Регулируемая торсионная подвеска колеса транспортного средства

Заявляемое техническое решение относится к транспортному машиностроению и касается конструкции подвески колес транспортного средства.
Известна торсионная подвеска колес транспортного средства (RU 2558496, МПК B60G 3/02, B60G 11/18, B60G 17/00, заявка 2013.12.09, опубликовано 2015.08.10), выбранная в качестве аналога, содержащая торсионный элемент, который одним концом расположен внутри трубы и механически связан с корпусом транспортного средства и с поворотным рычагом колеса, а другим концом - с корпусом транспортного средства через гидропневматическое устройство оперативного регулирования жесткости и клиренса, выполненного в виде гидроцилиндра или регулирующего амортизатора или поворотного гидроцилиндра, пневмогидроаккумулятора, гидроаппаратуры для оперативного изменения рабочего давления гидросистемы, при этом поворотный рычаг колеса выполнен за одно целое с опорной трубой, которая размещена в обойме с возможностью поворота, обойма жестко связана с корпусом транспортного средства и взаимодействует с опорной трубой рычага колеса посредством подшипников качения или скольжения. Торсионный элемент размещен в отверстии поворотного рычага колеса и в опорной трубе и выполнен с возможностью поворота относительно опорной трубы рычага поворота колеса в подшипниках качения или скольжения. Торсионный элемент выполнен резино-жгутовым.
По мнению авторов, технический результат проявляется в расширении функциональных возможностей, повышение надежности и долговечности устройства, а также снижение трудоемкости ремонта и монтажа.
Недостатками аналога являются:
- нестабильность характеристик подвески при значительных температурных колебаниях окружающей среды;
- продолжительная работа резино-жгутового торсионного элемента в условии низкой температуры приведет к его разрушению;
- потеря давления устройства оперативного регулирования жесткости и клиренса, в случае его поломки, приведет к полной потере несущей способности подвески аналога.
Задача, на выполнение которой направлено заявляемое техническое решение, являются обеспечение долговечности и требуемых жесткостных характеристик подвески независимо от температурных колебаний окружающей среды.
Данная задача выполняются за счет того, что заявляемое техническое решение - регулируемая торсионная подвеска колеса транспортного средства содержит опору (на которой крепится колесо), ось, поворотный рычаг, на боковой поверхности которого закреплен ограничитель хода колеса, опорный узел подвески, сборный торсион, закрепленный одним концом в трубчатой части поворотного рычага и другим концом в жесткой опоре, регулировочный рычаг, связывающий сборный торсион с кузовом транспортного средства через силовой элемент оперативного регулирования жесткости подвески.
Указанные технические результаты достигаются тем, что регулируемая торсионная подвеска колеса транспортного средства, содержащая опору, на которой крепится колесо, ось, поворотный рычаг, на боковой поверхности которого закреплен ограничитель хода колеса, опорный узел подвески, сборный торсион, закрепленный одним концом в трубчатой части поворотного рычага и другим концом в жесткой опоре, регулировочный рычаг, связывающий сборный торсион с кузовом транспортного средства через силовой элемент оперативного регулирования жесткости подвески, отличающаяся тем, что сборный торсион имеет со стороны жесткой опоры выступающий участок со шлицами, на которые насажен регулировочный рычаг, соединенный с штоком силового элемента оперативного регулирования жесткости подвески, при этом валы сборного торсиона изготовлены из рессорно-пружинной стали, а все элементы заявляемой конструкции подвески колеса транспортного средства невосприимчивы к температурным колебаниям окружающей среды, для обеспечения долговечности и требуемых жесткостных характеристик подвески независимо от температуры колебаний окружающей среды.
Валы сборного торсиона изготовлены из рессорно-пружинной стали. Все элементы заявляемой конструкции подвески колеса транспортного средства невосприимчивы к температурным колебаниям окружающей среды.
На фиг.1 представлена компоновочная схема подвески колеса транс- портного средства с колесом. На фиг.2 - регулируемая торсионная подвеска колеса транспортного средства с колесом (без силового элемента). На фиг.3 - разрез А-А, на фиг.4 - разрез Б-Б, на фиг.5 - разрез В-В.
Регулируемая торсионная подвеска колеса транспортного средства содержит опору 1 (на которой крепится колесо), ось 2, поворотный рычаг 3, на боковой поверхности которого закреплен ограничитель хода 4 колеса, опорный узел 5 подвески, сборный торсион 6, закрепленный одним концом в трубчатой части поворотного рычага 3 и другим концом в жесткой опоре 7, регулировочный рычаг 8, связывающий сборный торсион 6 с кузовом транс- портного средства через силовой элемент 9 оперативного регулирования жесткости подвески. Опора 1 колеса опирается на ось 2 через подшипник качения.
Опорный узел 5 состоит из корпуса 10, крепящегося болтовым соединением к несущему элементу кузова транспортного средства, роликовых радиально-упорных подшипников 11 и роликового радиального подшипника 12, насаженных на трубчатую часть поворотного рычага 3, крышки 13, поджимающей роликовые радиально-упорные подшипники 11 через большое упорное кольцо 14 и дистанционное кольцо 15 к корпусу 10, обеспечивая фиксацию поворотного рычага 3 от осевого смещения его внутрь кузова транспортного средства, из втулки 16 и малого упорного кольца 17, через которое гайками 18 обеспечивается осевое закрепление роликового радиального подшипника 12 и фиксация поворотного рычага 3 от осевого смещения его наружу кузова транспортного средства.
Крышка 13 крепится болтовым соединением к корпусу 10. Сборный торсион 6 состоит из наружного полого вала 20, внутреннего вала 21 и антифрикционной втулки 22. Внутренний вал 21 находятся в шлицевом соединении с наружным полым валом 20 со стороны поворотного рычага 3. Со стороны жесткой опоры 7 внутренний вал 21 опирается на наружный полый вал 20 через антифрикционную втулку 22, что позволяет обеспечить скользящее вращение выступающего конца внутреннего вала 21 при работе подвески. Выступающий конец внутреннего вала 21 имеет шлицы, на которые устанавливается регулировочный рычаг 8, который фиксируется болтовым соединением через приставную шайбу 25. Наружный полый вал 20 одним концом находятся в шлицевом соединении с поворотным рычагом 3, другим концом - в жесткой опоре 7 зафиксирован по лыске.
Поворотный рычаг 3 имеет крышку 19, которая прижимает внутренний вал 21 торцом шлицевого участка к стенке внутренней выточки наружного полого вала 20, обеспечивая его осевую фиксацию при работе подвески. Также крышка 19 обеспечивает легкий доступ к сборному торсиону 6 с наружной стороны кузова транспортного средства при ремонте и обслуживании подвески.
Жесткая опора 7 состоит из основания 23, в средней части которой имеется посадочное место для опирания конца наружного полого вала 20, и прижимной планки 24, которая прижимается болтами и фиксирует этот конец вала по лыске от поворота. Жесткая опора 7 крепится к несущему элементу кузова транспортного средства.
В качестве силового элемента 9 используется высокомощный линейный электрический двигатель, обеспечивающий оперативное изменение угла закручивания внутреннего вала 21 или сохранение его.
Подвеска с исправном состоянии работает следующим образом.
При наезде колеса транспортного средства на препятствие усилие передается на несущие элементы кузова транспортного средства через колесо, опору 1 колеса, ось 2, поворотный рычаг 3, опорный узел 5, при этом поворотный рычаг 3 поворачивается в опорном узле 5 и закручивает наружный полый вал 20 сборного торсиона 6 относительно жесткой опоры 7, вследствие этого возникает реакционный момент вала 20, стремящийся вернуть поворотный рычаг 3 в исходное положение.
Силовой элемент 9 через регулировочный рычаг 8, внутренний вал 21 и шлицы наружного полого вала 20 связан с поворотным рычагом 3, это позволяет оперативно, закручивая внутренний вал 21 в нужном направлении (по направлению поворота рычага 3 или против), уменьшить силу и амплитуду толчков, приходящихся на кузов транспортного средства при движении по неровностям, а так же предотвратить его раскачивание (эффект демпфирования).
При чрезмерной нагрузке, сильных толчках с большой амплитудой ограничитель хода 4 колеса, размещенный на поворотном рычаге 3, упираясь в механический фиксатор (не показан) кузова транспортного средства, предотвращает перегрузку и повреждение подвески колеса.
Оперативность срабатывания силового элемента 9 обеспечивается благодаря электронной системе управления (не показана) работы подвески транспортного средства. Крутильная жесткость наружного полого вала 20 и внутреннего 21 близки по величине.
Повышение живучести заявляемой конструкции подвески транспортного средства обеспечивается увеличением количества параллельно работающих торсионных валов - наружный полый вал и внутренний вал. В случае поломки наружного полого вала его нагрузку возьмет внутренний вал с силовым элементом. В случае поломки (или неисправности) внутреннего вала или силового элемента или электронной системы его управления подвеска утратит функцию регулирования, но полностью работоспособность не потеряет, поскольку наружный полый вал останется в рабочем состоянии.
Валы сборного торсиона изготовлены из рессорно-пружинной стали. Все элементы заявляемой конструкции подвески колеса транспортного средства невосприимчивы к температурным колебаниям окружающей среды.