ВЕРХНЯЯ ОПОРА СТОЙКИ ПЕРЕДНЕЙ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к области автомобилестроения, а именно к устройствам для демпфирования колебаний узлов транспортных средств, в частности к устройствам передней подвески легковых автомобилей.
Известна эластичная опора на телескопическом амортизаторе, соосно охваченном пружиной, содержащая кольцевой фланец, на внутреннем конце которого выполнено полое кольцевое утолщение, направленное к оси вращения. Опора снабжена двумя эластичными кольцами, одно из которых прилегает к выступающей части утолщения и соосно закреплено на конце телескопического амортизатора. Второе эластичное кольцо расположено с внешней стороны кольцевого фланца, вставлено в углубление полого утолщения выступающей части утолщения и принимает конец винтовой пружины (см. заявку ЕПВ №0046508, МПК B60G 15/06, опубл. 03.03.1982).
Недостаток известного устройства состоит в том, что такая конструкция опоры не воспринимает нагрузки от амортизатора или стойки в радиальном направлении, что ухудшает ее потребительские качества.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является верхняя опора направляющей пружинной стойки подвески автомобиля, содержащая подшипник, верхнюю чашку пружины с опорно-центрирующим фланцем, наружный корпус, к которому через слой кольцеобразной эластичной вставки привулканизирован внутренний корпус, в котором закреплен хвостовик штока, причем наружный корпус выполнен конусообразным в центральной части с горизонтальными краями, эластичная кольцеобразная вставка в части, обращенной к подшипнику, снабжена волнообразным профилем, при этом выступающая часть профиля прилегает к месту перехода конусной части наружного корпуса в горизонтальную, причем подшипник выполнен упорным и имеет такой диаметр, что его верхнее кольцо контактирует с выступающей частью эластичной кольцеобразной вставки, а нижнее кольцо упорного подшипника контактирует, например, с наружной поверхностью верхней чашки (свидетельство РФ на полезную модель №20879, МПК B60G 15/06, опубл. 10.12.2001).
Недостатком известной верхней опоры направляющей пружинной стойки подвески автомобиля является сложность конструкции и возможность попадания пыли и грязи в подшипник.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и создание простого по конструкции демпфирующего устройства с улучшенными шумо-вибродемпфирующими характеристиками.
Задача, положенная в основу настоящей полезной модели, с достижением заявленного технического результата, решается тем, что в верхней опоре стойки передней подвески автомобиля, содержащей втулку, соединенные упругим элементом два кольцевых элемента, первый из которых имеет коническую часть, а второй посадочное место, в котором размещен подшипник, контактирующий с верхней пружинной чашкой, упругий элемент выполнен с опорным фланцем, имеет коническую форму с цилиндрическим вырезом под посадочное место и снабжен расположенными на его торцовых поверхностях радиальными кольцевыми выступами, втулка снабжена ограничителем хода сжатия и жестко соединена с ограничителем хода отбоя, а кольцевые элементы завулканизированы в упругом элементе.
Кроме того, первый кольцевой элемент имеет опорный фланец, переходящий в коническую часть с отогнутым краевым участком.
Кроме того, опорный фланец первого кольцевого элемента и посадочное место второго покрыты изоляционным слоем резины, толщиной не менее 1 мм.
Выполнение упругого элемента с опорным фланцем, конической формы с цилиндрическим вырезом под посадочное место и снабжение расположенными на его торцовых поверхностях радиальными кольцевыми выступами в совокупности с завулканизированными кольцевыми элементами позволяет полностью исключить взаимодействие «металл-металл», что позволяет максимально гасить шумы, передаваемые на кузов автомобиля, и обеспечивает защиту металлических элементов корпуса опоры и кузова автомобиля от коррозии.
Снабжение втулки ограничителями хода сжатия и отбоя, жестко скрепленные между собой, обеспечивает образование пакетированной жесткой связи (ограничитель хода сжатия - ограничитель хода отбоя - опрессовочная шайба), которая служит и как упор, при возникновении слишком больших пробойных усилий отбоя и сжатия, и как направляющая штока стойки, обеспечивая малую податливость штока в продольном направлении, что значительно улучшает чувствительность рулевого управления, и тем самым возрастают показатели управляемости и устойчивости автомобиля.
Выполнение первого кольцевого элемента с опорным фланцем, переходящим в коническую часть с отогнутым краевым участком, обеспечивает деление верхней опоры на две демпфирующие шумо-вибропоглощяющие рабочие зоны - центральную и опорную, с распределением нагрузок: на центральную зону действуют усилия, передаваемые от шток, а на опорную - усилия от пружины. При этом при колебаниях штока, от мелких неровностей дорожного покрытия, нагрузку воспринимают радиальные кольцевые выступы, а не вся более жесткая центральная часть верхней опоры, которая вступает в работу по мере увеличения динамических нагрузок. Это способствует лучшему поглощению колебаний штока, и значительно продлевает срок эксплуатации опоры и самого автомобиля.
Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в том, что упрощается изготовление верхней опоры стойки передней подвески автомобиля, максимально гасятся шумы и вибрация, передаваемые на кузов автомобиля при этом увеличивается срок службы опоры.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволил установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками и связями между ними, идентичными всем существенным признакам заявленного технического решения, а выбранный из выявленных аналогов прототип, как наиболее близкий по совокупности признаков аналог, позволил выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле полезной модели. Следовательно, заявленный объект соответствуют требованию условия патентоспособности «новизна» по действующему законодательству.
Предлагаемая конструкция верхней опоры стойки передней подвески автомобиля может быть изготовлена промышленным способом с использованием современных материалов и технологий на предприятиях, выпускающих комплектующие узлы автомобилей. Следовательно, заявленный объект соответствуют требованию условия патентоспособности «промышленная применимость» по действующему законодательству.
Предпочтительный вариант исполнения полезной модели описывается далее на основе представленных чертежей, где:
- на фиг.1 изображена предлагаемая конструкция верхней опоры стойки передней подвески автомобиля;
- на фиг.2 показана зона контакта верхней опоры с кузовом.
Верхняя опора стойки передней подвески автомобиля содержит завулканизированные в упругом элементе 1 первый кольцевой элемент 2 и второй кольцевой элемент 3, втулку 4 с ограничителем хода сжатия, ограничитель 5 хода отбоя, жестко соединенный с втулкой 4 шайбой 6. Упругий элемент 1 выполнен с опорным фланцем, имеет коническую форму с цилиндрическим вырезом под посадочное место, в котором размещен подшипник 7, нижнее кольцо которого контактирует с держателем 8 чашки пружинной 9. Жесткий пакет: втулка 4 - ограничитель 5 хода отбоя - шайба 6, закреплен на хвостовике штока стойки гайкой 10. Упругий элемент 1 за счет размещения в нем первого кольцевого элемента 2 имеет две демпфирующие шумо-вибропоглощяющие рабочие зоны: центральную 11 и опорную 12, причем на центральную 11 зону действуют усилия, передаваемые от штока (80-100 кг), на опорную 12 - усилия от пружины (от 320 кг). Опорный фланец первого кольцевого элемента 2 и посадочное место второго кольцевого элемента 3 покрыты изоляционным слоем 13 резины, толщиной не менее 1 мм. На торцовых поверхностях упругого элемента 1 выполнены радиальные кольцевые выступы 14 и 15.
Изготовление и сборку верхней опоры стойки передней подвески автомобиля осуществляют следующим образом.
В литьевую пресс-форму укладывают первый кольцевой элемент 2 и второй кольцевой элемент 3. Затем, через специальные технологические отверстия пресс-формы, осуществляют заполнение предварительно нагретой до определенной температуры пресс-формы резиновой смесью. В течение строго определенного отрезка времени в пресс-форме происходит вулканизация закладных деталей с резиновой смесью. Готовый упругий элемент 1 извлекают из пресс-формы.
Сваривают между собой при помощи точечной контактной сварки штампованные детали: Чашка пружинная 9 и Держатель 8.
Внутреннюю полость ступенчатого отверстия упругого элемента 1 обрабатывают тальком марки ТРПВ для его благоприятного взаимодействия с направляющими поверхностями втулки 4 и ограничителя 5 хода отбоя и для увеличения срока службы демпфера. После этого, с небольшим натягом, во внутреннюю полость упругого элемента 1 вставляют последовательно втулку 4 с ограничителем хода сжатия, ограничитель 5 хода отбоя и шайбу 6. Указанные детали при помощи пресса плотно прижимают, а затем для более надежного пакетирования хвостовая часть втулки 4 развальцовывается в конусном отверстии шайбы 6. Затем в отверстия опорного фланца упругого элемента 1 запрессовывают 3 болта М8 с усилием 210 кг на каждый болт. При помощи указанных болтов верхняя опора стойки передней подвески автомобиля крепится к кузову. При помощи специальной пневмоустановки в верхнюю опору стойки передней подвески автомобиля запрессовывают подшипник марки SKF и далее в собранную верхнюю опору запрессовывают соединенные сваркой чашка пружинная 9 и держатель 8.
Полезная модель работает следующим образом.
При движении автомобиля в нормальных дорожных условиях колебания, передаваемые от пружины стойки, через чашку пружинную 9 передаются на упорный подшипник 7. Так как основные вибрации и шумы от неровного дорожного покрытия на кузов передаются от пружины, то на предлагаемой верхней опоре предусмотрен виброизоляционный слой 12, который максимально гасит данные виброколебания от дорожного покрытия, передаваемые на кузов. Кроме того, верхняя опора (опорный фланец первого кольцевого элемента 2) имеет наружный виброизоляционый слой 13, толщиной 1 мм. За счет указанного слоя в зоне контакта верхней опоры с кузовом, полностью исключается взаимодействие «металл-металл» (см. Фиг.2), что позволяет максимально гасить шумы, передаваемые на кузов автомобиля, и обеспечивать плотное прижатие.
В центральной зоне 11 действуют усилия, передаваемые от штока стойки. В данной зоне расположены надежно скрепленные между собой втулка 4 с ограничителем хода сжатия и ограничитель 5 хода отбоя, которые служат и как отбойники, при возникновении слишком больших пробойных усилий отбоя и сжатия, и как крепление штока. За счет данных ограничителей, и за счет оптимального количества резинового слоя в центральной зоне, обеспечивается малая податливость штока в продольном и боковом направлении, что не вызывает изменений в кинематике подвески при разгоне, торможении и движении на повороте. В результате, значительно улучшается чувствительность рулевого управления, и тем самым возрастают показатели управляемости и устойчивости автомобиля.
Направляющие ограничители хода (4 и 5) не вварены в резиновый демпфер. В результате, при колебаниях штока, от мелких неровностей дорожного покрытия (дорожные швы, гравий, крупнозернистый асфальт и т.д.), нагрузку воспринимают специально предусмотренные наружные кольцеобразные выступы (14 и 15) повышенной эластичности с прогрессивными характеристиками, а не вся более жесткая центральная часть демпфера, которая вступает в работу по мере увеличения динамических нагрузок. Это способствует лучшему поглощению колебаний штока, и значительно продлевает срок эксплуатации опоры и самого автомобиля.
Предлагаемая конструкция проста в изготовлении и в использовании, так как все элементы объединены в одну деталь, легко устанавливаемую с применением одного крепежного элемента.
Полезная модель позволяет увеличить срок службы передней подвески, более эффективно гасить вибрацию и ударные и звуковые нагрузки, создать более комфортные условия для водителей и пассажиров, повысить срок службы опоры.