УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, и может быть использована в узлах систем стабилизации зависимых подвесок транспортных средств.
Резинометаллические детали гасят возникающие во время движения вибрации от проезжей части и агрегатов автомобиля, значительно способствуя повышению комфорта и изоляции шума. Кроме того, они улучшают управляемость и устойчивость автомобиля при неровностях дорожного покрытия, а также при торможении и маневрах. Эластичные материалы, используемые при производстве резинометаллических деталей, точно соответствуют техническим требованиям и нагрузкам в зависимости от их местоположения.
Наряду со своими виброакустическими свойствами, резинометаллические детали обладают эластичностью, что делает их отличными соединительными элементами. Работая над кинематикой подвески, конструкторы учитывают натянутость эластичных элементов и позволяют им под воздействием определенных нагрузок временно деформироваться, тем самым, придавая автомобилю устойчивость, управляемость и желаемую динамику. Эластокинематика как раз и описывает эти процессы, оптимально воздействуя на положение колес в различных дорожных ситуациях таким образом, чтобы можно было влиять на комфорт и безопасность движения.
Благодаря упругости эластичных элементов подвески при торможении колеса приобретают положительное схождение, что приводит к желаемой стабилизации.
Известен стабилизатор, состоящий из стержня П-образной формы, средняя часть которого расположена в опорах кузова, а концевые участки - во втулках с внешней шаровой поверхностью, подвижно расположенных в кронштейнах, жестко закрепленных на рычагах подвески рулевых колес, при этом на концевых участках жестко закреплены конические шестерни, взаимодействующие с зубчатыми секторами, неподвижно установленными на кузове транспортного средства (патент РФ №2240931, МПК7 B60G 21/00, опубл. 27.11.2004).
Данный стабилизатор имеет ряд недостатков, которые проявляются при движении транспортного средства по поверхности, имеющей разнонаправленные неровности. Также отрицательно сказываются и скрещивающиеся перемещения рычагов подвески при подъеме переднего левого и заднего правого колес и наоборот. При этом стабилизатор, снижая разницу в перемещениях подвески правой и левой стороны, увеличивает закрутку рамы, снижая ее ресурс.
Известна также система стабилизации поперечной устойчивости транспортного средства, содержащая выполненный в виде торсиона стабилизатор, установленный на раме параллельно оси колес и снабженный шарнирно закрепленными на концах опорами, балансиры правого и левого борта транспортного средства, имеющие шарнирно закрепленные стойки, кривошипы, связывающие торсион с балансирами правого и левого борта, валы, установленные попарно вдоль рамы и связывающие балансиры с поперечными рычагами подвески переднего и заднего моста, при этом внутренние концы валов имеют рычаги, в которых шарнирно закреплены стойки (RU №2329159, МПК B60G 21/05 (2006.01), опубл. 20.07.2008).
Данная система имеет сложную конструкцию.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является стабилизатор задней пневматической подвески транспортного средства, выполненный П-образным из прутка или из трубы, свободными концами шарнирно прикрепленный к кронштейнам, прикрепленным к балке моста, а средней частью, через стойки, к кронштейнам, прикрепленным к лонжеронам рамы транспортного средства (RU №172491 U1, МПК B60G 7/00 (2006.01), B60G 9/00 (2006.01), B60G 21/00 (2006.01), опубл. 11.07.2017).
Одним из недостатков стабилизатора данной конструкции является то, что его стойки «гуляют» вдоль оси штанги стабилизатора, что приводит к нежелательным колебаниям и перекосам, снижающим показатели по поперечной устойчивости автомобиля, а также вызывающие быстрый износ элементов системы.
Кроме того, в конструкциях большинства систем стабилизации, в том числе и описанных выше, в качестве виброгасящих элементов в составе шарниров, применяются резиновые втулки, которые в процессе эксплуатации транспортного средства быстро изнашиваются. В следствии чего значительно снижается уровень виброгашения, подвеска становится жестче, ухудшаются показатели эластокинематики и виброакустики, появляется стук в подвеске, а так же появляется необходимость в частой замене резиновых втулок.
Была поставлена задача улучшения показателей по устойчивости автомобиля, как статической, так и динамической.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве стабилизации поперечной устойчивости транспортного средства, содержащем П-образную штангу, свободными концами шарнирно связанную с кронштейнами крепления к балке моста, а средней частью через стойки - с кронштейнами, прикрепленными к лонжеронам рамы транспортного средства, в качестве шарнирных соединений П-образной штанги и стоек используют сайлентблоки, при чем крепление концов П-образной штанги и верхних концов стоек выполнено при помощи разрезных сайлентблоков, а крепление средней части П-образной штанги с нижними концами стоек - при помощи половинных сайлентблоков, при этом на штанге в местах установки сайлентблоков выполнены буртики, а на нижних концах стоек предусмотрены пазы для фиксации половинных сайлентблоков. В частном случае исполнения нижние концы стоек могут быть выполнены с полупроушинами и снабжены накладками.
Вместе и по отдельности отличительные признаки, заключающееся в том, что в устройстве стабилизации в качестве шарнирных соединений П-образной штанги и стоек используют сайлентблоки, при чем крепление концов П-образной штанги и верхних концов стоек выполнено при помощи разрезных сайлентблоков, а крепление средней части П-образной штанги с нижними концами стоек - при помощи половинных сайлентблоков, при этом на штанге в местах установки сайлентблоков выполнены буртики, а на нижних концах стоек предусмотрены пазы для фиксации половинных сайлентблоков, позволяют уменьшить вибронагрузки, передающиеся от неровностей дорожной поверхности как на элементы системы стабилизации, так и на кузов автомобиля в целом. Сайлентблоки имеют более качественную виброгасящую способность в следствии равномерного распределения нагрузки по элементам сайлентблоков и большую долговечность.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, что позволяет предположить, что оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где изображены:
Фиг. 1 - устройство стабилизации, общий вид;
Фиг. 2 - то же, пример использования в составе подвески;
Фиг. 3 - то же, вид А на фиг. 2;
Фиг. 4 - то же, сечение Б-Б на фиг. 2.
Устройство стабилизации транспортного средства содержит П-образную штангу 1 круглого сечения (изготовленную из прутка), которая своими свободными отогнутыми концами закреплена на проушинах кронштейнов 2 балки оси 3 (далее - балка 3) автомобиля с помощью разрезных сайлентблоков 4, осей 5 и гаек 6.
Своей средней частью штанга 1 подвешена на стойках 7 стабилизатора с помощью половинных сайлентблоков 8. Сайлентблоки 8 устанавливаются в полупроушины 9 стоек 7, закрываются накладками 10, фиксируются болтами 11 и гайками 12. При этом на штанге 1 в местах установки сайлентблоков 8 выполнены буртики 13, а в нижних концах стоек 7 стабилизатора имеются пазы 14 для фиксации сайлентблоков 8 и предотвращения их проворота вокруг своей оси.
Своими верхними концами стойки 7 стабилизатора закреплены на нижних полках лонжеронов рамы через кронштейны 15 с помощью разрезных сайлентблоков 4, осей 5 и гаек 6.
Применение «разрезных» конструкций стоек 7 с накладками 10 в значительной степени упрощает процесс монтажа-демонтажа штанги стабилизатора 1, что является еще одним преимуществом заявляемого технического решения конструкции устройства поперечной стабилизации транспортного средства по сравнению с аналогами.
В заявляемой конструкции стабилизатора вместо резиновых втулок в качестве виброгасящих шарнирных элементов используются сайлентблоки 4 с разрезной внешней обоймой и сайлентблоки 8 половинные.
Шарнирный способ соединения элементов системы стабилизации позволяет моментально реагировать на возникающие при эксплуатации автомобиля отклонения от статического положения транспортного средства. Применение резинометаллических деталей - сайлентблоков 4 и 8 в качестве шарниров уменьшает вибронагрузки, передающиеся от неровностей дорожной поверхности как на элементы системы стабилизации, так и, в свою очередь, на кузов автомобиля в целом, повышая показатели по статической и динамической устойчивости автомобиля. В отличии от резиновых втулок сайлентблоки 4 и 8 имеют большую долговечность и более качественную виброгасящую способность в следствии равномерного распределения нагрузки по элементам сайлентблоков. Обычно в автомобилях для увеличения срока службы применяют полеуретановые шарниры. Однако, у резиновых втулок существует ряд преимуществ: перед запрессовкой смазывать их не обязательно, более мягкий состав обеспечивает более качественное гашение вибраций. Проблему быстрого изнашивания резины решает применение ее в комбинации с металлическими элементами. Кроме этого в резину могут быть завулканизированы пластины из метало-сетчатого корда, что повышает их долговечность и уменьшает износостойкость.
В торцы сайлентблоков вставлены шайбы, располагающиеся между внешней обоймой и внутренней втулкой. Они обеспечивают защиту внутренней полости от попадания грязи и абразивов, позволяя резине подвергаться меньшему износу. Кроме этого шайбы являются опорными поверхностями, воспринимающие поперечные нагрузки.
Благодаря разрезной конструкции внешней обоймы сайлентблоков 4 упрощается легкость установки и снятия резинометаллического шарнира. При запрессовке сайлентблоков 4 обойма сжимается, затем, когда шарнир находится в рабочем положении, обойма разжимается. Таким образом происходит его тугая посадка.
Так как сайлентблоки 4 и 8 служат шарниром на всех позициях системы стабилизации, где они необходимы, то их исполнение может быть разным. Например, исполнение штанги 1 не позволяет цельным сайлентблокам 4 обхватить их среднюю часть. В подобных ситуациях применяют сайлентблоки 8 половинные. Для обхвата штанги 1 внутренние диаметры втулок сайлентблоков 8 изготовлены больше, чем для обхвата осей стабилизатора сайлентблоками 4 со втулками с меньшим внутренним диаметром, соответственно.
Устройство стабилизации транспортного средства работает следующим образом:
При движении автомобиля от крена его удерживает реактивная П-образная штанга 1 стабилизатора. При повороте направо автомобиль кренится влево. При этом рама автомобиля удерживается правой стойкой 7, налегая на стойку 7 левую, которая, в свою очередь, удерживается штангой 1, закрепленной на балке 3. При повороте налево - наоборот.
Совокупность признаков устройства стабилизации позволила добиться высоких показателей по устойчивости автомобиля, как статической, так и динамической.
Техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных технологий и материалов.