Независимая управляемая подвеска колеса транспортного средства Гаврилова В.А. Российский патент 2024 года по МПК B60G17/04 B62D7/18 

Заявляемое техническое решение относится к области транспортного машиностроения, более конкретно к подвесным устройствам транспортных средств, в частности, к конструкциям подвески автомобиля-амфибии и/или автомобиля, предназначенного для передвижения по пересеченной местности.

Разработка настоящего технического решения обусловлена необходимостью передвижения автомобилей-амфибий в заболоченных и труднопроходимых участках перед входом в воду. Необходимость оснастить транспортное средство независимой управляемой подвески колеса без разъёма с осью вращения для того, чтобы автомобиль с такой подвеской был способен разворачиваться на малых пространствах, произвольно менять клиренс как в сторону увеличения, так и уменьшения, а также, поднимать колёса при движении по воде выше уровня дна корпуса. Это необходимо для увеличения скорости, а также, для защиты колёс от проколов и порезов при столкновении с подводными металлическими предметами, которые незаметны для водителя.

Известна «Система подвески, автомобиль-амфибия, содержащий систему подвески» по патенту на изобретение № 229357 содержащая рычаг управления, установленный с возможностью поворота на корпусе автомобиля и проходящий к кронштейну колеса, при этом рычаг управления и кронштейн колеса установлены с возможностью поворотного перемещения относительно друг друга, и кронштейн колеса включает средства для опоры колеса автомобиля, при этом система подвески дополнительно содержит приводное средство, установленное с возможностью поворота на корпусе автомобиля с пространственной взаимосвязью относительно установки рычага управления и с возможностью поворота рычага управления вокруг его поворотного соединения с корпусом для смещения кронштейна колеса и тем самым колеса автомобиля для перемещения между двумя предельными положениями, в первом из которых колесо расположено в основном вертикально для сцепления с дорогой, и во втором из которых колесо находится в убранном положении для использования автомобиля на воде, отличающаяся тем, что приводное средство установлено с возможностью поворота на корпусе автомобиля в среднем положении относительно его длины, так что при использовании приводное средство поворачивается относительно корпуса автомобиля при движении кронштейна колеса между первым и вторым предельными положениями. Такое техническое решение, во-первых, сложно в исполнении, а во-вторых, не позволяет увеличивать клиренс автомобиля.

Так же известна «Подвеска колес транспортного средства в виде переломного моста» № 175640, которая применяется в автомобиле-амфибии «Дрозд» и содержит поперечные качающиеся рычаги, соединенные между собой чулком моста. На рычагах установлены качающиеся редукторы, которые разнесены на расстояние L, равное не менее чем одному диаметру колеса. Кроме того, подвеска колес транспортного средства дополнительно включает в себя два колесных редуктора, установленных с возможностью смещения оси колеса относительно оси моста на расстояние Н. Хотя полезная модель позволяет увеличить угол подъема качающихся рычагов для уборки колес с одновременной защитой качающихся рычагов от внешнего воздействия, она так же не позволяет увеличить клиренс автомобиля.

Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение является создание независимой управляемой подвески колеса автомобиля-амфибии обладающей возможностью изменения клиренса как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, а также обеспечения возможности подъема колес при движении по воде выше уровня дна корпуса.

Технический результат заключается в создании независимой управляемой подвески колеса транспортного средства, обеспечивающей возможность изменения клиренса транспортного средства в процессе движения и высоты подъема колеса при движении на воде, путем применения системы гидроцилиндров, в сочетании с управляющей платформой колеса и неразъёмной осью вращения.

Технический результат достигается за счет того, что в независимой управляемой подвеске колеса транспортного средства, включающей карданный вал, опорные подшипники согласно изобретению, карданный вал выполнен двухсоставным и соединен с колесом через управляющую платформу, шарнирно соединенную с верхними и нижними гидроцилиндрами, связанными с корпусом.

Управляющая платформа выполнена в виде согнутой под прямым углом пластины, с боковыми уголками.

Верхние гидроцилиндры выполнены трехсекционными.

Нижние гидроцилиндры выполнены двухсекционными.

Точки крепления гидроцилиндров расположены слева и справа от карданного вала.

Выполнение подвески колеса, включающей двухсоставной карданный вал и, связанную с кузовом через систему гидроцилиндров управляющую платформу (далее УПК) позволяет на ходу отклонять угол вращения карданного вала, подведённого к колесу, как вверх, так и вниз за счет сжимания и разжимания гидроцилиндров в определенном порядке и за счет строения двухсоставного карданного вала. А также позволяет увеличивать клиренс при движении по суше и поднимать колёса выше уровня дна автомобиля-амфибии при движении по воде, так же за счет работы гидроцилиндров..

Управление положением колеса в вертикальной и горизонтальной плоскости осуществляется посредством четырех гидроцилиндров. При повороте направо передние верхний и нижний гидроцилиндры работают на сжатие, а задние верхний и нижний гидроцилиндры – на расширение. При повороте налево передняя пара гидроцилиндров работает на расширение, а задняя пара гидроцилиндров – на сжатие.

Колёса могут подниматься до 45 градусов в неподвижном состоянии автомобиля и опускаться на угол до 30 градусов ниже оси ведущего карданного вала при движении по суше, а также поворачиваться влево и вправо до 35 градусов благодаря двухсоставному карданному валу

Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в создании независимой управляемой подвески колеса транспортного средства, обеспечивающей возможность изменения клиренса транспортного средства в процессе движения и высоты подъема колеса при движении на воде, путем применения системы гидроцилиндров, в сочетании с управляющей платформой колеса и неразъёмной осью вращения.

В результате проведенных патентных исследований не выявлено известных из уровня техники аналогичных решений, характеризуемых заявляемой совокупностью признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» и «изобретательский уровень», независимая управляемая подвеска транспортного средства соответствует критерию «промышленная применимость» так как может быть изготовлена в промышленных масштабах с использованием стандартного оборудования.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

Фиг. 1 - независимая управляемая подвеска;

Фиг. 2 - независимая управляемая подвеска, в случае подъема колеса;

Фиг. 3 - независимая управляемая подвеска в случае увеличения клиренса;

Фиг. 4 - управляющая платформа колеса

Фиг. 5 - независимая управляемая подвеска. Вариант установки тормозного диска с внешней стороны корпуса.

Независимая управляемая подвеска состоит из основного карданного вала 1, соединенного с ведущим двухсоставным карданным валом 2 через первый опорный подшипник 3 и тормозной диск 4 с колодкой, установленный внутри корпуса транспортного средства 5. Нижние цилиндры 6 соединены с корпусом 5 и управляющей платформой колеса 7 посредством шаровых шарнирных наконечников 8 с вертикально расположенным крепёжным штифтом. Верхние гидроцилиндры 9 соединены с управляющей платформой колеса 7 посредством шаровых шарнирных наконечников 10 с горизонтально расположенным крепёжным штифтом. Двухсоставной карданный вал 2 соединен со вторым опорным подшипником 11, который закреплен на горизонтальной нижней части управляющей платформой колеса 7 и затем, проходя через отверстие 12 в управляющей платформе колеса 7, соединен со ступицей 13 колеса 14. Благодаря этому гибкий карданный вал передаёт энергию вращения колесу с минимальной вибрацией. Для автомобилей повышенной проходимости тормозной диск 4 может быть установлен как внутри корпуса 5 автомобиля, так и снаружи. При установке тормозного диска 4 снаружи корпуса 5 клиренс автомобиля будет больше, чем при установке внутри. Для автомобилей-амфибий тормозной диск 4 устанавливают внутри корпуса 5. Первый опорный подшипник 3 совместно с тормозным диском 4 закреплен на часть основного карданного вала 1, расположенную внутри корпуса 5. Первый опорный подшипник 3 закреплен на металлической прямоугольной платформе, установленной на резино-полимерных или пружинных амортизаторах 15. Часть карданного вала 1, которая выходит из корпуса 5, помещена внутрь резино-полимерного уплотнителя 16, который установлен внутри выходного отверстия на корпусе 5 автомобиля. Резино-полимерный уплотнитель позволяет защитить корпус 5 автомобиля от попадания воды и грязи.

Независимая управляемая подвеска работает следующим образом.

Управление положением колеса в вертикальной и горизонтальной плоскости осуществляется четырьмя гидроцилиндрами: двумя верхними гидроцилиндрами 9 и двумя нижними гидроцилиндрами (не показан). При повороте направо (по ходу движения) передний верхний гидроцилиндр (не показан) и передний нижний гидроцилиндр (не показан) работают на сжатие, а задние верхний гидроцилиндр 9 и задний нижний гидроцилиндр 6 работают на расширение. При повороте налево передние верхний гидроцилиндр (не показан) и нижний гидроцилиндр (не показан) работают на расширение, а задние верхний гидроцилиндр 9 и нижний гидроцилиндр 6 работают на сжатие. При подъеме колеса 14 передний верхний гидроцилиндр (не показан) и задний верхний гидроцилиндр 9 работают на сжатие, а передний нижний гидроцилиндр (не показан), и задний нижний гидроцилиндр 6 работают на расширение. При увеличении клиренса, то есть при опускании колеса 14, передний верхний гидроцилиндр (не показан) и задний верхний гидроцилиндр 9 работают на расширение, а передний нижний гидроцилиндр (не показан), и задний нижний гидроцилиндр 6 работают на сжатие.

Поворот транспортного средства и изменение клиренса в процессе движения осуществляется за счет изгиба двухсоставного карданного вала.

Верхние и нижние гидроцилиндры имеют длину больше длины ведущего двухсоставного карданного вала и выполняют роль амортизаторов, а также, позволяют перемещать колесо по вертикали и по горизонтали относительно корпуса автомобиля.

Колёса могут подниматься на угол до 45 градусов в неподвижном состоянии автомобиля и опускаться на угол до 30 градусов при движении по суше, а также поворачиваться влево и вправо на угол до 35 градусов благодаря двухсоставному карданному валу с двумя крестовинами.

При попадании воды внутрь корпуса автомобиля-амфибии в случае повреждения резино-полимерного уплотнителя в месте скопления воды работает погружной электрический мини-насос в «морском» исполнении. Мини-насос включается автоматически при достижении водой минимального уровня, на котором находится датчик контроля воды. Вода откачивается из корпуса автомобиля через отводной шланг и отверстие в корпусе, расположенное выше ватерлинии. Для сухопутных автомобилей повышенной проходимости проблемы с откачкой воды из корпуса не существует.

Верхние гидроцилиндры и нижние гидроцилиндры позволяют снизить вибрационные нагрузки на корпус автомобиля, на двухсоставной карданный вал и на само колесо. При несовпадении отверстий для установочных болтов на ступице колеса с отверстиями на конце двухсоставного карданного вала, применяют специальную деталь-переходник. Для автомобиля-амфибии гидроцилиндры, карданные валы и амортизаторы устанавливают в «морском» исполнении. Рукава высокого давления, по которым в гидроцилиндры поступает гидравлическая жидкость, крепят через специальные быстроразъёмные переходники к наружной поверхности корпуса автомобиля. Эти переходники закреплены в отверстиях выше точек крепления верхних гидроцилиндров, что исключает попадание воды даже при движении по воде.

Заявляемое техническое решение относится к области транспортного машиностроения. В независимой управляемой подвеске колеса транспортного средства, включающей карданный вал, опорные подшипники, при этом карданный вал выполнен двухсоставным и соединен с колесом через управляющую платформу, шарнирно соединенную с верхними и нижними гидроцилиндрами, связанными с корпусом. Управляющая платформа выполнена в виде согнутой под прямым углом пластины, с боковыми уголками. Верхние гидроцилиндры выполнены трехсекционными. Нижние гидроцилиндры выполнены двухсекционными. Точки крепления гидроцилиндров расположены слева и справа от карданного вала. Достигается возможность изменения клиренса как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Независимая управляемая подвеска колеса транспортного средства, включающая карданный вал, опорные подшипники и отличающаяся тем, что карданный вал выполнен двухсоставным и соединен с колесом через управляющую платформу, шарнирно соединенную с верхними и нижними гидроцилиндрами, связанными с корпусом.

2. Независимая управляемая подвеска колеса транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что управляющая платформа выполнена в виде согнутой под прямым углом пластины, с боковыми уголками.

3. Независимая управляемая подвеска колеса транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что верхние гидроцилиндры выполнены трехсекционными.

4. Независимая управляемая подвеска колеса транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что нижние гидроцилиндры выполнены двухсекционными.

5. Независимая управляемая подвеска колеса транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что точки крепления гидроцилиндров расположены слева и справа от карданного вала.