СИСТЕМА ПОДВЕСКИ, РАСПОЛОЖЕННАЯ ВНУТРИ КОЛЕСА Российский патент 2013 года по МПК B60G3/01 B60G11/26 B60G17/04 B62D7/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системе подвески для колесных транспортных средств.

Уровень техники

Система подвески транспортного средства главным образом предусмотрена для изолирования пассажирской кабины от неровностей дороги. Однако подвеска также играет важную роль в уменьшении количества затрачиваемой энергии, когда транспортное средство сталкивается с неровностями на своем пути. Наиболее известный подход к подвеске транспортного средства состоит в обеспечении шарнирного соединения, которое обеспечивает возможность независимого перемещения узла шины, колеса, тормоза, несущего узла и соответствующего элемента конструкции, но заданным образом относительно основной конструкции транспортного средства. Подузел шины, колеса, тормоза, несущего узла и соответствующей конструкции, в общем, называется неподрессоренной массой, тогда как основная конструкция транспортного средства, включая пассажирскую кабину, называется подрессоренной массой. Когда транспортное средство сталкивается с неровностью, шарнирное соединение обеспечивает перемещение неподрессоренной массы вверх и над ним. Пружина предусмотрена для накопления переданной энергии, которая используется для восстановления неподрессоренной массы в ее состояние до возмущения. Также известно обеспечение демпфера или амортизатора для управления колебательным характером пружинно-массовой системы таким образом, что она быстро приводится в состояние покоя. Таким образом, транспортное средство может просто рассматриваться как система пяти масс, состоящая из единой, большой подрессоренной массы (1) и четырех независимых неподрессоренных масс (3), как схематично показано на фиг.1.

Движение каждой неподрессоренной массы определяется геометрией соответствующего шарнирного соединения, которое соединяет элемент конструкции неподрессоренной массы с основной конструкцией транспортного средства. Комбинация независимых соединений и соответствующим образом ограниченных соединений приводит к движению всей системы, которое, как правило, ограничено полным управлением посредством пружины и демпфера. Наиболее известные шарнирные соединения, связанные с системами подвески с независимой неподрессоренной массой, могут быть отнесены к независимой подвеске на сдвоенных параллельных А-образных рычагах (фиг.2), подвеске МакФерсона (фиг.3) и многорычажной подвеске (фиг.4).

Конструкция независимой подвески на сдвоенных параллельных А-образных рычагах, схематично показанная на фиг.2, состоит из относительно простой конструкции четырехэлементного соединения, образованной основной конструкцией (1) транспортного средства (не показана на фиг.2), верхней рулевой тягой (10), нижней рулевой тягой (11) и элементом конструкции или стойкой (12), которая выполнена с возможностью поддерживания всех элементов неподрессоренной массы, например узла шины, колеса, тормоза и несущего узла. Каждое из соединений выполнено с возможностью ограничения всех, кроме одной, степеней свободы вращения, что приводит к поступательному движению с одной степенью свободы стойки (12), которое, в свою очередь, управляется посредством цилиндрической пружины (13) и обычного гидравлического демпфера (14). Дополнительная сложность обычно возникает при использовании упругой деформации множества степеней свободы на каждом соединении для дополнительной изоляции основной конструкции (1) транспортного средства. Эти упругие деформации обычно обеспечены посредством резиновых вкладышей, которые возвращают жесткость пружины и демпфируют во всех трех степенях свободы поступательного движения. Жесткость этих резиновых вкладышей обычно очень высока по сравнению с жесткостью цилиндрической пружины (13).

На фиг.3 схематично показана конструкция подвески МакФерсона, которая состоит из нижней рулевой тяги (22), элемента конструкции или стойки (23), которая выполнена с возможностью поддержания всех элементов неподрессоренной массы, например узла шины, колеса, тормоза и несущего узла, и подвески (24), которая жестко соединена со стойкой и обеспечивает управление поступательным движением, а также при этом содержит обычный гидравлический демпфер. Соединения нижней рулевой тяги предназначены для ограничения всех, кроме одной, степеней свободы вращения, тогда как крепление верхней подвески допускает две степени свободы вращения. Эта конструкция приводит к движению с одной поступательной степенью свободы стойки (23), которое, в свою очередь, управляется посредством цилиндрической пружины (25) и обычного гидравлического демпфера в стойке (24).

Конструкция многорычажной подвески, схематично показанная на фиг.4, представляет собой только одну из многих разных доступных конструкций. Хотя во многих случаях эти многозвенные конструкции весьма близки по движению к четырехэлементному соединению, более сложная кинематика является доступной, позволяя стойке (33) обеспечить автоматическое управление и нелинейное перемещение, которое считается необходимым для усовершенствованных динамических характеристик транспортного средства. Также для многозвенных конструкций является распространенным быть кинематически сверхограниченными, или заблокированными, при этом только упругие деформации резиновых вкладышей обеспечивают требуемую свободу движения.

Все из обычных шарнирных соединений, описанных выше, имеют многочисленные неотъемлемые ограничения, которые включают значительную сложность, необходимость установки крепкой и пространственной конструкции транспортного средства, значительную стоимость и необходимость больших компоновочных объемов для ограничения их хода. В уровне техники предпринималось множество попыток для решения этих ограничений. В патенте США 3578354 описана система подвески транспортного средства, в которой обычно использующиеся шарнирные соединения были заменены корпусом ступицы и парой радиально проходящих штифтов, которые обеспечивают перемещение со скольжением колеса вдоль оси, перпендикулярной к оси вала. Радиально проходящие штифты проходят через поддерживающие рычаги каркаса, которые жестко присоединены к основной конструкции транспортного средства и содержат пару встроенных вкладышей, которые обеспечивают возможность требуемого перемещения со скольжением, но ограничивают все другие степени свободы, за исключением поворотного рулевого движения, при необходимости. Цилиндрическая пружина размещена на одном из радиально проходящих штифтов для поглощения ударных нагрузок. Таким образом, система подвески согласно патенту США 3578354 исключает все обычные шарнирные соединения и их соответствующий объем для размещения. Полный ход подвески ограничен в колесе, таким образом освобождая значительный объем транспортного средства для альтернативного использования. Установка поддерживающих рычагов каркаса имеет гораздо большую свободу, чем соединение обычными шарнирными соединениями, таким образом, оптимизация конструкции будет гораздо более эффективной.

Хотя этот вариант осуществления согласно уровню техники описывает новый подход для упрощения системы подвески транспортного средства, он не обеспечивает какой-либо способ демпфирования движения пружины. Кроме того, подробный расчет и изучение существующих подвесных пружин дорожного транспортного средства показывают, что размер и размещение пружины, предположенные в патенте США 3578354, нереально малы. Пружина с правильными размерами не способна поместиться в пространство, предусмотренное этой конструкцией согласно уровню техники. Наконец, эта конструкция подвески согласно уровню техники описывает встроенную поперечную рулевую тягу, присоединенную к корпусу ступицы, что обеспечивает возможность присоединения рулевой сошки, выполненной с возможностью обеспечения управления транспортным средством. Так как корпус ступицы выполнен с возможностью перемещения заданным вертикальным и поступательным образом и рулевая сошка будет описывать дугу от ее внутреннего конца, во время хода подвески будет иметь место автоматически управляемое движение. Этот вид явления автоматического управления, как правило, называется управлением расхождением колес или паразитным подруливанием и является очень нежелательной характеристикой, которая не может быть исключена посредством использования конструкции, описанной в патенте США 3578354.

Некоторые ограничения в патенте США 3578354 устранены в конструкции, описанной в патенте США 6113119, которая аналогичным образом описывает соединительный узел колеса для автомобиля, содержащий ступицу, колесо, устройство для крепления колеса, опору, содержащую направляющий элемент для направления устройства для крепления колеса в поступательное движение относительно опоры и установочные средства для установки опоры на ходовую часть транспортного средства. Аналогично патенту США 3578354, все из этих элементов размещены в ограничивающей покрышке внутри колеса транспортного средства. Предусмотрено средство для поддерживания нагрузки автомобиля, переданной опорой на устройство для крепления колеса, которое также размещено в ограничивающей покрышке. Это опорное средство описано в виде цилиндрической пружины, но показано с более реальными размерами и конструкцией, чем показано в патенте США 3578354. Однако цилиндрическая пружина размещена с большим смещением относительно оси поступательного движения, заданной посредством направляющего элемента. Это большое смещение будет вносить очень нежелательные крутящие нагрузки на направляющий элемент, приводя к трению во время хода подвески, которое, как известно специалистам в данной области техники, является серьезным ухудшением производительности.

Хотя этот вариант осуществления согласно уровню техники описывает узел, который обеспечивает введение всех важных функций подвески в фактическую внутреннюю часть объема в колесе с реальным размещением пружины, и способ для исключения паразитного подруливания, он не предусматривает обычный демпфер для управления колебательным характером пружинно-массовой системы. Демпферы или амортизаторы, использующиеся в автомобильной промышленности, имеют практически только гидродинамическую конструкцию, в которой усилие управления создается в зависимости от скорости подвески посредством некоторой формы потока регулируемого отверстия. В патенте США 6113119 сделана ссылка на электромеханическое средство для управления отклоняющимися перемещениями колеса в качестве альтернативы пружине и демпферу, но так как этот способ в настоящее время не используется в промышленности, отсутствие включения обычного демпфера является существенным ограничением этой конструкции согласно уровню техники. Как рулевая конструкция, так и расположение пружины будут передавать существенные фрикционные нагрузки на ход подвески, что является очень нежелательным.

В патенте США 6357770 описана система подвески, расположенной в колесе, которая обеспечивает возможность установки всех или большинства подвижных элементов подвески в объеме, охватываемом ободом колеса. Усовершенствование по сравнению с предшествующим уровнем техники, описанным выше, состоит в том, что пружина и демпфирующий механизм включены таким образом, что будет возможным полностью управляемый ход подвески. Описанная подвеска колеса содержит установочный узел ступицы, который содержит узел ступицы/подшипников, включая ось и подшипники. Установочный узел ступицы установлен и присоединен к раме подвески посредством управляющего движением взаимозацепляемого подвижного крепежного узла, который обеспечивает диску ступицы возможность перемещения со скольжением управляемым образом. Взаимозацепляемый подвижный крепежный узел обеспечивает диску ступицы возможность движения с одной степенью свободы. Пружинный механизм установлен проходящим между и присоединяющимся как к диску ступицы, так и к раме подвески и, предпочтительно, включает в себя демпфирующее устройство. Таким образом, аналогичное движение относительно ранее описанного в предшествующем уровне техники получено без необходимости шарнирного соединения и система включает в себя встроенный пружинный демпфер и может быть установлена, по существу, в объеме обода колеса. Однако, еще раз, подробный расчет и изучение существующих пружин подвески дорожного транспортного средства показали, что размеры пружины и демпфера, предложенные в патенте США 6357770, нереально малы. В действительности, это описание предшествующего уровня техники признает использование только для легких дорожных транспортных средств, например электромобилей, транспортных средств, приводящихся в движение человеком, транспортных средств, приводящихся в движение от солнечной энергии, и тому подобное. Конструкция не будет подходящей для движущихся по дороге транспортных средств общего назначения в силу легкорежимного характера взаимозацепляемого подвижного крепежного узла и небольших размеров пружинного механизма и демпфирующего устройства. Кроме того, эта конструкция согласно предшествующему уровню техники не описывает методику для обеспечения возможности управления подвижными элементами подвески, что является значительным ограничением этой конструкции.

Раскрытие изобретения

Соответственно, было бы предпочтительным создать систему подвески, которая обеспечивает все преимущества конструкций, расположенных в колесе, описанных в предшествующем уровне техники, но без неотъемлемых недостатков их несоответствующих требованиям пружинных и демпфирующих конструкций и соответствующих несовершенных геометрических схем механизма управления. Следовательно, задача настоящего изобретения состоит в создании системы подвески, которая исключает шарнирные соединения обычных конструкций посредством размещения управляющего перемещениями элемента в объеме обода колеса транспортного средства. Будет существенным усовершенствованием по сравнению с предшествующим уровнем техники внедрение конструкции, имеющей надлежащие размеры пружины и демпфера, размещенной таким образом, чтобы не передавать нежелательные нагрузки на систему. Другое значительное преимущество будет достигнуто, если устройство управления обеспечено так, что преодолевает геометрические и фрикционные недостатки предшествующих систем подвески, расположенных в колесе.

Настоящее изобретение предлагает систему подвески транспортных средств, которая содержит стойку, которая включает в себя цапфу для установки подшипникового колесного узла. Подшипниковый узел предназначен для установки с возможностью вращения ступицы колеса. Ступица колеса обеспечена с разъемным соединением для узла колеса и шины. Стойка также включает в себя установочный фланец для тормозного суппорта и крепежные средства. Опорный шток жестко присоединен к стойке посредством крепежных средств и включает в себя нагнетательный поршень и поршневое уплотнение. Основной корпус выполнен с несущим узлом, выполненным с возможностью направления и поддержания опорного штока, уплотнительной системой для вмещения нагнетаемой текучей среды, установочным узлом для присоединения к основной конструкции транспортного средства и каналом для текучей среды. Удаленный модуль подвески выполнен с гидроприводным поршнем, устройством накопления энергии и демпфирующим устройством. Канал для текучей среды основного корпуса соединен с гидроприводным поршнем удаленного модуля подвески посредством гидравлического соединения так, что когда нагнетательный поршень опорного штока перемещается в основном корпусе, перемещение непосредственно передается на гидроприводной поршень посредством нагнетаемой текучей среды. Ход подвески транспортного средства, по существу, является определенным, как и движение колеса, и это ограничено заданной траекторией посредством направления опорного штока через несущий узел. Заданный ход подвески затем передается на устройство накопления энергии и демпфирующее устройство удаленного модуля подвески посредством нагнетаемой текучей среды. Таким образом, устройство накопления энергии и демпфирующее устройство могут быть расположены удаленно от стойки, опорного штока и основного корпуса, что обеспечивает возможность легкого размещения этих элементов в объеме колеса. Это также обеспечивает возможность ограничения полного хода подвески объемом колеса, таким образом освобождая значительный объем транспортного средства для альтернативного использования, а также исключая необходимость шарнирных соединений и их соответствующих конструктивных точек крепления.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения, основной корпус снабжен рулевым подшипником для прикрепления с возможностью поворота рулевой сошки к основному корпусу с соосным выравниванием с опорным штоком. Направляющий шток жестко присоединен к стойке, с параллельным выравниванием с опорным штоком. Рулевая сошка выполнена с поворотным установочным соединением для присоединения к рулевому подшипнику, соединением поперечной рулевой тяги и направляющим соединением, выполненным с возможностью перемещения вдоль направляющего штока. Конец поперечной рулевой тяги обычного рулевого привода транспортного средства присоединен к соединению поперечной рулевой тяги таким образом, что рулевое движение преобразуется в поворотное движение стойки и опорного штока вокруг оси опорного штока. Рулевое движение передается на стойку посредством направляющего соединения рулевой сошки, оказывая воздействие на направляющий шток. Ход подвески транспортного средства является несвязанным с рулевой сошкой посредством перемещения направляющего соединения вдоль направляющего штока. Таким образом, расхождение колес или паразитное подруливание полностью исключаются.

В альтернативном варианте осуществления дополнительного аспекта настоящего изобретения, соединение поперечной рулевой тяги присоединено непосредственно к основной конструкции транспортного средства так, чтобы исключить поворотное движение стойки и опорного штока, таким образом, система подвески может использоваться для неуправляемых применений, но расхождение колес или паразитное подруливание по-прежнему полностью исключаются.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, опорный шток представляет собой цилиндрическую трубу, которая жестко присоединена к стойке на ее внешних концах посредством крепежных средств, например болтовых зажимов, осевых концевых болтов или аналогичной конструкции. Опорный шток дополнительно выполнен со встроенным цилиндрическим нагнетательным поршнем, который снабжен кольцевым поршневым уплотнением. Основной корпус содержит цилиндрическое внутреннее отверстие, выполненное с возможностью взаимодействия с нагнетательным поршнем таким образом, что образуется герметичная нагнетательная камера основного корпуса, которая изменяет объем во время относительного перемещения между опорным штоком и основным корпусом. Таким образом, ход подвески передается на удаленный модуль подвески посредством нагнетаемой текучей среды и отношение перемещения между ходом подвески и устройством накопления энергии может быть легко изменено.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, устройство накопления энергии модуля подвески представляет собой цилиндрическую пружину, а демпфирующее устройство представляет собой узел с регулируемыми отверстиями, оказывающий воздействие непосредственно на нагнетаемую текучую среду. Гидроприводный поршень размещен в закрытом цилиндре и оказывает воздействие на один конец цилиндрической пружины. Узел с регулируемыми отверстиями размещен в клапанном блоке, который гидравлически соединен с закрытым цилиндром и также содержит концевую часть для гидравлического соединения. Таким образом, ход подвески непосредственно передается на цилиндрическую пружину посредством нагнетаемой текучей среды, а поток регулируется посредством узла с регулируемыми отверстиями. Это регулирование потока обеспечивает необходимое демпфирование хода подвески.

В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, устройство накопления энергии представляет собой рабочий объем газа.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, узел с регулируемыми отверстиями, который работает в качестве демпфирующего устройства, состоит из уникальной конструкции Золотникового Клапана Динамических Подвесок (ЗКДП), доступной от Multimatic, Inc., Марэм, Онтарио, Канада. Конструкция ЗКДП состоит из низкоскоростных клапанов сжатия амортизатора и хода отдачи с отверстием постоянного сечения и высокоскоростных клапанов сжатия амортизатора и хода отдачи золотникового типа, а также узла обратных клапанов для надлежащего направления нагнетаемой текучей среды через соответствующие клапаны во время хода сжатия и обратного хода подвески. В дополнительном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения ЗКДП клапаны являются регулируемыми снаружи.

В альтернативном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, узел с регулируемыми отверстиями представляет собой обычный узел в виде набора прокладок.

В дополнительном альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, демпфирующее устройство представляет собой обычный гидравлический амортизатор, использующий замкнутый гидравлический контур текучей среды отдельно от нагнетаемой текучей среды. Гидроприводный поршень оказывает воздействие на один конец обычного гидравлического амортизатора.

В другом альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, нагнетаемые текучие среды систем подвески по изобретению на противоположных сторонах транспортного средства могут быть связаны посредством соединения, блока отверстий, плавающего поршня, плавающих поршней, соединенных посредством пружинной системы или посредством аналогичной конструкции. Таким образом, вид гидравлического противодействующего крену устройства может быть обеспечен посредством соединения хода подвески с противоположных сторон транспортного средства. Это соединение исключает необходимость обычных механических противодействующих крену устройств. Аналогичным образом, нагнетаемые текучие среды систем подвески по изобретению спереди и сзади транспортного средства могут быть соединены, образуя гидравлическое устройство против угловых колебаний подрессоренных масс около поперечной оси.

В дополнительном альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, узел гидравлического насоса и распределительного клапана выполнен так, чтобы увеличивать или уменьшать объем нагнетаемой текучей среды в гидравлическом контуре системы подвески по изобретению. Таким образом, отношение между точкой равновесия опорного штока и стойкой может быть изменено относительно устройства накопления энергии. Это обеспечивает возможность изменения стационарной высоты расположения кузова транспортного средства простым и быстрым образом.

Дополнительные аспекты изобретения станут очевидными из нижеследующего описания.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схематичный вид в перспективе обычной системы подвески транспортного средства;

фиг.2 представляет собой схематичный вид в перспективе подвески на сдвоенных параллельных А-образных рычагах согласно уровню техники;

фиг.3 представляет собой схематичный вид в перспективе подвески МакФерсон согласно уровню техники;

фиг.4 представляет собой схематичный вид в перспективе многорычажной подвески согласно уровню техники;

фиг.5 представляет собой вид в перспективе системы подвески согласно изобретению;

фиг.6 представляет собой вид в перспективе внутриколесных элементов, колеса и шины транспортного средства системы подвески согласно изобретению;

фиг.7 представляет собой вид в перспективе внутриколесных элементов системы подвески согласно изобретению;

фиг.8 представляет собой частичное сечение стойки системы подвески согласно изобретению;

фиг.9 представляет собой вид в перспективе с пространственным разнесением внутриколесных элементов системы подвески согласно изобретению;

фиг.10 представляет собой частичное сечение основного корпуса и опорного штока системы подвески согласно изобретению;

фиг.11 представляет собой вид в перспективе элементов модуля подвески системы подвески согласно изобретению;

фиг.12 представляет собой вид в перспективе с пространственным разнесением элементов подвесного модуля системы подвески согласно изобретению.

Подробное описание изобретения

Со ссылкой на фиг.5, система (55) подвески, по существу, образована из стойки (60), опорного штока (70), основного корпуса (80) и удаленного модуля (40) подвески. Со ссылкой на фиг.6 и 8, стойка (60) выполнена с цапфой (61), установочным фланцем (62) для тормозного суппорта (105) и крепежными средствами (63). Цапфа (61) предназначена для установки колесного подшипникового узла (64), который предназначен для установки с возможностью вращения ступицы (65) колеса. Ступица (65) колеса дополнительно включает в себя разъемное соединение (66) для узла колеса (100) и шины (101). Со ссылкой на фиг.7 и 10, основной корпус (80), по существу, образован из трубы (86) высокого давления, пары съемных уплотнительных колпачков (82) и установочного устройства (81) для присоединения к основной конструкции транспортного средства. Уплотнительные колпачки (82) содержат уплотнительную систему (83) и резьбовую удерживающую часть (85), выполненную с возможностью взаимодействия с соответствующей резьбой (87) трубы высокого давления и предназначенную для удержания несущего узла (88). Основной корпус (80) также включает в себя канал (89) для текучей среды, который проходит от нагнетательной камеры (90) основного корпуса как через трубу (86) высокого давления, так и установочное устройство (81). Нагнетательная камера (90) основного корпуса, по существу, представляет собой цилиндрический объем, созданный внутренним отверстием трубы (86) высокого давления и внешней поверхностью опорного штока (70), и вмещает нагнетаемую текучую среду (91). Опорный шток (70) содержит цилиндрическую трубу, которая жестко присоединена к крепежным средствам (63) стойки (60) на ее верхнем конце посредством болтового зажима (71), а на ее нижнем конце посредством осевого концевого болта (72). Опорный шток (70) дополнительно выполнен со встроенным цилиндрическим нагнетающим поршнем (73), который выполнен с возможностью установки на него кольцевого поршневого уплотнения (74).

Со ссылкой на фиг.6 и 9, основной корпус (80) дополнительно снабжен рулевым подшипником (84), который предназначен для установки с возможностью поворота рулевой сошки (95) в соосном выравнивании с опорным штоком (70). Направляющий шток (67) жестко присоединен к стойке (60) в параллельном выравнивании с опорным штоком (70). Рулевая сошка (95) выполнена с поворотным установочным соединением (96) для прикрепления к рулевому подшипнику (84), соединением (97) поперечной рулевой тяги и направляющим соединением (98), выполненным с возможностью перемещения вдоль направляющего штока (67). Конец (111) поперечной рулевой тяги обычного рулевого привода (112) транспортного средства присоединен к соединению (97) поперечной рулевой тяги.

Со ссылкой на фиг.11 и 12, удаленный модуль (40) подвески содержит основной корпус (41), который снабжен клапанным блоком (42) и закрытым цилиндром (44). Гидроприводный поршень (43) выполнен с возможностью размещения в закрытом цилиндре (44) и выполнен с уплотнением (48) приводного поршня. Гидравлическое соединение (47), состоящее из жесткого трубопровода и соответствующих соединительных элементов, соединяет канал (89) для текучей среды основного корпуса (80) (показан на фиг.7 и 10) с клапанным блоком (42). Стандартный узел (46) с регулируемыми отверстиями размещен в клапанном блоке (42), расположенном в гидравлическом контуре между гидравлическим соединением (47) и закрытым цилиндром (44). Гидроприводный поршень (43) выполнен с возможностью оказания воздействия непосредственно на один конец цилиндрической пружины (45). Удерживающий шток (49) и опорный диск (50) пружины удерживают цилиндрическую пружину (45) на конце цилиндрической пружины, противоположном гидроприводному поршню (43).

Со ссылкой на фиг.5, 7 и 10, когда система (55) подвески сталкивается с неровностью, движение колес ограничивается заданной траекторией посредством направления опорного штока (70) в несущий узел (88). Этот заданный ход подвески приводит к относительному перемещению между нагнетательным поршнем (73) опорного штока (70) и основным корпусом (80). Это относительное перемещение вызывает изменение объема насосной камеры (90) основного корпуса, что в свою очередь вызывает перемещение нагнетаемой текучей среды (91) в канал (89) для текучей среды и из него. Со ссылкой снова на фиг.11 и 12, вытесненная нагнетаемая текучая среда (91) передается в закрытый цилиндр (44) удаленного модуля (40) подвески через гидравлическое соединение (47) и клапанный блок (42) и его соответствующий узел (46) с регулируемыми отверстиями. Вытесненная нагнетаемая текучая среда (91), входящая в закрытый цилиндр (44) или покидающая его, оказывает воздействие непосредственно на гидроприводный поршень (43), что приводит к поступательному перемещению цилиндрической пружины (45). Таким образом, ход подвески ограничен заданным движением с одной степенью свободы, которое затем регулируется цилиндрической пружиной (45), которая накапливает переданную энергию, и узлом (46) с регулируемыми отверстиями, который работает в качестве демпфера или амортизатора для управления колебательным характером пружинно-массовой системы. Так как удаленный модуль (40) подвески расположен удаленно от стойки (60), опорного штока (70) и основного корпуса (80) (см. фиг.5), эти регулирующие движение элементы могут быть легко размещены в объеме колеса (100) (см. фиг.6 и 8). Это также обеспечивает возможность ограничения полного хода подвески в объеме колеса, таким образом освобождая значительный объем транспортного средства для альтернативного использования.

Со ссылкой на фиг.6 и 9, когда рулевое движение передается на соединение (97) поперечной рулевой тяги рулевой сошки (95) посредством конца (111) поперечной рулевой тяги обычного рулевого привода (112) транспортного средства, рулевая сошка (95) поворачивается на рулевом подшипнике (84) вокруг оси опорного штока (70). Вращение рулевой сошки (95) на ее поворотном установочном соединении (96) передается на опорный шток (70) и стойку (60) посредством направляющего соединения (98) рулевой сошки, оказывая воздействие на направляющий шток (67). Таким образом, колесо (100) транспортного средства и шина (101) могут обычным образом управляться посредством обычного рулевого привода (112) транспортного средства. Так как ход подвески транспортного средства не связан с рулевой сошкой (95) посредством перемещения направляющего соединения (98) вдоль направляющего штока (67), расхождение колес или паразитное подруливание полностью исключаются.

В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения, соединение (97) поперечной рулевой тяги рулевой сошки (95) присоединено непосредственно к основной конструкции (1) транспортного средства, вместо рулевого привода (112), так чтобы исключить поворотное движение стойки (60) и опорного штока (70) таким образом, что система (55) подвески может использоваться для неуправляемых применений, при этом расхождение колес или паразитное подруливание по-прежнему полностью исключаются.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, узел (46) с регулируемыми отверстиями, который работает в качестве демпфирующего устройства, состоит из уникальной конструкции Золотникового Клапана Динамических Подвесок (ЗКДП), доступной от Multimatic, Inc., Макэм, Онтарио, Канада. Как показано на фиг.11, конструкция ЗКДП состоит из низкоскоростного клапана (120) сжатия амортизатора с отверстием постоянного сечения, низкоскоростного клапана (121) хода отдачи с отверстием постоянного сечения, высокоскоростного клапана (122) сжатия амортизатора золотникового типа, высокоскоростного клапана (123) хода отдачи золотникового типа и узла обратных клапанов для надлежащего направления нагнетаемой текучей среды (91) через соответствующие клапаны во время хода сжатия и обратного хода подвески. В дополнительном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, низкоскоростной клапан (120) сжатия амортизатора, низкоскоростной клапан (121) хода отдачи, высокоскоростной клапан (122) сжатия амортизатора и высокоскоростной клапан (123) хода отдачи ЗКДП являются регулируемыми снаружи.

Изобретение относится к системе подвески для колесных транспортных средств. Транспортное средство содержит множество колес и отдельную систему подвески. Система подвески транспортных средств содержит стойку, опорный шток, основной корпус, удаленный модуль подвески, гидравлическое соединение между выпускным каналом для текучей среды основного корпуса и гидроприводным поршнем удаленного модуля подвески. Стойка предназначена для обеспечения установки с возможностью вращения ступицы колеса. Ступица предназначена для установки колеса и тормозного суппорта и включает в себя крепежные средства. Опорный шток включает в себя нагнетательный поршень и, по меньшей мере, одну точку крепления. Точка крепления предназначена для жесткого соединения с крепежными средствами. Основной корпус снабжен несущим узлом для направления и поддерживания опорного штока, уплотнительной системой для вмещения нагнетаемой текучей среды, установочным узлом для прикрепления к основной конструкции транспортного средства и выпускным каналом для текучей среды. Удаленный модуль подвески снабжен гидроприводным поршнем, устройством накопления энергии и демпфирующим устройством. Колесо ограничено заданным движением посредством несущего узла, направляющего опорный шток. Данное движение передается на устройство накопления энергии и демпфирующее устройство удаленного модуля подвески посредством нагнетаемой текучей среды. Стойка, опорный шток и основной корпус размещены в объеме колеса. Достигается исключение шарнирных соединений, возможность не передавать нежелательные нагрузки на систему. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Система подвески транспортных средств, содержащая:
a) стойку для обеспечения установки с возможностью вращения ступицы колеса, предназначенной для установки колеса и тормозного суппорта, и включающую в себя крепежные средства;
b) опорный шток, включающий в себя нагнетательный поршень и, по меньшей мере, одну точку крепления, предназначенную для жесткого соединения с крепежными средствами;
c) основной корпус, снабженный несущим узлом для направления и поддерживания опорного штока, уплотнительной системой для вмещения нагнетаемой текучей среды, установочным узлом для прикрепления к основной конструкции транспортного средства и выпускным каналом для текучей среды;
d) удаленный модуль подвески, снабженный гидроприводным поршнем, устройством накопления энергии и демпфирующим устройством;
e) гидравлическое соединение между выпускным каналом для текучей среды основного корпуса и гидроприводным поршнем удаленного модуля подвески;
в которой колесо ограничено заданным движением посредством несущего узла, направляющего опорный шток, при этом данное движение передается на устройство накопления энергии и демпфирующее устройство удаленного модуля подвески посредством нагнетаемой текучей среды, причем стойка, опорный шток и основной корпус размещены в объеме колеса.

2. Система по п.1, в которой основной корпус снабжен рулевым подшипником для установки с возможностью поворота рулевой сошки с осевым выравниванием с опорным штоком, а рулевая сошка выполнена с соединением поперечной рулевой тяги, присоединенным к концу поперечной рулевой тяги рулевого привода транспортного средства, и направляющим соединением, выполненным с возможностью перемещения вдоль направляющего штока, который жестко присоединен к стойке, с параллельным выравниванием с опорным штоком так, что рулевое движение на соединении поперечной рулевой тяги может передаваться на стойку посредством направляющего соединения рулевой сошки, оказывая воздействие на направляющий шток.

3. Система по п.2, в которой соединение поперечной рулевой тяги присоединено к основной конструкции транспортного средства так, чтобы исключить поворотное движение стойки и опорного штока.

4. Система по п.1, в которой опорный шток представляет собой цилиндрическую трубу с двумя концами, которая жестко присоединена к стойке на ее концах, и снабжен встроенным цилиндрическим нагнетательным поршнем, который снабжен поршневым уплотнением и выполнен с возможностью взаимодействия с цилиндрическим внутренним отверстием в основном корпусе таким образом, чтобы создавать герметичную нагнетательную камеру в основном корпусе, которая вмещает нагнетаемую текучую среду и изменяет объем во время относительного перемещения между опорным штоком и основным корпусом.

5. Система по п.1, в которой удаленный модуль подвески снабжен закрытым цилиндром, который выполнен с возможностью взаимодействия с гидроприводным поршнем для создания герметичной рабочей камеры, которая вмещает нагнетаемую текучую среду, при этом устройство накопления энергии содержит два конца, и гидроприводной поршень оказывает воздействие на один конец устройства накопления энергии.

6. Система по п.5, в которой устройство накопления энергии модуля подвески представляет собой цилиндрическую пружину, а демпфирующее устройство представляет собой узел с регулируемыми отверстиями, оказывающий воздействие непосредственно на нагнетаемую текучую среду.

7. Система по п.5, в которой устройство накопления энергии удаленного модуля подвески содержит рабочий объем газа.

8. Система по п.6, в которой узел с регулируемыми отверстиями, который работает в качестве демпфирующего устройства, содержит множество клапанов, содержащих низкоскоростной клапан сжатия амортизатора с отверстием постоянного сечения, низкоскоростной клапан хода отдачи с отверстием постоянного сечения, высокоскоростной клапан сжатия амортизатора золотникового типа, высокоскоростной клапан хода отдачи золотникового типа и узел обратных клапанов для направления нагнетаемой текучей среды через соответствующие клапаны во время хода сжатия и обратного хода подвески.

9. Система по п.8, в которой множество клапанов выполнено с возможностью регулирования снаружи.

10. Система по п.6, в которой узел с регулируемыми отверстиями представляет собой узел в виде набора прокладок.

11. Система по п.5, в которой демпфирующее устройство представляет собой гидравлический амортизатор с двумя концами, который использует замкнутый гидравлический контур текучей среды, а гидроприводной поршень оказывает воздействие на один конец гидравлического амортизатора.

12. Транспортное средство, содержащее множество колес и отдельную систему подвески по п.1, соединенную с каждым колесом, при этом транспортное средство имеет две противоположные стороны, переднюю и заднюю, причем, по меньшей мере, два колеса расположены на противоположных сторонах транспортного средства, при этом нагнетаемая текучая среда в системах подвески на противоположных сторонах транспортного средства связана через соединение, блок отверстий, плавающий поршень или плавающие поршни, соединенные посредством упругой деформации.

13. Транспортное средство, содержащее множество колес и отдельную систему подвески по п.1, соединенную с каждым колесом, причем транспортное средство имеет две противоположные стороны, переднюю и заднюю, при этом, по меньшей мере, два колеса расположены соответственно спереди и сзади транспортного средства, причем нагнетаемая текучая среда в системах подвески спереди и сзади транспортного средства связана через соединение, блок отверстий, плавающий поршень или плавающие поршни, соединенные посредством упругой деформации.

14. Система по п.1, в которой нагнетаемая текучая среда заключена в гидравлическом контуре, при этом узел гидравлического насоса и распределительного клапана выполнен так, чтобы увеличивать или уменьшать объем нагнетаемой текучей среды в гидравлическом контуре.