НИЖНИЙ РЫЧАГ ПЕРЕДНЕЙ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ

Устройство относиться к автомобилестроению, а именно к нижним рычагам передней классической двухрычажной подвески и может быть использовано в передней подвеске заднеприводных автомобилей, например, автомобилей ВАЗ-2101, ВАЗ-2102, ВАЗ-2103, ВАЗ-2104, ВАЗ-2105, ВАЗ-2106, ВАЗ-2107.
Известен «РЫЧАГ ПЕРЕДНЕЙ ПОДВЕСКИ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ» по патенту №42477 от 12.05.2004, опубликован 10.12.2004, B60G 7/00 состоящий из основания с отбортовками по боковым сторонам и на его конце, направленными в одну сторону, и местом крепления шарового пальца в виде центрального отверстия, по периферии которого на одинаковом расстоянии от его центра расположены отверстия меньшего диаметра, при этом расстояние от края рычага до центрального отверстия составляет 0,25-0,3d, где d - диаметр центрального отверстия, а высота отбортовки конца основания составляет (2,0-4,5)h, где h - толщина конца основания; отбортовка конца основания выполнена Г-образной; горизонтальная часть Г-образной отбортовки составляет 0,5h, где h - толщина конца основания.
Так же известен «РЫЧАГ ПЕРЕДНЕЙ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ» по патенту №2117586 от 20.01.1998, опубликован 20.08.1998, B60G 7/00 содержащий основание с отбортовками по боковым сторонам и с узлом крепления шарового пальца на конце, при этом указанный конец основания выполнен с отбортовкой в направлении закрепляемого шарового пальца, высота которой равна (0,3-4,0)H, где H - толщина конца основания; отбортовки сопряжены между собой.
Наиболее близким по технической сути является нижний рычаг передней подвески автомобиля, штатно устанавливаемый на заднеприводные автомобили ВАЗ 2101-2107. Данный рычаг имеет широкое применение на территории Российской Федерации и описан, в частности на стр.108-114 в книге «Автомобили «Жигули» моделей ВА3-2101, -2102 -21011, 21013: Устройство и ремонт» / В.А.Вершигора, А.П.Игнатов, К.В.Новокшонов, К.Б.Пятаков. ~2-е изд., перераб. И доп. - М.: транспорт, 1990. Данный рычаг выполнен путем штамповки из металлического листа и содержит основание, к которому примыкают боковые выступы. На боковых выступах расположены соосные втулки, предназначенные для установки нижнего рычага в штатные места крепления, расположенные на кузове автомобиля. Основание содержит узел крепления пружины и ровную площадку, на которой расположен узел крепления шарового пальца. Центр узла крепления шарового пальца на штатном рычаге выполнен смещенным в бок, а именно в сторону задней части автомобиля, на расстояние 50 мм от условной плоскости, перпендикулярной осям втулок и делящей расстояние между внутренними торцевыми поверхностями данных втулок пополам. Данное смещение выполнено назад, т.е. к задней части автомобиля. При таком расположении узлы крепления верхнего и нижнего шаровых пальцев в случае, например автомобилей ВАЗ 2101-2107, расположены практически без продольного смешения в плане и кастор, т.е. угол продольного наклона оси поворота колеса автомобиля, в этом случае крайне мал или равен нулю. Кастор представляет собой угол в продольной плоскости автомобиля между вертикальной линией и линией, проходящей через центры поворота колеса. В случае классической двухрычажной подвески линия, проходящая через центры поворота колеса, также проходит через центры шаровых опор верхнего и нижнего рычагов подвески. Кастор влияет на стабилизирующий момент и на изменение развала колес при повороте руля. Чем больше кастор, тем больше стабилизирующий эффект при вывернутых колесах. Из-за того, что точка контакта колеса (при положительном касторе) с поверхностью лежит несколько позади оси поворота, при отклонении колеса от прямолинейного движения возникают боковые силы, стремящиеся вернуть колесо в начальное положение. Кроме того, если в начальный момент отклонения колес от нейтрального положения при прохождении поворота только внешнее колесо имеет необходимый отрицательный развал, то по мере увеличения отклонения колес в сторону поворота внешнее колесо приобретает еще больший отрицательный развал, а отрицательный развал внутреннего колеса уменьшается или даже становится положительным. Таким образом, кастор благоприятно влияет на сцепление управляемых колес в поворотах. При повороте в одну из сторон одно из колес стремится приподнять шасси, другое же само приподнимается, т.е. для поворота колес необходимо не только преодолеть силы трения, но и затратить некоторое количество энергии на приподнимание шасси. Благодаря этому и выше описанным боковым силам водитель может «чувствовать» автомобиль. При дефектах рычагов передней подвески этот угол обычно изменяется неодинаково. Разница между этими углами на левом и правом колесах обычно приводит к уводу автомобиля с прямой линии даже при идеально отрегулированных остальных углах и качественной резине. Таким образом, увеличение угла кастора улучшает управляемость автомобилем. В передней классической двухрычажной подвеске в автомобилях ВАЗ 2101-2107 центры узлов крепления шаровых пальцев на верхнем и нижнем рычагах расположены без продольного смещения в плане друг относительно друга. Для изменения угла кастора в классической двухрычажной подвеске достаточно сместить вперед, по ходу движения автомобиля, узел крепления нижнего шарового пальца, тем самым увеличив в плане расстояние между центрами шаровых опор верхнего и нижнего рычагов подвески и, соответственно увеличив угол наклона линии, проходящей через центры поворота колеса. В случае возникновения продольных основанию нагрузок один боковой край рычага работает на разрыв, другой его боковой край работает на сжатие. Существующие конструкции, выполнение в виде штампованных из металлического листа деталей, не позволяют им выдерживать значительные продольные основанию нагрузки (в том числе динамические) и такие нагрузки могут привести к разрушению или необратимым деформациям рычагов, например к излому или разрыву листового металла.
Задачей предлагаемого технического решения является создание нижнего рычага передней подвески автомобиля улучшающего управляемость автомобиля при обеспечении повышенной эксплуатационной надежности устройства.
Поставленная задача решена за счет нижнего рычага передней подвески автомобиля, содержащего втулки и основание на котором расположен узел крепления шарового пальца, при этом основание закреплено между двумя стержнеобразными элементами, втулки расположены на концах упомянутых стержнеобразных элементов, а центр узла крепления шарового пальца выполнен смещенным в бок на расстояние от 20 мм до 49 мм от условной плоскости, перпендикулярной осям втулок и делящей расстояние между внутренними торцевыми поверхностями данных втулок пополам; стержнеобразные элементы выполнены полыми.
Суть технического решения иллюстрирована чертежами, где на фиг.1 - рычаг нижний передней подвески заднеприводного автомобиля, фиг.2 - передняя подвеска заднеприводного автомобиля.
На фиг.1, фиг.2 изображены нижний рычаг 1, основание 2, площадка 3, узел 4 крепления нижнего шарового пальца, стержнеобразные элементы 5, втулки 6, верхний рычаг 7, узел 8 крепления верхнего шарового пальца, линия 9 наклона оси поворота колес, плоскость 10, ось 11, расстояние 12.
Нижний рычаг 1 передней подвески автомобиля содержит основание 2, на котором расположены плоская площадка 3 и узел крепления амортизирующей пружины. На плоской площадке 2 расположен узел 4 крепления шарового пальца, выполненный в форме сквозного отверстия. Основание 2 закреплено между двумя стержнеобразными элементами 5. Стержнеобразные элементы 5 опционально выполнены полыми. На концах стержнеобразных элементов 5 расположены втулки 6, выполненные соосными. Соосные втулки 6 предназначены для установки нижнего рычага 1 в штатные места крепления, расположенные на кузове автомобиля. Рычаг 1, закрепленный на кузове автомобиля, способен совершать вращательное движение вокруг осей втулок 6. Стержнеобразные элементы 5 выполнены изогнутыми. Центр узла 4 крепления нижнего шарового пальца выполнен смещенным в бок, а именно в сторону задней части автомобиля, на расстояние 12, составляющее от 20 мм до 49 мм от условной плоскости 10. За условную плоскость 10 принимается плоскость перпендикулярная оси втулок 6 и равноудаленная от данных втулок 6, т.е. условная плоскость 14 делит расстояние между внутренними торцевыми поверхностями втулок 6 пополам. Таким образом, центр узла 4 крепления нижнего шарового пальца оказывается смещенным вперед по ходу движения автомобиля, относительно центра узла 8 крепления шарового пальца, расположенного на верхнем рычаге 7. Угол наклона линии 9, проходящей через центры поворота колеса (угол кастора) увеличивается, за счет чего улучшается управляемость автомобилем. Как показала практика, смещение центра узла 4 крепления нижнего шарового пальца на расстояние в 49 мм позволяет добиться уже заметного эффекта в улучшении управляемости автомобилем, смещение больше 20 мм технически невозможно для большинства отечественных заднеприводных автомобилей, например ВАЗ 2101-2107.
Устройство работает следующим образом. В ходе эксплуатации автомобиля на нижний рычаг 1 передней подвески действуют динамически меняющиеся вертикально направленные нагрузки. При увеличении угла наклона линии 11, проходящей через центры узлов 4 и 8 крепления шаровых пальцев, т.е. угла кастора, на нижний рычаг 1 также начинают действовать значительные продольные, т.е. направленные вдоль основания 2 нагрузки. Основную долю таких продольных нагрузок принимают на себя стержнеобразные элементы 5, при этом один из стержнеобразных элементов 5 работает на сжатие, другой на разрыв. Наличие по бокам нижнего рычага 1 стержнеобразных элементов 5 позволяет устройству выдерживать без разрушения или необратимых деформаций продольные, в том числе динамические нагрузки, появляющиеся или увеличивающиеся при увеличении угла кастора, а значит повысить эксплуатационную надежность рычага 1 нижнего.
Техническим эффектом предлагаемого технического решения является создание нижнего рычага передней подвески автомобиля улучшающего управляемость автомобиля при обеспечении повышенной эксплуатационной надежности устройства за счет нижнего рычага передней подвески автомобиля, содержащего втулки и основание на котором расположен узел крепления шарового пальца, при этом основание закреплено между двумя стержнеобразными элементами, втулки расположены на концах упомянутых стержнеобразных элементов, а центр узла крепления шарового пальца выполнен смещенным в бок на расстояние от 20 мм до 49 мм от условной плоскости, перпендикулярной осям втулок и делящей расстояние между внутренними торцевыми поверхностями данных втулок пополам; стержнеобразные элементы выполнены полыми.