 промежуточной опоры 15 карданной передачи, в котором расположен вал 20, тоже смещено от пружинного механизма 44 в сторону борта кузова автобуса. Это смещение оси промежуточной опоры 15 обеспечивает необходимый угол между осями вала 20 промежуточной опоры и валов 23, 24 карданной передачи для предотвращения повреждения подшипников качения в шарнирах Гука.

Продольные элементы 66, 67, служащие опорой для двигателя 13, соединены с поперечиной 68, соединенной с несколькими промежуточными продольными элементами 69 рамы 1. В зоне сочленения поперечины 68 с расположенными по разные ее стороны задними продольными элементами 66, 67 и промежуточными продольными элементами 69 на раме 1 закреплены фигурные кронштейны 70, выполненные в виде фермы. Кронштейны 70 обеспечивают дополнительную укрепляющую связь между указанными продольными элементами рамы. К нижней полке каждого кронштейна 70 сваркой прикреплена скоба 71, с которой шарнирно с помощью эластичной втулки соединена косая тяга 28 направляющего аппарата подвески колесной балки 10.

При движении автобуса крутящий момент от двигателя 13 посредством карданной передачи через ее промежуточную опору 15 поступает к ведущему мосту 8 для привода его колес 9. На неровной проезжей части во время колебаний поддерживающей колесной балки 10 вместе с ней качается и промежуточная опора 15 карданной передачи. Гашение возможных колебаний колесной балки 10 производится амортизаторами 35.

При крутом повороте автобуса поперечные (боковые) силы, возникающие от реакции проезжей части на колесах 11 поддерживающей балки 10, преодолевая силу со стороны пружины 45 пружинного механизма 44, поворачивают эти колеса, устанавливая их в нужное положение для уменьшения их бокового скольжения. При этом благодаря сопротивлению повороту колес 11, оказываемому предварительно сжатой пружиной 45 пружинного механизма 44, их поворот происходит позже поворота передних управляемых колес 7 ("с запаздыванием"), что улучшает управляемость автобуса и повышает его устойчивость.

Работа пружинного механизма 44 происходит следующим образом. При повороте колес 11 влево поворотный кулак 43 тянет за собой штангу 46 с барабаном 50, в котором заключена пружина 45. Фланец 53 барабана перемещает диск 52 по стержню, образующему наконечник 57 штанги 47, сжимая пружину 45, оказывающую необходимое сопротивление повороту обоих колес поддерживающей балки. При окончании поворота автобуса пружина 45, действуя через диск 52 на фланец 53 барабана 50, соединенного со штангой 46, способствует своевременному возвращению колес поддерживающей балки в среднее положение. При повороте колес 11 вправо поворотный кулак 43 перемещает штангу 46 в сторону штанги 47, сдвигая фланцем 48 диск 51, который, перемещаясь по наконечнику 57, сжимает пружину 45, создающую нужное сопротивление повороту колес. При этом при приближении барабана 50 к штанге 47 гайка 58 размещается внутри отверстия в штанге 46. После совершения автобусом поворота колеса поддерживающей балки 10 возвращаются в начальное положение.

Таким образом, для особо большого городского автобуса с задним расположением двигателя и поддерживающей колесной балкой позади ведущего моста, имеющей пневматическую подвеску с направляющим аппаратом, состоящим из продольных и косых тяг, шарнирно связанных с колесной балкой, создана компактная конструкция поддерживающей колесной балки с самоуправляемыми колесами, поворачивающимися в заданной последовательности после поворота управляемых колес передней колесной балки, что достигнуто с помощью простого и надежного пружинного механизма с меньшей неподрессоренной массой.

Изобретение относится к пассажирским колесным машинам и касается городского автобуса большой вместимости. Городской автобус содержит кузов, под которым расположены рама, передняя колесная балка с управляемыми колесами, ведущий мост, поддерживающая колесная балка, размещенная сзади ведущего моста, двигатель, установленный в задке автобуса. Подвеска поддерживающей колесной балки содержит пневматические упругие элементы и направляющий аппарат, состоящий из продольных и косых тяг. Колеса на поддерживающей балке установлены на поворотных цапфах, связанных между собой поперечной тягой. Поддерживающая колесная балка снабжена пружинным механизмом, состоящим из подпружиненных между собой штанг. Первая штанга шарнирно соединена с поворотным кулаком, закрепленным на цапфе колеса. Вторая штанга соединена с шаровым пальцем сферического шарнира, закрепленным под полкой кронштейна крепления продольной тяги направляющего аппарата подвески на щеке этого кронштейна. Технический результат - обеспечение последовательного поворота колес передней и поддерживающей колесных балок с помощью простого пружинного механизма с малой неподрессоренной массой. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Городской автобус, содержащий кузов, под которым расположены рама, передняя колесная балка с управляемыми колесами, ведущий мост, поддерживающая колесная балка с самоуправляемыми колесами, расположенными на поворотных цапфах, размещенная сзади ведущего моста, двигатель, установленный в задке кузова, подвеска поддерживающей балки, содержащая пневматические упругие элементы и направляющий аппарат, состоящий из продольных и косых тяг, отличающийся тем, что поддерживающая колесная балка снабжена пружинным механизмом, состоящим из подпружиненных между собой штанг, одна из которых шарнирно соединена с поворотным кулаком, закрепленным на цапфе колеса, связанной поперечной тягой с цапфой другого колеса, а другая штанга пружинного механизма связана с кронштейном рамы, к которому прикреплена продольная тяга направляющего аппарата подвески.2. Автобус по п.1, отличающийся тем, что штанга пружинного механизма, связанная с кронштейном рамы, снабжена наконечником, на котором установлены диски, сопряженные с расположенной между ними пружиной сжатия, заключенной внутри барабана, снабженного фланцами, один из которых закреплен на штанге, соединенной с поворотным кулаком.3. Автобус по п.2, отличающийся тем, что штанга пружинного механизма, снабженная наконечником, связана с шаровым пальцем сферического шарнира, закрепленным под полкой кронштейна крепления продольной тяги направляющего аппарата подвески на щеке этого кронштейна.4. Автобус по п.3, отличающийся тем, что двигатель установлен на кронштейнах, закрепленных на задних продольных элементах рамы, которые вместе с двигателем смещены от упомянутого пружинного механизма к борту кузова, и с нижней поверхностью одного из этих продольных элементов сопряжена полка кронштейна крепления продольной тяги направляющего аппарата подвески и штанги пружинного механизма.5. Автобус по п.4, отличающийся тем, что смещенные задние продольные элементы рамы соединены с поперечиной, к которой в зоне сочленения с ней продольных элементов рамы прикреплены кронштейны крепления косых тяг, сделанные в виде фермы, сопряженной с упомянутыми продольными элементами.