Стояк активної підвіски передньопривідного автомобіля

Стояк активної ПІДВІСКИ передньопривідного автомобіля, що містить корпус з регулювальним штоком всередині робочого штока, закріплений на регулювальному штоці поршень з перепускним клапаном, систему регулювання жорсткості між верхнім торцем поршня та нижнім торцем робочого штока з тарілчастою та спіральною пружинами, причому корпус установлений з можливістю взаємодії в нижній частині через підойму з маточиною колеса і кульковим шарніром, а у верхній частині Винахід відноситься до транспортного машинобудівництва, зокрема, до приладів, що амортизують ПІДВІСКИ та може бути використаний у передніх незалежних підвісках передньопривідних автомобілів із гідравлічними телескопічними амортизаторними стійками ВІДОМІ конструкції стійок ПІДВІСКИ передньоп ривідного автомобіля [Автомобіль ВАЗ-2108 "Супутник" Прилад і ремонт / В А Вершигора, А П Іпатов, К В Новокшенов, К Б Патков, - М, Транспорт, 1987, с 82-83, мал 81], що містять корпус з деталями гідравлічного телескопічного амортизатора, взаємодіючий в нижній частині шляхом підойми зі ступицею колеса та кулевим шарніром, а в верхній частині шляхом пружини зі штоком, верхньою опорою стійки з підшипником та резинометалевим шарніром на кузові автомобіля, обмежувачем ходу та ковпаком Основною хибою таких конструкцій є неможливість регулювання опору зусиллю стиску стійки ПІДВІСКИ, а також неможливість активної зміни жорсткості ПІДВІСКИ в залежності від умов руху автомо через пружину з робочим шарніром на кузові автомобіля, обмежувач ходу і захисний кожух, який відрізняється тим, що верхня частина регулювального штока з'єднана пружиною з ковпаком, зафіксованим на кузові автомобіля, а система регулювання жорсткості містить закріплений у нижній частині робочого штока зі спіральною пружиною торцевий кулачок, що осьовим отвором контактує з регулювальним штоком, на якому з можливістю осьового переміщення над тарілчастою пружиною розміщений нижній торцевий кулачок, причому зазначені кулачки установлені з можливістю взаємодії робочими поверхнями, а величину ходу нижнього торцевого кулачка h визначають за формулою h = n • Ф/360 • D • tgA, де Ф - кут повороту колеса автомобіля, град , D - ЗОВНІШНІЙ діаметр торцевих кулачків, А - кут нахилу робочої поверхні торцевих кулачків О біля, наприклад, при його входженні в поворот У вигляді прототипу обраний гідравлічний амортизатор [патент Роси № 2103185, БІ № З, 1998, замова на патент України N96062204 від 5 06 96], що влаштовується як в передню, так і в задню підвіску автомобіля, який містить пдроцилиндр, розміщені в пдроцилиндрі поршень із робочим штоком, в якому виконаний осьовий отвір, і систему регулювання жорсткості В осьовому отворі робочого штока встановлений з можливістю осьового переміщування додатковий регулюючий шток, нижня частина якого взаємодіє з поршнем, а верхня частина взаємодіє із робочим штоком шляхом різьбового сполучення Система регулювання жорсткості включає до себе встановлену між верхнім торцем поршня та нижнім торцем робочого штока тарельчату пружину, розміщену всередині конічної пружини При погіршенні шляхових умов додатковий регулюючий шток за допомогою зовнішнього механізму викручують із різьби робочого штока, піджимають конічну та тарельчату пружини, зменшуючи зазор перепускного клапана, і тим са О 00 44820 мим значно підвищують жорсткість амортизатора Наданий прилад дозволяє регулювати жорсткість амортизатора в досить широких межах, але разом з тим має слідуючи недоліки - необхідність настанови спеціального механізму обертання регулюючого штока, що вимагає істотних змін конструкції ПІДВІСКИ, - необхідність настанови механічного чи гідравлічного приладу управління механізмом обертання регулюючого штока, що вимагає конструктивних змін в системі управління автомобіля, - неможливість активного регулювання жорсткості ВІДПОВІДНО правої або лівої ПІДВІСОК при входженні автомобіля в поворот для запобігання його опрокидування [див "Авторевю" № 3 - 1998, с 2023] Завданням запропонованого винаходу є підвищення ефективності та надійності роботи передньої ПІДВІСКИ за рахунок активного регулювання и жорсткості при входженні автомобіля в поворот, підвищення безпечної швидкості входження в поворот Технічний результат досягається за рахунок того, що стійка активної ПІДВІСКИ передньопривідного автомобіля містить корпус з деталями гідравлічного телескопічного амортизатора із регулюючим штоком всередині робочого штока, закріплений на регулюючому штоці поршень із перепускним клапаном, систему регулювання жорсткості між верхнім торцем поршня та нижнім торцем робочого штока із тарельчатою та спіральною пружинами Корпус встановлений з можливістю взаємодії в нижній частині шляхом підойми зі ступицею колеса і кулевим шарніром, а в верхній частині шляхом пружини з робочим штоком, верхньою опорою стійки із підшипником і резинометалевим шарніром на кузові автомобіля, обмежувачем ходу і оборонним кожухом Верхня частина регулюючого штока пов'язана шляхом пружного чіпу із ковпаком, що зафіксований на кузові автомобіля Система регулювання жорсткості містить закріплений в нижній частині робочого штока зі спіральною пружиною торцевий кулачок, осьовим отвором взаємодіючий із регулюючим штоком, на якому з можливістю осьового переміщування без обертання над тарельчатою пружиною розміщений нижній торцевий кулачок Зазначені кулачки встановлені з можливістю взаємодії робочими поверхнями, а величина ходу нижнього торцевого кулачка h визначається по формулі h чків 360 Dtga де ф - кут повороту колеса автомобіля, град, D - ЗОВНІШНІЙ діаметр торцевих кулачків, а - кут узвозу робочої поверхні торцевих кула Системи регулювання правої та лівої ПІДВІСОК автомобіля при прямому розміщенні коліс відповідають зведеним положенням торцевих кулачків, при правому повороті колес відповідають розведеному положенню торцевих кулачків лівої ПІДВІСКИ та зведеному положенню торцевих кулачків правої ПІДВІСКИ, при лівому повороті колес - розведеному положенню торцевих кулачків правої ПІДВІСКИ та зведеному положенню торцевих кулач ків ЛІВОЇ ПІДВІСКИ Таке виконання систем регулювання у вигляді взаємодіючих робочими поверхнями торцевих кулачків при повороті регулюючих штоков, відповідному повороту коліс автомобіля, дозволяє здійснювати активне регулювання жорсткості передніх ПІДВІСОК автомобіля При правом повороті автомобіля збільшується жорсткість лівої ПІДВІСКИ, при лівому повороті - правої ПІДВІСКИ, ЩО ДОЗВОЛЯЄ ПІДВИЩИТИ безпеку, надійність, комфортність їзди на автомобілі, підвищити безпечну швидкість входження в поворот, запобігти можливе опрокидування автомобіля На фіг 1 показаний загальний вид стійки активної ПІДВІСКИ передньопривідного автомобіля, на фіг 2 - верхня частина ПІДВІСКИ, на фіг 3 - система регулювання стійки, на фіг 4 і 5 - системи регулювання жорсткості ВІДПОВІДНО із розведеними торцевими кулачками (вид А, фіг 6) при підвищеної жорсткості стійки та зі зведеними торцевими кулачками (вид Б, фіг 7) при нормальній жорсткості стійки Запропонована стійка складається із корпусу 1, в нижній частині зв'язаного шляхом підойми 2 зі ступицею 3 колеса і кулевим шарніром 4 Корпус 1 середньою частиною через підойму 5 поєднується з тягою стернового приводу Верхня частина корпусу 1 через опорні чашки 6, 7 і пружину 8 взаємодіє із робочим штоком 9, на якому розташовані буфер 10 ходу стиску із оборонним кожухом 11 Робочий шток 9 взаємодіє з верхньою опорою 12 стійки в збиранні із підшипником 13, причому останній розміщений на робочому штоку 9 і зафіксований разом з обмежувачем ходу 14 гайкою 15 Всередині робочого штока 9 розташований з можливістю повороту щодо останнього регулюючий шток 16, верхньою частиною взаємодіючий крізь пружний резинометалевий чіп 17 із ковпаком 18, що зафіксований спільно з опорою 12 самостопорячимися гайками 19 на кузові 20 автомобіля Всередині корпусу 1 стійки розташований пдроцилиндр 21 із клапаном стиску 22 в нижній частині і закріпленим на регулюючому штоці 16 поршнем 23 Над поршнем 23 встановлена тарілка 24 перепускного клапана, тарельчата пружина 25, а також з можливістю осьового переміщування на регулюючому штоці 16 нижній торцевий кулачок 26 Осьовий отвір кулачка 26 відповідає профілю перетину регулюючого штока 16, що має в зоні їх взаємодії лиски 27, завдяки яким нижній торцевий кулачок 26 має можливість повороту тільки спільно із регулюючим штоком 16 В нижній частині робочого штока 9 в різьбовому отворі закріплений торцевий кулачок 28, крізь осьовий отвір якого минає регулюючий шток 16, а між зазначеним кулачком і тарілкою 24 перепускного клапана встановлена спіральна пружина 29 Торцевий кулачок 28 і нижній торцевий кулачок 26 встановлені з можливістю взаємодії робочими поверхнями, що мають рівні кути узвозу а і ЗОВНІШНІЙ діаметр D Величина ходу h нижнього торцевого кулачка 26 в напрямі зведення із торцевим кулачком 28 залежить від величини L - максимального зазору між тарілкою 24 та нижнім торцевим кулачком 26 ВІДПОВІДНОГО вільному стану тарельчатої пружини 25 (тобто при працюючій тільки циліндричній пружині 29) І_і 44820 величина мінімального зазору між тарілкою 24 і нижнім торцевим кулачком 26, відповідна стислому стану тарельчатої пружини 25 (І_і < Н, де Н - и висота у вільному стані) Запропонований прилад працює слідуючим чином При прямолінійному руху автомобіля системи регулювання його лівої та правої ПІДВІСОК відповідають зведеним станам торцевих кулачків 26 і 28 (Фіг, 5 і 7) При цьому тарельчата пружина 25 знаходиться у вільному стані, а піджаття тарілки 24 до поршня 23 здійснює в обох стійках циліндрична пружина 29, забезпечуючи "м'який хід" лівої та правої передніх ПІДВІСОК автомобіля При входженні автомобіля у правий поворот на машину діє центробіжна сила інерції, викликаючи боковий крен назовні повороту, тобто ліворуч, і прагнучи обрати із нагруженої сторони хід лівої ПІДВІСКИ на стиск до упора Проте при цьому жорсткість лівої ПІДВІСКИ в момент повороту колеса зі ступицею 3 різко збільшується за рахунок того, що корпус 1 стійки спільно із робочим штоком 9 повертаються щодо кузову 20 в ПІДШИПНИКОВІ 13 Оскільки регулюючий шток 16 хвостовиком взаємодіє крізь пружний чіп 17 і ковпак 18 з кузовом 20, робочий шток 9 з торцевим кулачком 28, що повертаються щодо регулюючого штока 16, перекладають нижній торцевий кулачок 26 у розведений стан на величину h (фіг 4 і 6) При цьому тарілка 24 піджимається більш жорсткою тарельчатою пружиною 25 до величини І_і, не перевищуючої и висоти Н у вільному стані Стійка лівої ПІДВІСКИ таким чином в момент повороту автомобіля праворуч перекладається у стан "жорсткого ходу", протидіючи крену автомобіля Стійка правої ПІДВІСКИ при цьому залишається у стані "м'якого ходу", бо и ФІГ. 1 торцеві кулачки залишаються у зведеному стані (фіг 5 і 7) і тарілку 24 піджимає тільки циліндрична пружина 29 При входженні автомобіля в лівий поворот аналогічним образом стійка правої передньої ПІДВІСКИ перекладається у стан "жорсткого ходу", а стійка лівої ПІДВІСКИ залишається у стані "м'якого ходу" Величина ходу h нижнього торцевого кулачка, наприклад, для автомобіля ВАЗ-2108 (максимальний зазор L = 6мм, ЗОВНІШНІЙ діаметр торцевих кулачків D = 28мм, кут узвозу робочої поверхні кулачків а = 20°, максимальний кут повороту колеса ф = 40°) в результаті розрахунків по запропонованій формулі складає h = 3,14 40°/360 28 tg20° = 3,55 (мм) Висота тарельчатої пружини в стислому стані, що забезпечує "жорсткий хід" ПІДВІСКИ при входженні автомобіля в поворот Li = L-h = 6-3,55= 2,45 (мм) Таким чином, опір зусиллю стиску амортизаторних стійок передньопривідних автомобілів активно регулюється в залежності від шляхових умов, зростаючи з боку більш навантаженої зовнішньої ПІДВІСКИ при входженні в поворот Підвищується ефективність і надійність роботи ПІДВІСКИ, бо простота конструктивної реалізації на базі штатних елементів виключає відмови функціонування Прилад легко вбудовується в серійні конструкції ПІДВІСОК передньопривідних автомобілів, не змінюючи їх габаритів Підвищується безпечна швидкість входження в поворот за рахунок зменшення бокового крену І виключається можливість опрокидування автомобіля 44820 Фіг. 5 Фіг. 6 Фіг. 4 Фіг. 7 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90