ВЕРХНЯЯ ОПОРА СТОЙКИ ПЕРЕДНЕЙ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к подвескам автомобилей.
Известна верхняя опора устройства крепления пружинной стойки подвески автомобиля, содержащая кольцеобразный корпус, привулканизированную внутри него упругую вставку, имеющую внутри привулканизированную центральную распорную втулку. Кольцеобразный корпус верхней опоры имеет центральную рабочую часть, образованную трубчатым отделом с отогнутым периферийным краевым участком с верхнего конца и с нижнего конца - с отогнутым внутренним участком, переходящим в опорную часть корпуса, к которой снизу приварена опорная втулка под подшипник. Опорная часть корпуса верхней опоры переходит в свою очередь в его периферийно расположенную крепежную часть с отогнутым вниз кромочным участком. Опорная часть корпуса верхней опоры предназначена для крепления к кузову посредством болтов, запрессованных в эту опорную часть (см. патент РФ №2270762, МПК B60G 15/00 (2006.01),. 2006 г.).
Недостатками данного технического решения являются:
- недостаточные виброгасящие свойства опоры в зоне около нулевых осевых нагрузок и сравнительно увеличенные поперечные силы, возникающие при поперечном качании штока стойки из-за повышенной осевой жесткости упругой вставки опоры, вызванной повышенным размером в осевом направлении;
- недостаточная жесткость корпуса опоры в осевом направлении, что отрицательно сказывается на характеристиках устойчивости и управляемости автомобиля;
- маленький срок службы опоры за счет передачи на подшипник больших ударных нагрузок из-за жесткого закрепления (посредством сварки) опорной втулки подшипника непосредственно к опорной части корпуса, а также недостаточные виброгасящие свойства опоры.
Известна верхняя опора стойки передней подвески автомобиля, включающая кольцеобразный корпус, имеющий центральную рабочую часть, образованную трубчатым отделом с отогнутым периферийным краевым участком с одного конца и с другого конца - с отогнутым внутренним участком, переходящим в опорную часть корпуса, и переходящую в свою очередь в крепежную часть корпуса с отогнутым вниз кромочным участком. Упругая вставка опоры привулканизирована к внутренней поверхности трубчатого отдела центральной рабочей части кольцеобразного корпуса и имеет внутри привулканизированную центральную распорную втулку, контактирующую своими верхним и нижним торцами с устанавливаемыми на штоке амортизатора тарельчатыми ограничителями хода отбоя и хода сжатия упругой вставки соответственно. Верхний кольцевой упругий элемент упругой вставки, выполненный с выступами, привулканизирован к одному из двух отогнутых участков центральной рабочей части корпуса опоры и расположен при установке опоры на пружинную стойку под отбортовкой тарельчатого ограничителя хода отбоя упругой вставки. Нижний кольцевой упругий элемент упругой вставки, выполнен с выступами, привулканизирован к другому из отогнутых участков центральной рабочей части корпуса опоры, и расположен при установке опоры на пружинную стойку над отбортовкой тарельчатого ограничителя хода сжатия упругой вставки. Корпус опоры выполнен с двумя кольцеобразными ребрами жесткости в виде продольно расположенных к продольной оси центральной распорной втулки переходов между его опорной частью и соответственно центральной рабочей и крепежной частями. Опорная втулка под подшипник связана с корпусом опоры через дополнительную упругую вставку, к которой она привулканизирована, и которая, в свою очередь, привулканизирована к наружной поверхности центральной рабочей части корпуса опоры и к прилегающей к ней поверхности его опорной части (прототип- см. патент РФ №72439 U1, МПК B60G 15/00, 2008 г.)
Недостатком данного решения является небольшой срок службы опоры из-за недостаточной жесткости корпуса опоры и несбалансированными вибродемпфирующими свойствами опоры, а также в результате отслоения упругого элемента от корпуса опоры под тарелкой ограничителя хода отбоя.
Задача полезной модели: увеличение срока службы опоры (увеличение ресурса работы опоры) при улучшении вибродемпфирующих свойств верхней опоры стойки передней подвески автомобиля.
Поставленная задача решается за счет того, что в известной верхней опоре стойки передней подвески автомобиля, содержащей кольцеобразный корпус, имеющий центральную рабочую часть, образованную трубчатым отделом с отогнутым периферийным краевым участком с одного конца и с другого конца - с отогнутым внутренним участком, переходящим в опорную часть корпуса, переходящую, в свою очередь, в крепежную часть корпуса с отогнутым вниз кромочным участком, упругую вставку опоры, привулканизированную к внутренней и наружной поверхности трубчатого отдела центральной рабочей части кольцеобразного корпуса и имеющую внутри привулканизированную центральную распорную втулку трубчатой формы, контактирующую своими верхним и нижним торцами с устанавливаемыми на штоке амортизатора тарельчатыми ограничителями хода отбоя и хода сжатия упругой вставки соответственно, причем верхний кольцевой упругий элемент упругой вставки выполнен с выступами, привулканизирован к одному из двух отогнутых участков центральной рабочей части корпуса опоры, нижний кольцевой упругий элемент упругой вставки выполнен с выступами, привулканизирован к другому из отогнутых участков центральной рабочей части корпуса опоры, корпус опоры выполнен с двумя кольцеобразными ребрами жесткости в виде переходов между его опорной частью и соответственно центральной рабочей и крепежной частей, а опорная втулка под подшипник связана с корпусом опоры через упругую вставку, согласно полезной модели опорная часть расположена ниже плоскости крепежной части, и выполнена с двумя дополнительными кольцеобразными ребрами жесткости, образующими кольцевую канавку, при этом одно из дополнительных ребер соединено с ребром-переходом от крепежной к опорной части корпуса, верхний кольцевой упругий элемент упругой вставки выполнен с периферийной частью, охватывающей опорную часть корпуса с ребрами жесткости, а нижняя часть упругой вставки выполнена с периферийной частью, охватывающей ребра жесткости и крепежную часть корпуса.
Центральная распорная втулка снабжена буртиками, выполненными на торцах.
Опора выполнена со смещением оси крепежных болтов относительно оси центральной втулки (оси штока стойки).
Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в увеличении срока службы опоры (ресурса работы опоры) и при улучшении вибродемпфирующих свойств.
Расположение опорной части ниже плоскости крепежной части и выполнение опорной части с двумя дополнительными кольцеобразными ребрами жесткости, образующими кольцевую канавку, и соединение одного из дополнительных ребер с ребром-переходом от крепежной к опорной части корпуса, позволяет увеличить жесткость корпуса, что влечет за собой увеличение срока службы опоры (увеличение ресурса работы опоры).
За счет увеличения размера верхнего кольцевого упругого элемента упругой вставки и продления его периферийной наружной части с охватом кольцеобразных ребер жесткости и опорной части корпуса повышается надежность соединения упругой вставки с корпусом, повышается жесткость корпуса, что также влияет на увеличение ресурса работы опоры и дополнительно улучшает вибродемпфирующие свойства.
За счет выполнения нижнего кольцевого упругого элемента с периферийной наружной частью, охватывающей кольцеобразные ребра жесткости и крепежную часть корпуса повышается надежность соединения упругой вставки с корпусом, повышается жесткость корпуса, что также влияет на увеличение ресурса работы опоры и дополнительно улучшает вибродемпфирующие свойства.
Выполнение опоры со смещением оси крепежных болтов относительно оси центральной втулки (оси штока стойки), а также наклоном оси центральной втулки относительно плоскости крепежной части корпуса позволяет за счет перераспределения сил обеспечить увеличение срока службы опоры и при этом использовать опору для различных вариантов исполнения подвески автомобилей.
Выполнение центральной распорной втулки с буртиками в торцевых зонах увеличит площадь поверхности вулканизации упругого элемента, улучшит надежность вулканизации втулки, что также влияет на увеличение ресурса работы опоры и улучшает вибродемпфирующие свойства
Фиг.1. - верхняя опора стойки передней подвески автомобиля, вид сверху;
Фиг.2. - сечение А-А фиг.1.
Верхняя опора стойки передней подвески автомобиля содержит: кольцеобразный корпус 1, центральную распорную втулку 2, опорную втулку 3 под подшипник, упругую вставку 4.
Кольцеобразный корпус 1 верхней опоры имеет центральную рабочую часть 5, образованную трубчатым отделом с отогнутым периферийным краевым участком 6 с одного конца (в нижней части) и с отогнутым внутренним участком 7, расположенным на другом конце в верхней части корпуса 1. Отогнутый внутренний участок 7 переходит в опорную часть 8 корпуса 1, предназначенную для связи с опорной втулкой 3 под подшипник. Опорная часть 8 переходит в крепежную часть 9 корпуса 1 с отогнутым вниз кромочным участком 10. Крепежная часть 9 предназначена для крепления к кузову.
Опорная 8 и крепежная 9 части корпуса расположены в разных плоскостях, при этом опорная часть 8 лежит ниже плоскости крепежной части «А». Плоскость опорной части 8 корпуса 1 перпендикулярна оси 11 центральной распорной втулки 2 и центральной рабочей части 5 кольцеобразного корпуса.
Кольцеобразный корпус 1 верхней опоры снабжен четырьмя кольцеобразным ребрами жесткости (двумя основными 12, 13, и двумя дополнительными 14, 15). Кольцеобразное ребро 12 выполнено в виде перехода между опорной частью 8 и отогнутым внутренним участком 7 центральной рабочей части 5. Кольцеобразное ребро 13 выполнено в виде перехода между опорной частью 8 и крепежной частью 9 корпуса 1. Два дополнительных кольцеобразных ребра жесткости 14, 15, образуют кольцевую канавку 16. Дополнительное ребро 14 соединено с ребром 13, образующим переход от крепежной 9 к опорной 8 части корпуса.
Опорная втулка 3 соединена с опорной частью 8 корпуса 1 через часть упругой вставки 4-1, привулканизированную к опорной части 8 и к опорной втулке 3. Часть упругой вставки 4-2 расположена между внутренней поверхностью трубчатого отдела центральной рабочей части 5 кольцеобразного корпуса и центральной распорной втулкой 2 и привулканизирована к ним.
Центральная распорная втулка 2 имеет буртики 2-1, 2-2 по торцам и контактирует своими верхним и нижним торцами с устанавливаемыми на штоке амортизатора тарельчатыми ограничителями 17 и 18 хода отбоя и хода сжатия соответственно упругой вставки.
Упругая вставка 4 снабжена верхним 4-3 и нижним 4-4 кольцевыми упругими элементами. Верхний кольцевой упругий элемент 4-3 упругой вставки 4 выполнен с выступами 19, привулканизирован к отогнутому внутреннему участку 7 центральной рабочей части 5 кольцеобразного корпуса 1 и расположен при установке опоры на пружинную стойку под периферийной кольцевой плоской частью тарельчатого ограничителя хода отбоя 18. Верхний упругий кольцевой элемент 4-3 снабжен периферийной наружной частью 4-6, которая охватывает кольцеобразные ребра жесткости 12, 13, 14, 15 и опорную часть 8 с верхней стороны.
Нижний кольцевой упругий элемент 4-4 упругой вставки 4 выполнен с выступами 20, привулканизирован к отогнутому периферийному краевому участку 6 центральной рабочей части 5 кольцеобразного корпуса 1 и расположен при установке опоры на пружинную стойку над тарельчатым ограничителем хода сжатия 17. Нижний кольцевой упругий элемент 4-4 через упругую вставку 1 переходит в периферийную часть 4-5, которая охватывает обратную сторону кольцеобразных ребер жесткости 13, 14, 15 и крепежной части 9 вплоть до кромочного участка 10. Периферийная часть 4-5 имеет три отверстия необходимые для установки крепежных болтов 21.
Опора выполнена со смещением оси 22 крепежных болтов 21 относительно оси 11 центральной распорной втулки 2 (которая совпадает с осью штока стойки), что позволяет иметь вариантное исполнение автомобилей с различным углом продольного наклона оси поворота (угол кастера), например, при оснащении усилителем рулевого управления.
Работа верхней опоры стойки передней подвески автомобиля заключается в следующем.
В статическом состоянии автомобиля верхняя опора пружинной стойки подвески автомобиля обеспечивает крепление стойки к его кузову.
Во время движения автомобиля, при наезде на неровности, колесо автомобиля совершает колебательные движения, при этом низкочастотные колебания от пружины стойки передней подвески в большей части демпфируются (поглощаются) эластичной прокладкой, расположенной между чашкой и пружиной. Меньшая часть низкочастотных колебаний через подшипник, опорную втулку 3 верхней опоры, часть 4-1 упругой вставки 4 верхней опоры, и корпус 1 верхней опоры передается на кузов, а высокочастотные колебания от штока стойки демпфируются (поглощаются) частью 4-2 упругой вставки 4 верхней опоры.
При равномерном движении автомобиля по ровной дороге, через подвеску на кузов передаются вибрации, возникающие от мелких неровностей и жесткого качения шин, шток стойки колеблется таким образом, что часть 4-2 упругой вставки 4 верхней опоры работает на сдвиг своих слоев, достигая при этом максимальной эффективности поглощения вибраций и комфортности езды на автомобиле.
Когда же усилия, передающиеся на верхнюю опору через шток, возрастают, а это происходит при наезде колеса на крупную неровность или попадании колеса в яму, в работу вступают тарельчатые ограничители ходов сжатия 17 и отбоя 18. За счет наличия на верхнем 4-3 и нижнем 4-4 кольцевых упругих элементах упругой вставки 4 выступов 19 и 20, контактирующих соответственно с тарельчатым ограничителем хода отбоя 18 и тарельчатым ограничителем хода сжатия 17, обеспечивается эффект плавности демпфирования (поглощения) вибраций верхней опорой. Это обусловлено тем, что данные выступы 19 и 20 выполняют функцию плавного включения той части их материала, которая должна работать на сжатие в данный момент времени. При этом ограничивается перемещение штока стойки и формируется прогрессивная характеристика верхней опоры, что увеличивает ее энергоемкость при меньших общих габаритах.
Опора может быть изготовлена на известном технологическом оборудовании с применением известных материалов.
Применение опоры позволит увеличить пробег автомобиля между ремонтами ходовой части, связанными с заменой верхней опоры.