Підвіска транспортного засобу “afw-3″

Реферат: Підвіска транспортного засобу містить горизонтально розташовану раму, кермовий механізм, чотири однакових важелі коліс, кожний з яких призначений для з'єднання з одного боку з маточиною відповідного колеса, а другим - через підшипниковий вузол, прикріплений до рами, сполучений із з'єднувальним пристроєм, встановленим з можливістю його вільного обертання. З'єднувальні пристрої утворюють, відповідно, передній та задній мости підвіски, осі з'єднувальних пристроїв обох мостів встановлені паралельно, а важелі коліс одного моста встановлені паралельно. Кожний з'єднувальний пристрій підвіски виконаний у вигляді еластичної муфти або гумово-джгутового торсіона. Кожний міст підвіски забезпечений механізмом зміни напрямку обертання, що з'єднаний через відповідні з'єднувальні пристрої - з важелями коліс, корпус якого прикріплений до рами транспортного засобу, а мости з'єднані між собою поздовжньою тягою зв'язку. Важелі коліс прикріплені до рами через обгумовані підшипникові вузли і розташовані у горизонтальній площині. При цьому передні лівий і правий орієнтовані вперед за напрямком руху, задній правий і лівий - назад, або навпаки - передній лівий і правий - назад за напрямком руху, а задній правий і лівий - вперед, або передній лівий і правий та задній правий і лівий - назад, і встановлені з можливістю розташування правого і лівого коліс одного моста на одній осі. На кожній осі важелів коліс встановлений важіль зв'язку, який утворює кут 90°30° з важелем відповідного колеса, важелі зв'язку паралельні і орієнтовані однаково - або вверх, або вниз - залежно від призначення підвіски і з'єднані між собою поздовжньою тягою для синхронного обертання осей важелів коліс. UA 108091 U (12) UA 108091 U UA 108091 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до конструктивних елементів транспортних засобів, а більш конкретно, до конструкції підвіски як для традиційних автомобілів, так і для спеціальних транспортних засобів підвищеної комфортності, серед яких карети швидкої допомоги, дитячі коляски та інвалідні візки. Пропонована підвіска при використанні для наземного транспорту забезпечує можливість регулювання кліренсу залежно від стану дорожнього полотна та швидкості руху транспортного засобу. AFW - абревіатура від слогану: "always on four wheels", який можна перекласти з англійської як "завжди на чотирьох колесах". Кліренс або дорожній просвіт - це відстань від поверхні землі до найнижчої точки центральної частини наземного транспортного засобу. Від значення кліренсу залежить керованість транспортного засобу в умовах визначеної швидкості руху та стану дорожнього полотна. Підвіска автомобіля або система підресорювання - це сукупність деталей, вузлів і механізмів, які грають роль з'єднувальної ланки між кузовом транспортного засобу - автомобіля і дорогою. Найбільш близькою до пропонованої за кількістю суттєвих ознак є підвіска транспортного засобу, що містить горизонтально розташовану раму, кермовий механізм, чотири однакових важелі коліс, кожний з яких призначений для з'єднання з одного боку з маточиною відповідного колеса, а другим - через підшипниковий вузол, прикріплений до рами, сполучений із з'єднувальним пристроєм, встановленим з можливістю його вільного обертання, а з'єднувальні пристрої утворюють, відповідно, передній та задній мости підвіски, осі з'єднувальних пристроїв обох мостів встановлені паралельно, а важелі коліс одного моста встановлені паралельно [Патент на корисну модель № 92122, Україна, МПК (2014.01) B60G 99/00; B60G 21/00; Опубліковано: 25.07.2014, бюл. № 14]. Згадана конструкція забезпечує безперервне рівномірне розподілення ваги транспортного засобу на всі чотири колеса, завдяки підтриманню постійного значення коефіцієнта зчеплення з дорогою для всіх коліс, який, у випадку невеликої різниці висот суміжних ділянок дороги (до 1520 см), не залежить від кривизни дорожнього полотна, а також дає можливість здійснювати під час руху нахил кузова в напрямку повороту, що зменшує вірогідність заносів транспортного засобу. Але, описана підвіска не забезпечує потрібної прохідності, плавності та стійкості під час руху в умовах бездоріжжя. Це твердження базується на тому, що довжина важелів підвіски обмежена і залежить від величини колісної бази, а також через відмінності у траєкторіях руху коліс однієї осі, що може призводити до дестабілізації положення кузова при надлишковому крутному моменті. В основу корисної моделі поставлена задача створення такої підвіски транспортного засобу, яка б забезпечувала підвищену прохідність, плавність та стійкість під час руху в умовах бездоріжжя. Поставлена задача вирішується за рахунок застосування важелів коліс підвищеної довжини без зміни довжини колісної бази і можливості вибору оптимального взаємного орієнтування напрямків згаданих важелів залежно від призначення підвіски. Поставлена задача вирішується тим, що підвіска транспортного засобу, містить горизонтально розташовану раму, кермовий механізм, чотири однакових важелі коліс, кожний з яких призначений для з'єднання з одного боку з маточиною відповідного колеса, а другим через підшипниковий вузол, прикріплений до рами, сполучений із з'єднувальним пристроєм, встановленим з можливістю його вільного обертання, а з'єднувальні пристрої утворюють, відповідно, передній та задній мости підвіски, осі з'єднувальних пристроїв обох мостів встановлені паралельно, а важелі коліс одного моста встановлені паралельно, згідно з корисною моделлю, кожний з'єднувальний пристрій підвіски виконаний у вигляді еластичної муфти або гумово-джгутового торсіона, кожний міст підвіски забезпечений механізмом зміни напрямку обертання, що з'єднаний через відповідні з'єднувальні пристрої з важелями коліс, корпус якого прикріплений до рами транспортного засобу, а мости з'єднані між собою поздовжньою тягою зв'язку, важелі коліс прикріплені до рами через обгумовані підшипникові вузли і розташовані у горизонтальній площині, при цьому передні лівий і правий орієнтовані вперед за напрямком руху, задній правий і лівий - назад, або навпаки - передній лівий і правий назад за напрямком руху, а задній правий і лівий - вперед, або передній лівий і правий та задній правий і лівий - назад, і встановлені з можливістю розташування правого і лівого коліс одного моста на одній осі, на кожній осі важелів коліс встановлений важіль зв'язку, який утворює кут 90°+30° з важелем відповідного колеса, важелі зв'язку паралельні і орієнтовані однаково - або 1 UA 108091 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вверх, або вниз - залежно від призначення підвіски і з'єднані між собою поздовжньою тягою для синхронного обертання осей важелів коліс. Особливістю пропонованої підвіски є і те, що корпус механізму зміни напрямку обертання жорстко прикріплений до рами транспортного засобу. Ще одною особливістю пропонованої підвіски є і те, що корпус механізму зміни напрямку обертання прикріплений до рами з можливістю його обертання на осі моста для зміни кліренсу підвіски транспортного засобу. Також особливістю пропонованої підвіски є і те, що вона забезпечена системою управління, призначеною для зміни довжини поздовжньої тяги, що з'єднує важелі зв'язку і містить бортовий комп'ютер та датчики прискорення та нахилу рами, виходи яких підключені до відповідних входів комп'ютера, а вихід бортового комп'ютера підключений до рушія лінійного актуатора, що з'єднує вільні кінці поздовжньої тяги. Пропонована підвіска є багатоважільною торсіонною підвіскою, яка призначена для забезпечення поточного рівномірного розподілення ваги транспортного засобу на всі чотири органи руху, забезпечуючи постійне значення коефіцієнта зчеплення для всіх органів руху, яке не залежить від кривизни дорожнього полотна, має регульований кліренс. Підвіска може здійснювати нахили кузова під час руху вздовж схилу, при поворотах і на час виходу пасажирів. Пропонована конструкція укомплектована колісними важелями збільшеної довжини без зміни довжини колісної бази, що дозволяє відтворити однакові траєкторії обертання коліс однієї осі і завдяки чому підвищити прохідність, плавність та стійкість під час руху навіть в умовах бездоріжжя. Підвіска має три варіанти взаємного орієнтування напрямків важелів коліс і дозволяє вибрати їх оптимальне положення залежно від призначення підвіски. На кожній осі важелів коліс встановлений важіль зв'язку, який утворює кут 90°30° з важелем відповідного колеса, який є експериментально визначеним оптимальним значенням для роботи підвіски. Важелі коліс одної осі мають механічний зв'язок. Кожний з важелів через еластичну муфту або через гумово-джгутовий торсіон сполучений з шестерінчастим механізмом зміни напрямку обертання, що забезпечує рух одного з важелів коліс вверх, а другого - вниз. Кожний з'єднувальний пристрій підвіски виконаний у вигляді еластичної муфти або гумоводжгутового торсіона. Еластичні муфти можуть бути використані у транспортних засобах невеликої - до 1 тони - тонажності. Гумово-джгутові торсіони можуть бути ефективно використані при тонажності транспортного засобу, що перевищує 5 тон. Для зміни кліренсу корпус кожного шестерінчастого механізму зміни напрямку обертання сполучений з додатковий важелем зв'язку і лінійним актуатором. Лінійний актуатор встановлений між додатковим важелем і рамою, що надає можливість повертати корпус шестерінчастого механізму зміни напрямку обертання. Синхронна і однакова зміна довжини лінійних актуаторів збільшує або зменшує кліренс підвіски. При цьому довжина поздовжньої тяги пропорційно і синхронно змінюється, що забезпечує збереження початкового стану налаштовування підвіски. Пропонована підвіска транспортного засобу забезпечена традиційним кермовим механізмом і способом з'єднання трансмісії з ведучими колесами. Підвіска, для посилення, може бути виконана за принципом паралелограма шляхом її доповнення додатковим важелем. На підвісці для кожного колеса можуть бути встановлені амортизатори. Суть пропонованої конструкції пояснюється за допомогою графічних матеріалів. На Фіг. 1 показана кінематична схема підвіски. На Фіг. 2, 4, 6 - показані варіанти взаємного орієнтування важелів коліс. На Фіг. 3, 5, 7 - показані кінематичні схеми підвіски для різних варіантів взаємного орієнтування важелів коліс. На Фіг. 8 показана робота підвіски при нахилі кузова. На Фіг. 9 показана робота підвіски при зміні кліренсу кузова. На Фіг. 10 показана робота підвіски при подоланні складних перешкод. Пропонована підвіска транспортного засобу містить горизонтально розташовану раму 1 із закріпленими на ній обгумованими підшипниковими вузлами 2, чотири однакових важелі 3 коліс, з'єднаних через еластичні муфти 4 із шестерінчастим механізмом зміни напрямку обертання 5, важелів зв'язку 6 і 7, лінійних актуаторів зміни кліренсу 8, поздовжньої тяги 9 та коліс 10. Поздовжня тяга 9 обладнана механізмом зміни її довжини - лінійним актуатором 11. Підвіска забезпечена також традиційним кермовим механізмом /не показано/, системою управління /не показано/, призначеною для зміни довжини поздовжньої тяги 9, що з'єднує важелі зв'язку 6 та 7 і містить бортовий комп'ютер та датчики швидкості, положення керма, а 2 UA 108091 U 5 10 15 20 25 30 35 40 також прискорення та нахилу рами /не показано/. Виходи датчиків швидкості, положення керма, а також прискорення та нахилу рами підключені до відповідних входів комп'ютера, а вихід бортового комп'ютера підключений до рушія лінійного актуатора /не показано/, що з'єднує вільні кінці поздовжньої тяги 9. Як бортовий комп'ютер може бути застосований звичайний промисловий контролер, забезпечений відповідним програмним статком. Пропонована підвіска транспортного засобу працює так. Попередньо для правильної роботи підвіски під час її складання довжину поздовжньої тяги 9 виставляють такою, щоб важелі 3 коліс переднього і заднього мостів зайняли горизонтальне положення. Під дією сил гравітації підвіска транспортного засобу самовстановлюється та рівномірно розподіляє свою вагу по чотирьох колесах 10 - по чотирьох точках опори. Важелі 3 коліс (Фіг. 1, 3, 4, 5, 6) здатні вільно обертатися під час руху, завдяки обгумованим підшипниковим вузлам 2. При наїзді колеса 10 одного моста на перешкоду змінюється положення важелів зв'язку 6, сполучених з поздовжньою тягою 9 і змінюється просторове положення рами 1. При проходженні повороту або під час руху вздовж схилу датчик швидкості, положення керма, нахилу рами та датчик прискорення передають інформацію про кут нахилу до бортового комп'ютера, який відповідно змінює за допомогою лінійного актуатора 11 довжину поздовжньої тяги 9 і під дією сил гравітації підвіска транспортного засобу самовстановлюється та рівномірно розподіляє свою вагу по чотирьох колесах 10. При цьому рама 1 займає положення усередненої площини для чотирьох точок дотику дороги колесами 10. Авторами експериментально встановлено, що працездатність підвіски зберігається, якщо найбільший перепад висот встановлення коліс 10 складає не більше 0,7 від суми довжин важелів 3. Дрібні перешкоди підвіска долає за рахунок застосування еластичних муфт 4 з малим - 1° - 5° кутом скручування. Вказана підвіска, окрім того, дозволяє при повороті здійснити нахил кузова в сторону повороту для запобігання знесенню. Так, змінюючи довжину тяги 9, можна нахилити раму 1 з кузовом транспортного засобу вправо чи вліво (Фіг. 8) для забезпечення дотикання поверхні дороги (землі) при русі вздовж схилу, або при проходженні поворотів, або при посадці-висадці пасажирів. Нахил здійснюється механізмом зміни довжини поздовжньої тяги 9 - лінійним актуатором 11, рушій якого з'єднаний з відповідним виходом бортового комп'ютера. Синхронна і однакова зміна довжини лінійних актуаторів 8, а також лінійного актуатора 11 змінює взаємне положення важелів 7, 3 і рами 1, що відповідно, збільшує або зменшує кліренс підвіски (Фіг. 9). Для збільшення кліренсу і висоти перешкод, що має долати транспортний засіб, збільшують довжину важелів 3 без зміни довжини колісної бази. Підвіска має три варіанти взаємного орієнтування напрямків важелів 3 коліс і дозволяє вибрати їх оптимальне положення залежно від призначення підвіски (Фіг. 2, 4, 6). Пропонована підвіска транспортного засобу може бути використана в каретах швидкої медичної допомоги, в дитячих колясках та інвалідних візках, забезпечуючи підвищену комфортність, вона має високу надійність, оскільки прокол камери одного колеса 10 під час руху транспортного засобу, практично, не впливає на керованість - транспортний засіб завжди залишається на чотирьох колесах 10, які опираються на дорогу (ґрунт). Обпирання на дорогу (ґрунт) одночасно всіма чотирма колесами 10 з рівномірним розподіленням ваги транспортного засобу досягається без пружних елементів, а лише за рахунок сил гравітації і кінематичного зв'язку конструктивних елементів підвіски між собою. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 1. Підвіска транспортного засобу, що містить горизонтально розташовану раму, кермовий механізм, чотири однакових важелі коліс, кожний з яких призначений для з'єднання з одного боку з маточиною відповідного колеса, а другим - через підшипниковий вузол, прикріплений до рами, сполучений із з'єднувальним пристроєм, встановленим з можливістю його вільного обертання, а з'єднувальні пристрої утворюють, відповідно, передній та задній мости підвіски, осі з'єднувальних пристроїв обох мостів встановлені паралельно, а важелі коліс одного моста встановлені паралельно, яка відрізняється тим, що кожний з'єднувальний пристрій підвіски виконаний у вигляді еластичної муфти або гумово-джгутового торсіона, кожний міст підвіски забезпечений механізмом зміни напрямку обертання, що з'єднаний через відповідні з'єднувальні пристрої з важелями коліс, корпус якого прикріплений до рами транспортного засобу, а мости з'єднані між собою поздовжньою тягою зв'язку, важелі коліс прикріплені до рами через обгумовані підшипникові вузли і розташовані у горизонтальній площині, при цьому передні лівий і правий орієнтовані вперед за напрямком руху, задній правий і лівий - назад, або 3 UA 108091 U 5 10 15 навпаки - передній лівий і правий - назад за напрямком руху, а задній правий і лівий - вперед, або передній лівий і правий та задній правий і лівий - назад, і встановлені з можливістю розташування правого і лівого коліс одного моста на одній осі, на кожній осі важелів коліс встановлений важіль зв'язку, який утворює кут 90°30° з важелем відповідного колеса, важелі зв'язку паралельні і орієнтовані однаково - або вверх, або вниз - залежно від призначення підвіски і з'єднані між собою поздовжньою тягою для синхронного обертання осей важелів коліс. 2. Підвіска транспортного засобу за п. 1, яка відрізняється тим, що корпус механізму зміни напрямку обертання жорстко прикріплений до рами транспортного засобу. 3. Підвіска транспортного засобу за п. 1, яка відрізняється тим, що корпус механізму зміни напрямку обертання прикріплений до рами з можливістю його обертання на осі моста для зміни кліренсу підвіски транспортного засобу. 4. Підвіска транспортного засобу за п. 1, яка відрізняється тим, що забезпечена системою управління, призначеною для зміни довжини поздовжньої тяги, що з'єднує важелі зв'язку і містить бортовий комп'ютер та датчики прискорення та нахилу рами, виходи яких підключені до відповідних входів комп'ютера, а вихід бортового комп'ютера підключений до рушія лінійного актуатора, що з'єднує вільні кінці поздовжньої тяги. 4 UA 108091 U 5 UA 108091 U 6 UA 108091 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 7