БАЛАНСИРНАЯ ПОДВЕСКА Российский патент 2008 года по МПК B60G11/04 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к подвеске колес автомобилей.

Известны подвески колес автомобилей, содержащие упругие, направляющие и гасящие устройства. (1. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета. - М.: Машиностроение, 1989. - 304 с. - С.249-261. 2. Литвинов А.С. и др. Шасси автомобиля: Конструкция и элементы расчета. - М.: Машгиз, 1963. - 504 с. - С.394-448. 3. Пугаченко А.Н. Автомобиль Магирус-290. М.: Транспорт, 1980. - 270 с. - С.129-135).

Для подвески колес двух близко расположенных мостов применяют балансирную подвеску, в которой балансиром и упругим элементом является рессора, установленная на оси балансира. Такая подвеска при наезде одного из колес на препятствие значительно снижает вертикальное перемещение несущей системы (рамы) автомобиля.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции подвески является балансирная подвеска, приведенная в источнике 1, с.260, рис.225. Она выполнена на двух продольных полуэллиптических листовых рессорах с шестью продольными реактивными штангами. Рессора средней частью прикреплена к ступице посредством накладки и стремянок. Концы рессоры свободно установлены в опорах, приваренных к балкам мостов. Ступица размещена на конце оси балансира на втулке, изготовленной из антифрикционного материала и запрессованной в ступицу, или на двух радиально-упорных шаровых подшипниках (см. 3, рис.86 и 87). Ступица закреплена на оси балансира гайкой и закрыта крышкой. Каждый мост соединен с рамой тремя продольными реактивными штангами. Концы этих штанг закреплены на раме и мостах шаровыми шарнирами, которые запрессованы в головки штанг. Ход мостов вверх ограничивается резиновыми буферами, а ход мостов вниз - специальным отбойным листом, который находится между ступицей и рессорой, или тросовыми ограничителями вертикального перемещения заднего моста.

Реактивные штанги передают продольные усилия и воспринимают реактивные моменты от мостов, возникающие от крутящего или тормозного момента. Для восприятия реактивных моментов реактивные штанги необходимо устанавливать на различной высоте: две по краям в нижней части моста и одну вверху в средней части моста. Боковые усилия воспринимаются от мостов через опоры на концы рессор, по рессоре посредством накладки и стремянок на ступицу и далее на ось балансира, зафиксированную на раме автомобиля. Рессора выполняет функции упругого элемента подвески, а также гасит колебания за счет трения между листами рессоры.

Описанная конструкция балансирной подвески обеспечивает упругую связь, передачу тяговых и тормозных усилий, реактивных моментов между несущей системой (рамой) автомобиля и ведущими колесами мостов. Но для передачи усилий и восприятия реактивных моментов требуется применение шести реактивных штанг с двенадцатью шарнирами. Вертикальные перемещения мостов при различных радиусах качания рессор и реактивных штанг вызывают изменение угла наклона ведущих валов главных передач, на которых закреплены карданные шарниры, что нарушает равномерное вращение валов карданных передач, дополнительно нагружает карданные шарниры и снижает долговечность их работы, особенно шарниров короткой карданной передачи между мостами балансирной подвески. При поперечном крене мостов рессоры испытывают скручивающие нагрузки, снижающие долговечность рессор. Высокие удельные давления в месте контакта рессор и их опор на мостах вызывают износ пар трения при перемещении рессоры по опоре на мосту, возникающем из-за несоответствия кинематики перемещения рессоры и моста на реактивных штангах.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении долговечности рессор и карданных шарниров.

Поставленная задача решается путем совершенствования конструкции балансирной подвески за счет шарнирного соединения каждого из мостов с кронштейнами двух рессор, установленных с каждой стороны автомобиля.

Указанный технический результат достигается тем, что подвеска колес автомобиля содержит балансирно расположенные рессоры, взаимосвязанные с двумя мостами, при этом с каждой стороны автомобиля балансирно расположены две рессоры, концы которых установлены в кронштейнах, соединенных с мостами, один кронштейн имеет фиксированную относительно моста опору качания, второй кронштейн взаимосвязан с плавающей вдоль моста опорой качания.

Предлагаемое техническое решение исключает износ листов рессор в месте их контакта с опорами мостов, скручивание листов рессор при поперечном крене мостов за счет шарнирного соединения мостов с кронштейнами рессор, а также изменение угла наклона ведущих валов главных передач мостов и закрепленных на них карданных шарниров за счет одинаковых радиусов качания мостов относительно осей балансиров, что повышает долговечность их работы.

На фиг.1 показан вид сбоку на балансирную подвеску двух мостов автомобиля. На фиг.2 изображен вид сзади на задний мост при поперечном крене с упором в ограничитель хода, на заднем плане: слева вверху приведен разрез по оси верхних балансиров, справа внизу - по оси нижних балансиров.

На левом лонжероне 1 рамы закреплен левый кронштейн балансиров 2, а на правом лонжероне 3 закреплен правый кронштейн балансиров 4. На кронштейнах балансиров 2 и 4 закреплены верхняя 5 и нижняя 6 оси балансиров. На верхней оси 5 балансиров с внешней стороны кронштейнов балансиров 2 и 4 на качающихся ступицах 7 стремянками закреплены верхние рессоры 8 по одной с каждой стороны. На нижней оси 6 балансиров также с внешней стороны кронштейнов балансиров 2 и 4 на качающихся ступицах 9 стремянками закреплены нижние рессоры 10 по одной с каждой стороны. На концах рессор 8 и 10 установлены шарниры 11, которые могут быть или в резиновых опорах, или на пальцах. Передний мост 12 балансирной подвески установлен на двух передних кронштейнах моста 13 с помощью пальцев 14 опор качания. Задний мост 15 балансирной подвески установлен на двух задних кронштейнах моста 16 также с помощью пальцев 14 опор качания. На мостах 12 и 15 установлены колеса 17, с одной стороны мосты установлены на пальцах 14 фиксированных опор качания, исключающих поперечные перемещения мостов относительно оси автомобиля, с другой стороны каждый мост имеет продольный паз 18 для пальца 14 плавающей опоры качания. На лонжеронах 1 и 3 рамы установлены ограничители хода мостов 19.

Работа балансирной подвески автомобиля осуществляется следующим образом.

При прямолинейном движении автомобиля (см. фиг.1) тяговые и тормозные силы от колес 17, мостов 12 и 15 посредством пальцев 14 опор качания передаются на кронштейны мостов 13 и 16, далее через шарниры 11, рессоры 8 и 10 на их ступицы 7 и 9, оси 5 и 6 балансиров, кронштейны балансиров 2 и 4, затем на лонжероны 1 и 3 рамы. Реактивные моменты от тяговых и тормозных сил, возникающие на мостах 12 и 15, через пальцы 14 опор качания воспринимаются кронштейнами мостов 13 и 16, далее через шарниры 11 на верхнюю 8 и нижнюю 10 рессоры, расположенные на разной высоте, что позволяет исключить из конструкции балансирной подвески шесть реактивных штанг с двенадцатью шарнирами.

При движении на повороте центробежные силы стремятся сдвинуть автомобиль относительно мостов 12, 15 и колес 17, при этом нагрузки от лонжеронов 1 и 3 воспринимаются кронштейнами балансиров 2 и 4, осями 5 и 6 балансиров, ступицами 7 и 9 рессор, рессорами 8 и 10, шарнирами 11 передаются на кронштейны мостов 13 и 16, от которых пальцами 14 опор качания - на мосты 12, 15 и колеса 17.

При боковом ударе одного из колес 17, например заднего правого (см. фиг.2), боковое усилие - продольное относительно моста, от колеса 17 воспринимается мостом 15, фиксированной опорой качания пальца 14, кронштейном моста 16, по шарнирам 11 передается на рессоры 8 и 10 правой стороны. Рессоры 8 и 10 стремянками зафиксированы в пазах ступиц 7 и 9 от поперечных перемещений. Соединение ступиц 7 и 9 рессор с осями 5 и 6 балансиров допускает только их качание относительно осей балансиров, но не допускает перекоса ступицы на оси за счет значительной длины цилиндрической части контакта ступиц с осями балансиров. Дополнительное сопротивление сдвигу моста 15 от бокового удара оказывает передний мост 12 балансирной подвески, который удерживает рессоры 8 и 10 от перекоса.

При наезде на препятствие обоих колес 17 переднего моста 12 балансирной подвески (см. фиг.1) усилие от моста 12 посредством пальцев 14 опор качания передается на два кронштейна переднего моста 13, далее по шарнирам 11, на две верхние рессоры 8 и две нижние рессоры 10, закрепленные на ступицах 7 и 9. Рессоры 8 и 10 посредством шарниров 11, кронштейнов заднего моста 16, пальцев 14 опор качания опираются на задний мост 16 и его колеса 17, при этом ступицы рессор 7 и 9 поворачиваются на осях 5 и 6 балансиров, поднимая оси балансиров, кронштейны балансиров 2 и 4, лонжероны 1 и 3 рамы на величину в два раза меньше высоты препятствия, без учета упругой деформации рессор. При одинаковой длине рессор 8, 10 и креплении их к ступицам 7 и 9 в середине вертикальное перемещение мостов 12 и 15 не вызовет изменения углов наклона ведущих валов главных передач, закрепленных на них карданных шарниров и не нарушит равномерности работы карданных передач.

При наезде на препятствие одного из колес моста (см. фиг.2), например правого колеса 17 заднего моста 15 балансирной подвески, мост испытывает поперечный крен. Правая часть моста 15 приподнимается, усилие пальцев 14 фиксированной опоры качания передается на кронштейн моста 16 и по шарнирам 11 на верхнюю 8 и нижнюю 10 рессоры правой стороны, ступицы 7 и 9 рессор, оси 5 и 6 балансиров, правый кронштейн балансиров 4 и правый лонжерон 3. Левая часть моста 15 перемещается относительно левого кронштейна моста 16 и пальца 14 плавающей опоры качания по продольному пазу 18 моста. Левый кронштейн моста 16 шарнирами 11, рессорами 8 и 10 левой стороны, ступицами 7 и 9 удерживается осями 5 и 6 балансиров, левым кронштейном балансиров 2 и левым лонжероном 1 (см. фиг.1), обеспечивая правильную кинематику перемещений моста 15. Поперечный крен моста 15 относительно пальцев 14 фиксированной и плавающей опор качания не передает скручивающие нагрузки на листы рессор 8 и 10, обеспечивая их высокую долговечность.

Использование: автомобили, имеющие три и более моста, причем два из них расположены близко друг к другу. Подвеска колес автомобиля содержит балансирно расположенные рессоры, взаимосвязанные с двумя мостами. С каждой стороны автомобиля балансирно расположены две рессоры. Концы рессор установлены в кронштейнах, соединенных с мостами. Один кронштейн имеет фиксированную относительно моста опору качания. Второй кронштейн взаимосвязан с плавающей вдоль моста опорой качания. Изобретение исключает износ листов рессор в месте их контакта с опорами мостов и скручивание листов рессор при поперечном крене мостов за счет шарнирного соединения мостов с кронштейнами рессор. Изобретение также исключает изменение угла наклона ведущих валов главных передач мостов и закрепленных на них карданных шарниров за счет одинаковых радиусов качания мостов относительно осей балансиров, что повышает долговечность их работы. 2 ил.

Подвеска колес автомобиля, содержащая балансирно расположенные рессоры, взаимосвязанные с двумя мостами, отличающаяся тем, что с каждой стороны автомобиля балансирно расположены две рессоры, концы которых установлены в кронштейнах, соединенных с мостами, один кронштейн имеет фиксированную относительно моста опору качания, второй кронштейн взаимосвязан с плавающей вдоль моста опорой качания.