Рычажная балансирная подвеска последовательно расположенных осей колес транспортного средства Советский патент 1991 года по МПК B60G5/04 

Изобретение относится к устройствам для амортизации динамических нагрузок, в частности к устройствам подвесок для последовательно расположенных осей колес автомобилей и автоприцепов.

Известна рычажная балансирная подвеска последовательно расположенных осей колес транспортного средства содержит шарнирно смонтированные на раме транспортного средства рычаги, которые шарнирно связаны одними плечами с концами упругого элемента, а другими - с осями колес, и параллельные горизонтальной плоскости верхние и нижние реактивные штанги, одним концом шарнирно связанные с рамой транспортного средства, а другим шарнирно - с осью соответствующего колеса.

Недостатком данной балансирной рычажной подвески является то, что у нее не

может быть изменена ее жесткость при изменении массы перевозимого груза, что отрицательно влияет на ее упругую характеристику.

Цель изобретения - улучшение упругой характеристики подвески.

Цель достигается тем, что в рычажной балансирной подвеске последовательно расположенных осей колес транспортного средства, характеризующейся указанной совокупностью существенных признаков, одни плечи рычага выполнены в виде листовой рессоры, закрепленной в обойме, имеющей криволинейную поверхность, контактирующую с этой рессорой, а нижние реактивные штанги расположены под углом к продольной оси транспортного средства.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой рычажной балансирной подвески или двухосной тележки транспортного средстО

ел ел

00

ю

ва; на фиг.2 - аналогичная схема для трехосной тележки; на фиг/3 - устройство двуплечего рычага подвески и взаимное расположение этого рычага и оси (моста) . транспортного средства; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.З (сечение двуплечего рычага).

Рычажная балансирная подвеска двухосной тележки транспортного средства (фиг.1) содержит на каждые два расположенных рядом колеса один упругий элемент в виде скобовидной пластинчатой рессоры (или пакета таких рессор) 1, шарнирно соединенной с короткими плечами двуплечих рычагов 2, могущих поворачиваться относительно осей 3, укрепленных на раме 4 транспортного средства. Для каждой из осей колес 5 подвеска содержит по одной реактивной штанге б и по две реактивных штанги 7, причем последние выполнены парными, расположенными в одной плоскости под углом одна к другой. Каждая из реактивных штанг одним концом шарнирно соединена с рамой транспортного средства, а другим концом, также шарнирно, - с осью колес. При этом в плоскости движения транспортного средства реактивные штанги, мосты и подрессоренная часть образуют для каждого колеса шарнирные параллелограммы, а в поперечной плоскости создают ферменные конструкции. Длинные плечи двуплечих рычагов соприкасаются с опорными поверхностями 8 ближних к ним осей колес. Эти опорные поверхности расположены между присоединенными к осям колес ограничительными боковыми упорами 9, над которыми установлены отбойные упоры 10.

Подвеска трехосной тележки (фиг.2) отличается от указанной тем, что содержит два упругих элемента 1, выполненных в виде одинарных или пакетированных скобо- видных пластинчатых рессор, и снабжена для среднего колеса тележки двумя двуплечими рычагами 2. Соответственно числу последовательно расположенных осей колес подвеска содержит три шарнирных параллелограмма и три ферменные конструкции, аналогичные указанным. Отбойные и ограничительные боковые упоры на схеме (фиг.2) условно не показаны.

Двуплечий рычаг (фиг.З) имеет ступицу 11, короткое плечо 12, проушину с втулкой шарнира 13 и охватывающую обойму 14, в которой винтами 15 зажата листовая рессора 16. Поверхность охватывающей обомы, контактирующая с рессорным листом, выполнена по криволинейному профилю.

В ступицу двуплечего рычага запрессованы втулки 17, которые являются опорами

этого рычага на консольной оси 18, укрепленной на раме транспортного средства,

Палец 19 (фиг.4). вращающийся относительно втулки шарнира двуплечего рычага,

соединяет короткое плечо этого рычага с ушками двух скобовидных пластинчатых рессор, образующих единый пакет и расположенных по обе стороны от двуплечего рычага.

0 Предлагаемая рычажная балансирная подвеска работает следующим образом.

Если подвеска двухосной тележки (фиг.1) не нагружена усилиями от подрессоренных масс транспортного средства, а на5 ходится лишь под действием сил тяжести неподрессоренных масс, то оси колес 5 поступательно смещены вниз от положения, показанного на фигуре. Отбойные упоры 10 воздействуют на тыльные стороны длинных

0 плеч двуплечих рычагов 2 и последние, поворачиваясь соответственно против и по часовой стрелке, сжимают скобовидную пластинчатую рессору (СПР) 1. Момент, создаваемый весом неподрессоренных частей

5 на длинных плечах рычагов 2, уравновешивается моментом сил реакции СПР на их коротких плечах, а сила тяжести неподрессоренных масс передается через оси 3 на раму транспортного средства, которая

0 предполагается удерживаемой внешней связью.

Аналогично работает подвеска и при отборе в случае движения транспортного средства. При этом СПР 1, работая на сжа5 тие и изгиб, обеспечивает эффективную амортизацию инерционных нагрузок, действующих на элементы подвески.

Если в процессе перехода от ненагруженного состояния к нагруженному, реак0 тивное усилие со стороны опорной поверхности будет сначала воздействовать, например, на левое (по чертежу) колесо, то левая ось колеса 5 будет приподниматься, ее поверхность 8 будет воздействовать на

5 нижнюю поверхность длинного плеча рычага 2, и этот рычаг начнет поворачиваться относительно оси 3 по часовой стрелке. Поскольку реактивное усилие на правой оси колеса 5 еще отсутствует, то СПР 1, увлека0 емая левым рычагом 2, потянет за собой короткое плечо правого рычага 2 и последний начнет поворачиваться также по часовой стрелке, воздействуя своим длинным плечом на поверхность 8 оси колеса 5. Пра5 вое (по чертежу) колесо при этом будет опускаться до тех пор, пока не встретит сопротивления, например дорожной поверхности, после чего реактивные усилия на обоих колесах начнут выравниваться, и, в конечном счете, станут одинаковыми, а рычаги 2, СПР 1 и шарнирные параллелограммы, образованные реактивными штангами, займут положения, симметричные относительно средней межосевой вертикали подвески. СПР в этом случае проявляет свои свойства как балансир. Аналогичные балан- сирные свойства СПР 1 проявляются и при других случаях нагружения подвески, обеспечивая выравнивание нагрузки на колёсах. В случае, если этого невозможно достигнуть, например при попадании одного из колес в яму, второе колесо, не теряя сцепления с дорогой, будет приподниматься до тех пор, пока его ось не достигнет ограничителя на раме транспортного средства.

При нормальных условиях эксплуатации транспортного средства нагрузки на его колесах будут одинаковыми во всем диапазоне их изменения.

Деформация растяжения СПР 1 будет соответствовать величине нагрузки транспортного средства, поскольку углы поворота двуплечих рычагов 2 будут увеличиваться по мере увеличения нагрузки.

Важной особенностью предлагаемой подвески является возможность получения заданной нелинейной упругой характеристики, наиболее выгодной для данного транспортного средства. Это обусловлено, во-первых, тем, что положения точек контакта между поверхностями 8 осей колес и длинными плечами двуплечих рычагов изменяются в процессе поступательного перемещения осей колес 5 при изменении нагрузки. Смещение точек контакта обусловлено как выбором начального установочного положения рычагов 2, так и выбором профиля поверхностей 8. Во-вторых, линейные деформации СПР 1 вдоль ее межосевой линии, т.е. ее прогибы, пропорциональны синусам углов отклонения коротких плеч 12 рычагов 2 (фиг.З) от перпендикуляра к межшарнирной линии СПР 1. Следовательно, эти продольные деформации изменяются нелинейно в зависимости от нагрузки и степень этой нелинейности зависит от выбора начального угла установки коротких плеч рычагов 2. В-третьих, при изменении нагрузки изменяется длина консоли листовой рессоры 16 длинного плеча двуплечего рычага 2. Этот рессорный участок опирается на профилированную опорную поверхность обоймы 14 и, следовательно, его деформация (прогиб) будет изменяться нелинейно, в зависимости от выбранного профиля опорной поверхности. Профилированная опорная поверхность выполнена так. чтобы при заданной нагрузке упругая деформация листовой рессоры 16 обеспечивала полное его прилегание к опорной поверхности.

Боковые нагрузки, передающиеся на

подвеску от дорожного полотна или его ограничителей, воспринимаются колесами и передаются (фиг. 1) боковыми упорами длинным плечам двуплечих рычагов 2, а от последних, через оси 3 - на раму транспортного средства. Одновременно эти боковые усилия воспринимаются и передаются на раму ферменными конструкциями, образованными в плоскости параллельно

дорожному полотну осями колес 5, парными реактивными штангами 7 и конструктивными элементами рамы 4, к которым реактивные штанги прикреплены.

Продольные усилия, а таже реактивные

и тормозные моменты, нагружающие подвеску, передаются на раму транспортного средства посредством реактивных штанг 6 и 7 так же, как и в других известных конструкциях подвесок, содержащих реактиэных

штанги.

Подвеска трехосной тележки (фиг.2) может, с точки зрения ее работы, рассматриваться как совокупность двух двухосных подвесок. Поэтому указанные принципы и

особенности работы подвески двухосьой тележки могут быть использованы и при рассмотрении работы трехосной тележки.

Преимущества изобретения состоят в том, что кинематика подвески обеспечивает

поступательное перемещение осей колес при наезде на дорожные препятствия, а также при изменении нагрузки. Инерционные -нагрузки, возникающие при отбое, амортизируются столь же эффективно, как и при дайжении транспортного средства во всем диапазоне его эксплуатационных режимов. Удешевление конструкции транспортного средства обеспечивается существенным снижением металлоемкости подвески и

упрощением технологии изготовления и сборки ее деталей.

Возможность получения заданной нелинейной упругой характеристики подвески, наиболее выгодной для конкретного транспортного средства, обеспечивается многочисленностью конструктивных и геометрических параметров, которыми можно варьировать для достижения поставленной

цели.

w

7фиг.18 1

W

i

ГС 8

Фиг.З

А-А

П 19 П Фиг 4