Залежна підвіска автомобіля з незалежними важелями

Реферат: Залежна підвіска автомобіля складається з пружинних, гасильних та напрямних елементів та містить багатоважільну систему з незалежними один від одного важелями коліс та важелями балки. Важелі коліс шарнірно поєднані з балкою автомобіля і з'єднані пружинним елементом, а важіль балки автомобіля шарнірно поєднано з корпусом та з'єднано іншим пружинним елементом. При цьому важелі коліс, важелі балки та пружині елементи незалежні один від одного. UA 107795 U (12) UA 107795 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до конструктивних елементів транспортних засобів, а саме до конструкції підвіски як для традиційних автомобілів, так і для спеціальних транспортних засобів, в тому числі сільськогосподарського призначення. Корисна модель призначена для пом'якшення і гасіння коливань, що передаються від нерівностей дороги на корпус транспортного засобу, і може бути використана при експлуатації автомобілів на бездоріжжі. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ Наразі відома чимала кількість автомобільних підвісок різних форм та конструкцій, проте кількість таких, що відповідають заявленим вимогам, невелика. Відома підвіска коліс автомобіля, що містить поперечину, поворотну стійку колеса, верхній і нижній важелі підвіски, з'єднані з однієї сторони з поперечиною, а з другої сторони з поворотною стійкою, амортизатор і пружний елемент, установлений між поперечиною і нижнім важелем, яка відрізняється тим, що пружний елемент виконаний у вигляді концентрично розміщених відносно один одного і осі амортизатора двох циліндричних гвинтових пружин різного діаметра, вилчатого стакана і упорно-передаточного фланця, з яким взаємодіють обидві пружини своїми верхніми кінцями, а нижнім кінцем зовнішня пружина упирається у нижній важіль, а внутрішня пружина прикріплена одним кінцем - до упорно-передаточного фланця, а другим кінцем до внутрішнього нижнього бортику вилчатого стакана, і верхній бортик вилчатого стакана упирається в поперечину підвіски. Підвіска коліс автомобіля працює таким чином. При наїзді колеса на виступаючу нерівність дороги зовнішня пружина стискується, діє на упорнопередаточний фланець, котрий розтягує внутрішню пружину, а остання передає осьове зусилля через вилчатий стакан поперечині, тобто кузову автомобіля. При подальшому з'їзді колеса із нерівності дороги зовнішня пружина розпрямляється, внутрішня стискується. При цьому сила пружності зовнішньої пружини різко (з ударом) притискає колесо до дороги і одночасно дією на упорно-передаточний фланець розтягує внутрішню пружину, котра через вилчатий стакан м'яко підкидає уверх кузов автомобіля. Услід за цим кузов під дією своєї ваги опускається, намагаючись зайняти колишнє положення, і знову деформує спочатку зовнішню пружину, яка працює на стиснення, а потім внутрішню пружину, більш жорстку, яка працює на розтягування (патент України на винахід № 68684, публ. 16.08.2004, бюл. № 8). Проте варто зазначити, що незважаючи на те, що зазначений винахід збільшує плавність ходу автомобіля та покращує його поперечну стійкість, та при наїзді колеса на перепону кузов одержує коливання, змушуючи корпус авто здійснити декілька вертикальних розмахів. Тобто, така підвіска забезпечує більш комфортний рух машини, однак не мінімізує погашення коливань при перешкодах. Відома задня підвіска коліс транспортного засобу, що містить два подовжні важелі з колесами, оснащені стійками та з одного боку шарнірно з'єднані з нижньою частиною корпусу, а з іншого боку шарнірно через стійки - з кінцями рівноплечого коромисла, та два амортизатори в зборі з пружинами, яка відрізняється тим, що між подовжніми важелями з колесами на одній поперечній осі з ними встановлений центральний подовжній важіль, з одного боку шарнірно з'єднаний з нижньою частиною корпусу, а з другого боку шарнірно через амортизатори в зборі з пружинами - з верхньою частиною корпусу, при цьому до центрального подовжнього важеля шарнірно прикріплене рівноплече коромисло в центральній своїй частині. При підніманні одного з коліс транспортного засобу в разі прямого руху при подоланні нерівностей дорожнього покриття або при його русі по дорозі зі значним бічним нахилом відбувається одночасне піднімання відповідного важеля із закріпленою на ньому стійкою. Створюється зусилля, що давить вгору на одне з плечей рівноплечого коромисла, що гойдається, та яке шарнірно прикріплене в центральній своїй частині до центрального подовжнього важеля. Коромисло приходить у рух, а саме провертається на деякий кут відносно центрального подовжнього важеля, передаючи зусилля на інше плече коромисла, натискаючи вниз на другу стійку, опускаючи її, притискуючи через важіль до дорожнього покриття інше колесо. При цьому удари коліс передаються корпусу у пом'якшеному стані за рахунок того, що амортизатори в зборі з пружинами гасять коливання кузова та коліс (патент України на корисну модель № 99681, публ. 25.06.2015, бюл. № 12). Недоліками зазначеної моделі є сфера її застосування, оскільки призначена для використання переважно в триколісних і чотириколісних засобах пересування (трициклах, квадроциклах, автомобілях) і абсолютно не придатна для будування та подальшої експлуатації у великих машинах, призначених для використання у промислових цілях. Відома підвіска автомобіля, що містить додаткову масу, приєднану на пружному елементі до непідресореної маси автомобіля, яка відрізняється тим, що оснащена трикомпонентними компактними динамічними гасниками коливань, кожен з яких містить вібропоглинаючий інерційний елемент - балку, до якої приєднана додаткова маса, балка виготовлена у вигляді 0 UA 107795 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 криволінійного стрижня з можливістю зміни форми, геометричних параметрів і механічних властивостей. Підвіска працює наступним чином. До амортизованого об'єкта - трубчастого елемента підвіски - приєднана обойма затиснення через вузли затиснення обойми. Через вузли затиснення стержнів динамічного гасника коливань (ДГК) приєднані криволінійні стержні (пружні елементи ДГК). До стержнів приєднана інерційна маса основного динамічного гасника коливань. Через пружні елементи додаткових ДГК, приєднані інерційні маси додаткових ДГК, динамічний гасник коливань працює наступним чином. Коливання амортизованого об'єкта (автомобіля) трубчастого елемента підвіски - викликають переміщення обойм, які передаються на маси, що спричинює їх коливання. Налаштування робочої частоти динамічного гасника коливань на резонансну частоту коливань амортизованого об'єкта здійснюється шляхом підбору форми, геометричних параметрів і механічних властивостей стержнів та мас. Це дозволяє забезпечити плавне регулювання об'ємних демпфуючих властивостей динамічного гасника коливань. Таким чином, розроблений динамічний гасник коливань забезпечує ефективне регульоване за робочою частотою об'ємне динамічне гасіння (демпфування) коливань непідресорених мас автомобіля. Тим самим зменшується як вібрація, так і шум у салоні автомобіля (патент України на корисну модель № 85699, публ. 25.11.2013, бюл. № 22). Відома підвіска автомобіля, що містить закріплені на рамі передню і задню опори та листову ресору. Передній кінець ресори закріплений шарнірно у передній опорі, а задній кінець установлений у задній опорі з можливістю одночасного поздовжнього та кутового переміщення. При цьому задня опора має кронштейн з поздовжніми симетрично розміщеними стінками, які охоплюють задній кінець ресори, опорну втулку і опорний елемент. Опорна втулка закріплена на поздовжніх стінках кронштейна. Опорний елемент розміщений у кронштейні між поздовжніх стінок. Задній кінець листової ресори контактує з опорною втулкою і опорним елементом, при цьому контактуюча з ресорою поверхня опорного елемента виконана криволінійною. Опорний елемент являє собою зносостійку накладку, жорстко закріплену на кронштейні. При статичних або динамічних навантаженнях відбувається переміщення заднього кінця ресори, викликане змінюванням прогину ресори. При цьому задній кінець ресори ковзає по криволінійній поверхні опорного елемента. Недоліком відомої підвіски є те, що при ковзанні кінця ресори по поверхні опорного елемента збільшуються напруження у корінному, більш навантаженому листі ресори, викликані дією тертя-ковзання, і, як наслідок, збільшується жорсткість ресори. Внаслідок підвищеної жорсткості ресори при наїзді на нерівності, динамічні навантаження від колеса передаються на раму автомобіля і далі сприймаються другими вузлами, так як така ресора недостатньо гасить ці коливання. Це знижує ергономічні характеристики автомобіля, а також приводить до ослаблення кріпильних з'єднань у вузлах і агрегатах. Крім того, ковзання кінця ресори по поверхні опорного елемента приводить до їх інтенсивного зносу, внаслідок чого необхідна часта зміна опорного елемента і використання змінних накладок зі зміцненої сталі на кінці корінного листа ресор. Крім того, при роботі інших відомих підвісок рухливий важіль колеса (поздовжній, поперечний, комбінований) пов'язаний з кузовом, (рамою) безпосередньо або через балку, підрамник, за допомогою сайлентблоків та пружини (ресори) з амортизатором, що передає вібрацію і коливання на транспортний засіб від колеса при проходженні різких перепадів висоти поверхні переміщення. Пружина (ресора) і амортизатор не справляються з різким підняттям або опусканням важеля підвіски. Це пов'язано в основному з інертністю амортизатора, призначеного для гасіння коливань пружини. СУТЬ КОРИСНОЇ МОДЕЛІ В основу корисної моделі поставлена задача усунення вищевказаних недоліків та вдосконалення підвіски, яка під час та після проходження перепони дозволить максимально зменшити коливання кузова автомобіля. Поставлена задача вирішується тим, що заявлено залежну підвіску автомобіля, що складається з пружинних, гасильних та напрямних елементів, зокрема з балки, важеля балки, важеля колеса, пружини важеля колеса, пружини важеля балки, сайлентблоків важеля колеса, сайлентблоків важеля балки, чашок пружини, яка відрізняється тим, що містить багатоважільну систему з незалежними один від одного важелями коліс та важелями балки, де важелі коліс шарнірно поєднані з балкою автомобіля і з'єднані пружинним елементом, а важіль балки автомобіля шарнірно поєднано з корпусом та з'єднано іншим пружинним елементом, при цьому важелі коліс, важелі балки та пружині елементи незалежні один від одного. Новим в заявленій корисній моделі є те, що важіль колеса після перетину перешкоди передає коливання не на кузов автомобіля, а на інший незалежний від нього важіль з незалежною пружиною - ресорою, що дозволяє гасити коливання та вібрації, які передаються 1 UA 107795 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 кузову. Обидва важелі працюють абсолютно самостійно та незалежно один від одного. Застосування визначеного механізму надає можливість гасити коливання кузова (рами) без використання амортизаторів, оскільки виникають резонансні коливання між такими незалежними пружинами. Проте, варто зазначити, що при використанні амортизаторів, гасіння коливань відбуватиметься вдвічі швидше, ніж при роботі вже відомих видів підвісок, так як величина коливання розподіляється на два незалежних важелі одного колеса, на дві пружини та на два амортизатори. Використання такої підвіски дозволяє долати різного роду перешкоди в два рази комфортніше, на відміну від аналогів заявленої моделі, оскільки, відбувається розподіл величини ходу колеса автомобіля на два важелі з незалежними пружинами ресорами та амортизаторами, так як величина ходу амортизатора обмежується конструктивними параметрами. Корисна модель, що заявляється, зводить до мінімуму передачу вібрацій, поштовхів та коливань на транспортний засіб від колеса при проходженні різких перепадів висоти, будь-яких перешкод, які трапляються на шляху руху автомобіля. Така багатоважільна підвіска з незалежними важелями розрахована на різкі підйоми та опускання важеля підвіски. ПЕРЕЛІК КРЕСЛЕНЬ На Фіг. 1 зображено конструкцію підвіски збоку. На Фіг. 2 зображено конструкцію підвіски спереду. На Фіг. 3 конструкцію підвіски в дії, зокрема схематично відтворено роботу підвіски під час подолання перешкоди. ДЕТАЛЬНИЙ ОПИС КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Залежна підвіска автомобіля з незалежними важелями складається з пружини важеля колеса 1, пружини важеля балки 2, балки 3, важеля балки 4, важеля колеса 5, шарнірних з'єднань 6 та рами 7 Принцип роботи заявленої моделі наступний. При наїзді автомобіля на перешкоду, колесо піднімається вверх, під впливом важеля 5 стискає пружину 1, яка тисне на балку 3, яка, у свою чергу, стискає пружини 2 і при цьому відхиляється від горизонталі під кутом q. Перш ніж під дією пружини 2 рама автомобіля 9 почне відхилятися від горизонталі, розтискаються стиснені пружини 1 та 2 та повертають балку 3 у горизонтальне положення, що знижує крен рами (кузова). Під час та після перетину перешкоди або протягом часу руху автомобіля на бездоріжжі важіль передає коливання на другий важіль з незалежною пружиною (ресорою). Робота важелів та пружин повною мірою незалежна один від одного. Застосування такої конструкції підвіски, зокрема у машинах, що використовуються для самохідного обприскування сільськогосподарських культур, забезпечує гасіння коливань кузова (рами) автомобіля без використання амортизаторів, так як виникають резонансні коливання між зазначеними незалежними пружинами. Застосування амортизаторів у заявленому механізмі автомобільної підвіски гарантуватиме гасіння коливань, що йдуть від перешкоди до кузова, вдвічі швидше, ніж при роботі вже відомих видів підвісок. Пов'язано це з тим, що величина коливання перерозподілятиметься на два незалежних важелі одного колеса, на дві незалежні пружини та на два амортизатори. Залежна підвіска автомобіля з незалежними важелями максимально мінімізує передачу вібрацій, поштовхів та коливань, що виникають при подоланні нерівностей дорожнього покриття, на транспортний засіб від колеса при проходженні різких перепадів висоти, будь-яких перешкод, які трапляються на шляху руху автомобіля. Конструкція моделі, що заявляється, розрахована на різкі підйоми та опускання важеля підвіски, при цьому якнайбільше гасить коливання, що передаються на транспортний засіб. Модель залежної підвіски автомобіля з незалежними важелями, що заявляється, може бути виготовлена на відомому устаткуванні і з використанням відомих матеріалів і засобів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Залежна підвіска автомобіля, що складається з пружинних, гасильних та напрямних елементів, яка відрізняється тим, що містить багатоважільну систему з незалежними один від одного важелями коліс та важелями балки, де важелі коліс шарнірно поєднані з балкою автомобіля і з'єднані пружинним елементом, а важіль балки автомобіля шарнірно поєднано з корпусом та з'єднано іншим пружинним елементом, причому важелі коліс, важелі балки та пружині елементи незалежні один від одного. 2 UA 107795 U 3 UA 107795 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4