СТОЙКА СТАБИЛИЗАТОРА ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к конструкции элементов передней подвески легкового автомобиля и может быть использована в промышленности для повышения надежности аналогичных узлов транспортных средств.
Известен сайлент-блок стойки стабилизатора поперечной устойчивости переднеприводного автомобиля, включающий соединительный элемент в виде кронштейна с закрепленными на нем двумя взаимно перпендикулярными цилиндрами с отверстиями под упругие втулки, у которого толщина кронштейна меньше диаметра цилиндров (см., например, «Ремонтируем ВАЗ 2115». Иллюстрированное руководство, стр. 104-108, Издательство «За рулем», 2003 г.).
Недостатками указанной конструкции, применяемой в настоящее время на многих автомобилях как отечественного, так и зарубежного производства, являются сравнительно небольшой срок службы из-за недостаточной механической прочности кронштейна в местах сварки кронштейна с цилиндрами, неоптимального расположения цилиндров
Известен сайлент-блок сварной конструкции, содержащий соединительный элемент, на котором расположены взаимно перпендикулярные цилиндры с отверстиями. Указанный соединительный элемент имеет вогнутые внутрь по форме прилегающих цилиндров верхнюю и нижнюю поверхности. Соединительный элемент выполнен в форме параллелепипеда, ширина боковых поверхностей которого равна высоте цилиндров. Оси цилиндров параллельны соответствующим боковым поверхностям, а углы между перпендикулярными боковыми поверхностями выполнены скругленными (см. патент РФ №39105, МПК 7 B60G 7/02, F16C 11/04, F16F 15/04, 2004 г.).
Недостатками аналога являются сложность подгонки отдельных элементов конструкции под сварку высокие нагрузки на цилиндры из-за их неоптимального расположения.
Известен сайлент-блок стабилизатора поперечной устойчивости автомобиля, содержащий корпус с выполненными в нем взаимно перпендикулярными цилиндрическими отверстиями для установки амортизирующих элементов, отличающийся тем, что корпус выполнен из полимерного композиционного материала, например из стеклонаполненного полиамида (см. патент №120045, МПК B60G 21/00 (2006.01), 2012 г.).
Недостатком решения является недостаточная механическая прочность стенок цилиндрических отверстий кронштейна из-за их неоптимального расположения, что ведет к перекосам амортизирующих элементов в указанных отверстиях стойки стабилизатора.
Известна стойка стабилизатора поперечной устойчивости автомобиля, содержащая корпус, выполненный из полимерного композиционного материала, например из стеклонаполненного полиамида. Корпус состоит из двух взаимно перпендикулярных частей с выполненными в них отверстиями и с установленными в указанных отверстиях амортизирующими элементами (см. патент на полезную модель №135289, МПК B60G 21/00 (2006.01), 2013 г.). Данное решение принято за прототип.
Недостатком данного решения является значительный перекос амортизирующих элементов, установленных в отверстиях стойки стабилизатора, при движении автомобиля, при изменении угла продольного наклона оси поворота колеса автомобиля или при изменении клиренса при модификации автомобиля.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, - расширение арсенала существующих стоек стабилизаторов при повышении надежности стабилизатора, влияющей на улучшение кинематики подвески.
Поставленная техническая проблема решается за счет того, что в известной стойке стабилизатора, содержащей корпус, состоящий из двух соединенных между собой частей с выполненными в них отверстиями и с установленными в указанных отверстиях амортизирующими элементами, в соответствии с полезной моделью, указанные части корпуса расположены относительно друг друга под углом, отличающимся от 90°.
Части корпуса повернуты относительно друг друга под углом от 45° до 89°, расположенным в горизонтальной плоскости.
Части корпуса могут быть повернуты относительно друг друга под углом до 10°, расположенным в вертикальной плоскости.
Части корпуса могут быть повернуты относительно друг друга под углом от 45° до 89°, расположенным в горизонтальной плоскости, и под углом до 10°, расположенным в вертикальной плоскости.
Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в выполнении стойкой стабилизатора своего назначения и при этом улучшении стабилизации колес и поперечной устойчивости автомобиля, что оказывает влияние на улучшение кинематики подвески автомобиля.
За счет поворота одной из частей корпуса стойки стабилизатора относительно второй части на величину, отличающуюся от 90°, уменьшаются перекосы амортизирующих элементов, установленных в отверстиях указанных частей стабилизатора, что позволяет уменьшить нагрузку на стенки частей стойки стабилизатора и позволяет добиться улучшения стабилизации колеса при движении. Таким образом, повышается безопасность транспортного средства.
Фиг. 1 - общий вид стойки стабилизатора с углом поворота от 45° до 89° в горизонтальной плоскости.
Фиг. 2 - вид сверху фиг. 1.
Фиг. 3 - общий вид стойки стабилизатора с углом поворота до 10° в вертикальной плоскости.
Фиг. 4 - общий вид стойки стабилизатора с углом поворота от 45° до 89° в горизонтальной плоскости и до 10° в вертикальной плоскости.
Стойка стабилизатора состоит из корпуса 1, включающего две соединенные между собой цилиндрические части (проушины) 2, 3 с выполненными в них отверстиями 4. Корпус может быть выполнен как из металла, так и из композитных материалов. Части корпуса 2, 3 соединены между собой перемычкой 5, которая предпочтительно должна иметь цилиндрическую форму, однако может быть выполнена и в виде призмы или многоугольника. В отверстиях 4 установлены амортизирующие элементы 6, 7. Указанные части 2, 3 корпуса расположены относительно друг друга под углом, отличающимся от 90°. Угол поворота частей относительно друг друга, выбранный в пределах от 45° до 89°, лежит в горизонтальной плоскости (см. фиг. 1, 2).
Части 2, 3 корпуса могут быть также повернуты относительно друг друга под углом до 10°, расположенным в вертикальной плоскости (см. фиг. 3).
Также возможно исполнение стойки стабилизатора, в которой части 2, 3 корпуса повернуты относительно друг друга под углом от 45° до 89°, расположенным в горизонтальной плоскости, и под углом до 10°, расположенным в вертикальной плоскости (см. фиг. 4).
При выполнении модификации автомобиля, например подготовке спортивного автомобиля, возникает необходимость изменения кастора (угла продольного наклона оси поворота колеса автомобиля) и/или клиренса. Такие изменения оказывают существенное влияние на взаимное расположение элементов подвески. Поэтому применение известных стоек стабилизатора, описанных в уровне техники, приводит к неизбежному ухудшению кинематики колеса, снижению его стабилизации во время движения.
Стойка стабилизатора работает следующим образом. При движении автомобиля на стойку стабилизатора воздействуют динамические нагрузки, передаваемые от колеса. Поскольку разные колеса одновременно могут находиться в разном положении относительно горизонтали, стабилизацию положения колес и поперечную устойчивость автомобиля обеспечивает стабилизатор поперечной устойчивости, соединенный через указанную стойку с рычагами подвески колес. Разработанная стойка стабилизатора обеспечивает оптимальное согласование положения штанги стабилизатора и рычага подвески колеса при статических и динамических нагрузках за счет того, что части 2, 3 корпуса повернуты относительно друг друга под углом, отличающимся от 90°.
Работу при различных нагрузках (на растяжение, сжатие, изгиб и кручение) выполняет стойка стабилизатора с амортизирующими упругими элементами, выполненными, например, с применением резины. Разработанная стойка стабилизатора хорошо работает при указанных нагрузках за счет того, что части 2, 3 корпуса повернуты относительно друг друга в горизонтальной плоскости под углом от 45° до 89°. При необходимости части 2, 3 корпуса могут быть также повернуты относительно друг друга в вертикальной плоскости под углом до 10°.
В наиболее сложных случаях, когда параметры подвески необходимо изменить для спортивного автомобиля значительно, части 2, 3 корпуса могут быть повернуты относительно друг друга в горизонтальной плоскости под углом от 45° до 89° и в вертикальной плоскости под углом до 10°. Нагрузки вызывают сильные деформации амортизирующих элементов, которые за счет поворота частей корпуса на угол, отличающийся от 90°, равномерно распределяются. Особенно явно улучшение кинематики подвески и уменьшение перекосов шарниров в частях корпуса стойки стабилизатора заметно при изменении кастора и клиренса.
Поворот частей 2, 3 стойки стабилизатора в горизонтальной плоскости на угол менее 45° недопустим, т.к. невозможно компоновочно разместить существующие элементы подвески автомобиля и ограниченной зоне.
Поворот на угол более 89° в горизонтальной плоскости нецелесообразен, т.к. это ведет к возникновению перекосов при сборке подвески и ухудшению стабилизации колеса при движении.
Поворот на угол более 10° в вертикальной плоскости также нецелесообразен, т.к. невозможно компоновочно разместить существующие элементы подвески автомобиля в ограниченной зоне
Примененное решение позволяет увеличить ресурс амортизирующих упругих элементов и стойки стабилизатора.
Полезная модель обеспечивает повышение надежности и долговечности стойки стабилизатора, снижает возможность ее механического разрушения, позволяет одинаково эффективно работать при любых видах нагрузок и соответственно увеличить срок службы. С учетом того, что цилиндрические части корпуса стойки стабилизатора жестко связаны между собой, при работе образуется синергетический эффект за счет взаимного влияния образующихся усилий и восприятия их амортизирующими элементами.
Предложенная конструкция стойки стабилизатора проста в изготовлении, не требует разработки и изготовления сложного оборудования, может быть изготовлена на современном технологическом оборудовании.
Оптимальная конструкция предложенной стойки стабилизатора в сравнении с аналогами обеспечивает улучшение стабилизации колеса при движении и в статике при изменении кастора и клиренса автомобиля.
Образцы предложенной стойки стабилизатора поперечной устойчивости прошли испытания в реальных условиях эксплуатации по дорогам России с положительными результатами. Испытания проводились до момента износа амортизирующих элементов, корпус стойки стабилизатора при этом не претерпел видимых изменений. Таким образом, долговечность описанной стойки стабилизатора ограничена исключительно долговечностью амортизирующих элементов.