Задня підвіска коліс транспортного засобу

Реферат: Винахід може бути використаний в галузі транспортного машинобудування для триколісних і чотириколісних засобів пересування. Задня підвіска коліс транспортного засобу включає два подовжні важелі з колесами, з'єднані циліндричними шарнірами з нижньою частиною корпусу та кульковими шарнірами з кінцями рівноплечого коромисла, між якими на одній поперечній осі встановлений центральний подовжній важіль, до якого шарнірно прикріплене рівноплече коромисло центральною його частиною, з'єднаний за допомогою циліндричного шарніра з нижньою частиною корпусу та через амортизаційно-пружинний механізм з верхньою частиною корпусу. Новим є те, що підвіска оснащена механізмом блокування всіх важелів між собою, що включає елементи фіксації, з'єднані з важелями, на бокових частинах рівноплечого коромисла встановлені щонайменше по одному елементу в вигляді циліндричних шарнірів, які розділяють бокові частини коромисла на сегменти з можливістю зміни їх кутового положення відносно один одного, та кінцеві телескопічні елементи. Також новим є те, що елементи фіксації механізму блокування всіх важелів між собою встановлені між важелями та прикріплені до них в місцях, протилежних кріпленню важелів до корпусу. Забезпечення компактності пристрою із зменшенням кількості конструктивних елементів та зв'язків між ними, високої стійкості та плавності ходу транспортного засобу, що підвищує надійність та комфортність транспортного засобу при його використанні. UA 110878 C2 (12) UA 110878 C2 UA 110878 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до області транспортного машинобудування і призначений для використання переважно в триколісних і чотириколісних засобах пересування (трициклах, квадроциклах, автомобілях). Підвіскою транспортного засобу є сукупність деталей, що забезпечують пружний зв'язок між корпусом (рамою) і його колесами, зменшення динамічних навантажень на кузов і колеса і загасання їх коливань, а також регулювання положення кузова під час руху та у статичному стані. Підвіска, будучи проміжною ланкою між корпусом транспортного засобу і дорогою, повинна забезпечувати максимальну безпеку руху (протидіяти перекиданню транспортного засобу, тобто мати достатню стійкість), прохідність (здатність долати різні перешкоди) і плавність ходу, що визначає комфортність їзди. Відома задня незалежна підвіска коліс транспортного засобу, яка використовується у трициклі CLEVER (Compact Low Emission Vehicle for Urban Transport), що розроблений групою німецьких вчених Технологічного Університету Берліна. Відома підвіска трициклу (одне переднє й два задніх колеса) забезпечує при нахилі корпусу рух задніх коліс уздовж корпусу на подовжніх важелях уверх та вниз. Нахил корпусу при здоланні крутих віражів, підняття коліс при наїзді на перешкоди на дорозі та фіксація коліс на зупинках здійснюється за допомогою гідроприводів, що керуються автоматикою. Відома задня незалежна підвіска коліс транспортного засобу забезпечує пружний зв'язок корпусу трициклу CLEVER з мостами і колесами, достатньо плавний хід та стійкість, але є технічно навантаженою пристроями автоматики і гідравліки і, в зв'язку з цим, є дорогою та громіздкою, тобто не є компактною. Також відома задня незалежна підвіска коліс транспортного засобу, що приведена в патенті України на винахід №103564 [заявка № а201210690, дата подання заявки 12.09.2012р., індекс МПК9 B60G 3/00, B60G 21/00]. Відома задня незалежна підвіска коліс транспортного засобу має два подовжні важелі з колесами, які оснащені стійками амортизаторів в зборі з пружинами. З одного боку важелі з'єднані шарнірно з нижньою частиною корпусу, а з іншого – з верхньою частиною корпусу через шарнірно з'єднані стійки амортизаторів в зборі з пружинами і рівноплече коромисло, яке шарнірно закріплене на верхній частині корпусу в точці, розміщеній на його центральній подовжній осі. У відомій підвісці при підніманні одного з коліс транспортного засобу в разі подолання нерівностей дорожнього покриття або при його русі по дорозі зі значним бічним ухилом відбувається передача кінетичної енергії від колеса через важіль на стійку амортизатора в зборі з пружиною. Зусилля передається на одне з плечей шарнірно сполученого з ними коромисла, що гойдається, яке приходить в рух, а саме: провертається на деякий кут відносно корпусу, передаючи зусилля на інше плече коромисла, натискаючи вниз на другу стійку амортизатора в зборі з пружиною, опускаючи її, і притискуючи через важіль до дорожнього покриття колеса. Конструкція обумовлює одночасний взаємозв'язок коліс між собою, а також між колесами і корпусом транспортного засобу, що забезпечує вертикальний хід коліс, що необхідне для подолання значних перешкод при вертикальному положенні корпусу транспортного засобу відносно горизонту дорожнього покриття. Транспортний засіб таким чином амортизований за допомогою роботи стійок амортизаторів в зборі з пружинами, прикріплених до коромисла, яке у свою чергу прикріплено до корпусу за допомогою шарніра. Для надання відомій конструкції стійкості, що обов'язково має здійснюватися при вертикальному положенні корпусу транспортного засобу в русі або в статичному стані, можливе фіксування важелів або коромисла до корпусу. При фіксації важелів до корпусу, амортизаційні стійки відомої підвіски вимикаються з циклу пом'якшення ударів підвіски і удари безпосередньо передаються на корпус, що для зупинок і стоянок припустимо, але небажано при русі, бо виключається плавність ходу. При фіксації саме коромисла зберігається амортизація підвіски, але тоді транспортний засіб втрачає жорстку фіксацію у вертикальному положенні і матиме незначні коливання в сторони за рахунок роботи амортизаційних стійок, що так само небажано, зокрема при великій висоті транспортного засобу відносно його ширини, із за небезпеки його перекидання. За наявності у відомій підвісці стійок з амортизаторами, призначених для передавання зусиль від важелів з колесами на коромисло, які мають значну довжину, конструктивно підвіска виконана доволі габаритною, що негативно впливає на комфортність транспортного засобу при його використанні. Таким чином, відома задня незалежна підвіска коліс транспортного засобу є недостатньо надійною, оскільки не забезпечує йому одночасної високої плавності ходу та високої стійкості та конструктивно не є компактною. 1 UA 110878 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Найбільш близькою по технічній суті і технічному результату, що досягається, є задня підвіска коліс транспортного засобу, що приведена в заявці на отримання патенту України на винахід № a 2013 12071 [дата подання заявки 15.10.2013 р., МПК9 B60G 3/00, B60G 21/00]. Відома задня підвіска коліс транспортного засобу має два подовжні важелі з колесами, з'єднані циліндричними шарнірами з нижньою частиною корпусу та кульковими шарнірами через стійки з кінцями рівноплечого коромисла, між якими на одній поперечній осі встановлений центральний подовжній важіль, до якого шарнірно прикріплене рівноплече коромисло центральною його частиною, який з'єднаний з одного боку за допомогою циліндричного шарніра з нижньою частиною корпусу, а з другого боку - через амортизаційно-пружинний механізм до верхньої частини корпусу. Амортизаційно-пружинний механізм відомого пристрою поданий двома амортизаторами в зборі з пружинами. Забезпечення плавності ходу транспортного засобу основане на перетворенні енергії удару при наїзді на нерівність в переміщення пружного елемента підвіски, внаслідок чого сила удару, що передається на корпус, зменшується і плавність ходу зростає. Конструктивне виконання відомої задньої підвіски коліс транспортного засобу дозволяє за допомогою середнього важеля амортизувати і пом'якшувати удари від важелів з колесами, одночасно надаючи свободу кожному важелю переміщатися вгору і вниз відносно корпусу, дозволяючи транспортному засобу нахилятися при русі по нерівних поверхнях та в поворотах. При русі по прямій або на стоянках у разі можливої фіксації або блокуванні усіх трьох важелів між собою, важелі будуть працювати як єдиний маятниковий важіль, що амортизує і пом'якшує удари коліс та не дозволяє нахилятися корпусу в сторони, зберігаючи стійкість транспортного засобу, що дозволить йому надійно рухатися у прямому русі на невеликих швидкостях. Конструктивне виконання відомої підвіски, що обумовлене наявністю великої кількості елементів та їх розташуванням, займає доволі великий простір. Це зменшує робочий простір транспортного засобу, що є недоліком. Таким чином, відома підвіска забезпечує достатню надійність транспортного засобу за рахунок досягнення плавності руху транспортного засобу з можливістю підвищення його стійкості, але конструктивно виконана із багатьма елементами та зв'язками між ними та не є компактною. В основу винаходу поставлено задачу створення задньої підвіски коліс транспортного засобу, в якій шляхом введення нових елементів, нового виконання елементів і нових зв'язків між елементами забезпечується жорсткість транспортного засобу (стійкість конструкції без коливань корпусу) прирусі по прямій та в статичному стані з вертикальним положенням корпусу, плавність ходу без вібрацій (пружний зв'язок між колесами транспортного засобу та його корпусом) при досягненні компактності конструкції підвіски та в цілому всього транспортного засобу із зменшенням кількості елементів та зв'язків, що підвищує комфортність і надійність транспортного засобу при його використанні. Задача, що ставиться, вирішується тим, що в задній підвісці коліс транспортного засобу, що включає два подовжні важелі з колесами, з'єднані циліндричними шарнірами з нижньою частиною корпусу та кульковими шарнірами з кінцями рівноплечого коромисла, між якими на одній поперечній осі встановлений центральний подовжній важіль, до якого шарнірно прикріплене рівноплече коромисло центральною його частиною, з'єднаний за допомогою циліндричного шарніра з нижньою частиною корпусу та через амортизаційно-пружинний механізм з верхньою частиною корпусу, новим є те, що підвіска оснащена механізмом блокування всіх важелів між собою, що включає елементи фіксації, з'єднані з важелями, на бокових частинах рівноплечого коромисла встановлені щонайменше по одному елементу в вигляді циліндричних шарнірів, які розділяють бокові частини коромисла на сегменти з можливістю зміни їх кутового положення відносно один одного, та кінцеві телескопічні елементи. Також новим є те, що елементи фіксації механізму блокування всіх важелів між собою встановлені між важелями та прикріплені до них в місцях, протилежних кріпленню важелів до корпусу. Між сукупністю суттєвих ознак винаходу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Одночасне оснащення підвіски механізмом блокування всіх важелів між собою, що включає елементи фіксації, з'єднані з важелями, встановлення їх між важелями та прикріплення їх до важелів в місцях, протилежних кріпленню щонайменше по одному елементу в вигляді циліндричних шарнірів, які розділяють бокові частини коромисла на сегменти з можливістю зміни їх кутового положення відносно один одного, та кінцевих телескопічних елементів, у сукупності суттєвих ознак забезпечує компактність пристрою із зменшенням кількості 2 UA 110878 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 конструктивних елементів та зв'язків між ними, високу стійкість та плавність ходу транспортного засобу, що підвищує надійність та комфортність транспортного засобу при його використанні. Це пояснюється наступним. Робота підвіски полягає в перетворенні енергії удару при наїзді на нерівність в переміщенні пружного елемента підвіски, внаслідок чого сила удару, що передається на корпус, зменшується і плавність ходу зростає. Конструктивне виконання задньої підвіски коліс транспортного засобу дозволяє за допомогою середнього важеля (за рахунок амортизаційнопружинного механізму), амортизувати і пом'якшувати удари від важелів з колесами. При цьому вільне переміщення важелів з колесами вгору і вниз відносно корпусу забезпечується за рахунок переміщення коромисла та можливості зміни відстані від центра коромисла до шарнірного кріплення на ньому бокових важелів при переміщенні бокових важелів відносно центрального важеля, на якому закріплене коромисло. Ця можливість забезпечується оснащенням бокових частин рівноплечого коромисла кінцевими телескопічними елементами. Це дозволяє корпусу транспортного засобу нахилятися при русі по нерівних поверхнях та в поворотах. Зважаючи на те, що при переміщенні важелів з колесами вгору і вниз виникає момент, що вигинає коромисло у горизонтальній площині, для запобігання його зламу на бокових частинах рівноплечого коромисла встановлено щонайменше по одному елементу в вигляді циліндричних шарнірів, які розділяють бокові частини коромисла на сегменти з можливістю зміни їх кутового положення відносно один одного. Це дозволяє трохи розвертати кінцівки коромисла у горизонтальній площині, нейтралізуючи сили вигину коромисла, запобігаючи негативним наслідкам. Оснащення підвіски механізмом блокування всіх важелів між собою, що включає елементи фіксації, що з'єднані з важелями, встановлення елементів фіксації між важелями та прикріплення їх до важелів в місцях, протилежних кріпленню важелів до корпусу, дозволяє працювати важелям як єдиний маятниковий важіль, забезпечуючи передачу зусиль від коліс з бокових подовжніх важелів на центральний подовжній важіль, усуваючи коромисло, передаючи зусилля далі на корпус через амортизаційно-пружинний механізм. Це амортизує і пом'якшує удари коліс та не дозволяє нахилятися в сторони, зберігаючи стійкість транспортного засобу при русі по прямій або на стоянках. Винахід пояснюється приведеними кресленнями, де фіг. 1 – схематичне зображення задньої підвіски коліс транспортного засобу, фіг. 2 – схематичне зображення задньої підвіски коліс транспортного засобу при нахилі корпусу, де фіг. 3 – схематичне зображення коромисла задньої підвіски коліс транспортного засобу. Подовжні важелі 1 задньої підвіски коліс 2 транспортного засобу з'єднані циліндричними шарнірами (на кресленнях не вказано) з нижньою частиною корпусу 3 та кульковими шарнірами 4 з кінцями рівноплечого коромисла 5. Між подовжніми важелями 1 на одній поперечній осі встановлений центральний подовжній важіль 6, до якого шарнірно прикріплене рівноплече коромисло 5 центральною його частиною. На бокових частинах рівноплечого коромисла встановлені щонайменше по одному елементу 7 в вигляді циліндричних шарнірів, які розділяють бокові частини на сегменти 8 з можливістю зміни їх положення відносно один одного, та на кінцях коромисла встановлені кінцеві телескопічні елементи 9, які шарнірно (за допомогою кулькових шарнірів) з'єднані з подовжніми важелями 1. Центральний подовжній важіль 6 з'єднаний за допомогою циліндричного шарніра (на кресленнях не вказано) з нижньою частиною корпусу 3 та через амортизаційно-пружинний механізм 10 (у вигляді амортизатора у зборі з пружиною) з верхньою частиною корпусу 3. Підвіска оснащена механізмом 11 блокування всіх важелів між собою, встановленим на кінцях важелів 1 та важеля 6 в місцях, протилежних їх кріпленню до корпусу 3. Механізм 11 блокування всіх важелів між собою може бути виконаний у вигляді вузла гальмівних циліндрів 12 з колодками, встановлених на центральному подовжньому важелі 6, і тормозних дисків 13, встановлених на кінцях подовжніх важелів 1. Задня підвіска коліс транспортного засобу працює таким чином. При підніманні одного з коліс 2 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 1. Створюється зусилля, що передається через кульковий шарнір 4 на одне з плечей рівноплечого коромисла 5, який шарнірно центральною частиною з'єднаний з центральним подовжнім важелем 6. Коромисло 5 приходить у рух, а саме провертається на деякий кут відносно центрального подовжнього важеля 6, передаючи зусилля через на інше плече коромисла 5, змушуючи важелі 1 рухатися відносно один до одного в протилежний бік, притискуючи через кульковий шарнір 4 важіль 1 до дорожнього покриття інше колесо 2. При цьому удари коліс 2 передаються корпусу 3 у 3 UA 110878 C2 5 10 15 20 25 30 пом'якшеному стані за рахунок того, що амортизаційно-пружинний механізм 10 гасить коливання кузова 3 та коліс 2. Вільне переміщення важелів 1 з колесами 2 вгору і вниз відносно корпусу забезпечується за рахунок можливості зміни відстані від центра коромисла 5 до кулькового шарніра 4 кріплення на ньому важелів 1 при переміщенні їх відносно центрального подовжнього важеля 6, на якому шарнірно закріплене коромисло 5. Це забезпечується роботою кінцевих телескопічних елементів 9 бокових частин рівноплечого коромисла 5, які при необхідності висуваються та засуваються на потрібну довжину та змінюють довжину коромисла 5 у процесі руху транспортного засобу. Це дозволяє корпусу транспортного засобу нахилятися при русі по нерівних поверхнях та в поворотах. При цьому елементи в вигляді циліндричних шарнірів 7, які розділяють бокові частини коромисла 5 на сегменти 8, запобігають утворенню його руйнуючого згину при дії важелів 1, дозволяючи змінювати кутове положення сегментів 8 відносно один одного. При русі по прямій або на стоянках для усунення нахилу транспортного засобу використовується механізмі 11 блокування всіх важелів між собою. При включеному механізмі 11 блокування за рахунок взаємодії гальмівних циліндрів 12 з колодками і тормозних дисків 13 всі важелі блокуються між собою і підвіска працює як єдине ціле, тобто зусилля від коліс 2 передаються від важелів 1 на центральний подовжній важіль 6 за допомогою механізму 11 блокування, оминувши коромисло 5. Зусилля з центрального подовжнього важеля 6 передається на корпус 3 через амортизаційно-пружинний механізм 10. Задня підвіска коліс транспортного засобу, що заявляється, може бути виготовлена на відомому устаткуванні і з використанням відомих матеріалів і засобів, що підтверджує промислову придатність об'єкта. Відповідно до винаходу був виготовлений дослідний зразок триколісного транспортного засобу (трициклу). За основу узяті комплектуючі підвіски автомобіля ЗАЗ-968М. Випробування дослідного зразка показали хороші показники по прохідності нерівностей дорожнього покриття (заввишки до 60 см), стійкості (відсутність перекидання при кутах схилу до 50°-53°) та плавності ходу без навіть незначних різких переходів при русі по прямій з вертикальним положенням корпусу при зафіксованих важелях. При цьому ці високі показники роботи транспортного засобу досягненні при використанні заявленої підвіски, яка має доволі малу робочу зону 40 - 60 см при висоті трициклу 150 см – робочий простір транспортного засобу зменшився на 33 %. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 1. Задня підвіска коліс транспортного засобу, що включає два подовжні важелі з колесами, з'єднані циліндричними шарнірами з нижньою частиною корпусу та кульковими шарнірами з кінцями рівноплечого коромисла, між якими на одній поперечній осі встановлений центральний подовжній важіль, до якого шарнірно прикріплене рівноплече коромисло центральною його частиною, з'єднаний за допомогою циліндричного шарніра з нижньою частиною корпусу та через амортизаційно-пружинний механізм з верхньою частиною корпусу, яка відрізняється тим, що підвіска оснащена механізмом блокування всіх важелів між собою, що включає елементи фіксації, з'єднані з важелями, на бокових частинах рівноплечого коромисла встановлені щонайменше по одному елементу в вигляді циліндричних шарнірів, які розділяють бокові частини коромисла на сегменти з можливістю зміни їх кутового положення відносно один одного, та кінцеві телескопічні елементи. 2. Задня підвіска коліс транспортного засобу за п. 1, яка відрізняється тим, що елементи фіксації механізму блокування всіх важелів між собою встановлені між важелями та прикріплені до них в місцях, протилежних кріпленню важелів до корпусу. 4 UA 110878 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5