Задняя подвеска транспортного средства
VEHICLE REAR SUSPENSION

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к колесным транспортным средствам, и касается подвесок грузовых автомобилей.
Новая конструкция разработана для тяжелых дорожных условий, а именно для внегородских условий: движение по грунтовым дорогам с различным состоянием поверхности, характеризуемым глубокими впадинами и выступами (0,1-0,5 м) с чередованием по длине с интервалом 1-5 м. Движение по такой дороге сопровождается продольно-поперечным колебанием машины с частотой, близкой к собственной частоте колебаний транспортных средств. В результате резко снижается скорость движения машины, повышаются динамические нагрузки. Вертикальный ход подвески приближается к максимальному, наблюдаются частые пробои амортизаторов. Для рассматриваемых дорожных условий подвеска должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к подвеске (см. Самусенко М.Ф. Конструирование и расчет большегрузных ТС, 1984. - 27-30 с.).
Подвески ходовых устройств предназначены для гашения колебаний подрессоренной массы автомобиля при движении в различных дорожных условиях. Из анализа работы транспортных средств известно, что возможны следующие направления колебаний, действующие на автомобиль: вертикальные колебания; продольные колебания (подергивание); поперечные колебания (снос); крутильные колебания в поперечной плоскости (раскачка); продольно-крутильные колебания (кивание); крутильные колебания в горизонтальной плоскости (рыскание - занос) (см. Вахламов В.К. Автомобили: Эксплуатационные свойства: Учебник для студ. высш. учеб. заведений - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 198-200 с.).
Известна конструкция подвески грузового автомобиля, состоящая из листовых полуэллиптических рессор, которые выполняют функции направляющего устройства и упругого элемента подвески, обеспечивая гашение колебаний за счет «сухого» трения между ее листами. Дополнительные металлические рессоры, которые воспринимают только вертикальные силы, концы которой упираются на кронштейны, прикрепленные к раме (см. Огородное С.М. Подвески транспортных средств. - Нижегородский государственный технический университет. - 2011. - 12 с.).
Недостатком данной конструкции является то, что невозможно обеспечить снижение амплитуды колебаний машины, возникающих от наезда на препятствие, поглощение данных колебаний происходит не в полной мере, и автомобиль имеет раскачивание.
Известна конструкция подвески транспортного средства со стабилизатором, содержащая амортизирующий узел, состоящий из продольной однолистовой металлической рессоры, пневматическую рессору, содержащую эластичную оболочку, которая выполнена из резины или резинокордного материала, и полый корпус, на котором крепится эластичная оболочка, стабилизатор бокового крена П-образной формы с отогнутыми концами из стержня или трубы (см. патент РФ №109437, B60G 21/04).
Недостатком известной конструкции является невозможность обеспечить полное поглощение возникающих колебаний. Кроме того, упругие элементы невозможно использовать в тяжелых условиях в виду их быстрого износа.
Известна конструкция задней пневматической подвески транспортного средства, содержащая упругие элементы в виде пневморессор, демпфирующие элементы в виде амортизаторов, нижние продольные реактивные штанги, верхние реактивные штанги, стабилизатор поперечной устойчивости (см. патент РФ №181478, B60G 21/00, B60G 7/00).
Недостатком данной конструкции является сниженная плавность хода в виду увеличенной неподрессоренной массы из-за наличия большого количества деталей. Кроме того, упругие элементы невозможно использовать в тяжелых условиях в виду их быстрого износа.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является задняя зависимая подвеска транспортного средства, содержащая упруго-демпфирующие элементы, выполненные в виде активных гидропневматических рессор, снабженных устройством управления из кабины водителя, продольные реактивные штанги, установленные попарно между гидропневматическими рессорами и закрепленные шарнирно своими концами с одной стороны на правом и левом кронштейнах крепления к раме, а с другой стороны - на кронштейнах крепления к мосту, поперечную реактивной штангу, выполненную с изгибом (см. патент РФ №165671, B60G 7/02, B60G 9/04, B60G 11/00).
Недостатком известной конструкции подвески является невозможно обеспечить полное поглощение возникающих колебаний, что ухудшает плавность хода на неровных дорогах, характеризуемых глубокими впадинами и выступами.
Техническая проблема известных технических решений заключается в том, что невозможно обеспечить полное поглощение возникающих колебаний, что ухудшает плавность хода на неровных дорогах, характеризуемых глубокими впадинами и выступами.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что задняя зависимая подвеска транспортного средства содержит продольные реактивные штанги, выполненные изогнутыми и шарнирно закрепленные одним концом к раме транспортного средства, а другим - к мосту, поперечную штангу, шарнирно закрепленную на мосту и раме, и упругие элементы, соединенные с одной стороны с рамой, а с другой - с мостом. Подвеска содержит буфер сжатия, установленный на раме, буфер отбоя, установленный на мосту, V-образные реактивные штанги, установленные одним концом на поперечине рамы посредством шарнирного узла, а другими концами - шарнирно на мосту. Упругие элементы выполнены в виде пневмогидравлических амортизаторов, снабженных внешней пневмокамерой. Поперечная штанга выполнена П-образной, отогнутые рычаги которой связаны с мостом через шарнирно установленные серьги и выполнены с возможностью регулировки их длины. Отогнутые рычаги поперечной П-образной штанги представляют собой резьбовые стержни с контргайками, завинченные в трубчатые концы рычагов и жестко связанные с шарнирами серег.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в обеспечении требуемой упругой характеристики подвески при одновременном повышении плавности хода транспортного средства в тяжелых дорожных условиях.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 схематично изображена задняя подвеска транспортного средства, вид сзади;
- на фиг. 2 - задняя подвеска транспортного средства, вид сбоку;
- на фиг. 3 - задняя подвеска транспортного средства, вид сбоку и сверху;
- на фиг. 4 - задняя подвеска транспортного средства, вид сверху.
Задняя подвеска транспортного средства связывает раму 1 с задним мостом 2 и содержит амортизаторы 3 с дополнительными внешними пневмокамерами 4, соединенные с рамой 1 транспортного средства с помощью верхних кронштейнов 5, а с мостом 2 с помощью нижних кронштейнов 6. Пневмогидравлические амортизаторы 3 с дополнительной внешней пневматической камерой 4 позволяют повысить адаптивность подвески к нагрузке на мост автомобиля в тяжелых дорожных условиях и упростить конструкцию подвески. Внешняя пневмокамера, связанная с внутренней пневмокамерой амортизатора, уменьшает относительное изменение объема газа в конце хода сжатия и тем самым смягчает упругую характеристику. Это позволяет при увеличенных ходах сжатия и отбоя амортизатора, предназначенного для использования на дорогах, характеризуемых глубокими впадинами и выступами (0,1…0,5 м), сохранять требуемые значения жесткости подвески. Адаптивность к нагрузке на колесо обеспечено выбором такого давления в пневмокамерах, при котором в положении статической нагрузки устанавливается примерное равенство ходов сжатия и отбоя. Продольные реактивные штанги 7 выполнены с изгибом и закреплены с одной стороны на раме 1 посредством стоек 8 кронштейнами 9, а с другой стороны на мосту 2 через кронштейны 10, закрепленные на накладках 11 при помощи болтового соединения. Изогнутые продольные реактивные штанги 7 позволяют снизить продольные динамические нагрузки за счет упругой деформации. Величина изгиба штанг рассчитывается исходя из требуемого значения их жесткости. В качестве ограничителей хода подвески использованы буферы 12 сжатия, закрепленные снизу рамы 1, и буферы 13 отбоя, закрепленные снизу накладок 11. Буферы сжатия 12 и отбоя 13, как ограничители хода гидропневматического амортизатора, исключают возможность его пробоя на дорогах, характеризуемых глубокими впадинами и выступами (0,1…0,5 м) и снижают динамическую нагрузку, приходящуюся на элементы крепления поршня к штоку. Это позволяет повысить надежность подвески без значительного ее усложнения. На задней части моста 2 шарнирно закреплены серьги 14, с которыми шарнирно связан П-образный стабилизатор 15 поперечной устойчивости (П-образная штанга). П-образный стабилизатор 15 крепится шарнирно к раме 1 через стойки 16 и кронштейны 17. П-образная реактивная штанга 15 обеспечивает более эффективное гашение поперечной динамической нагрузки, что важно для использования автомобиля на дорогах, характеризуемых глубокими впадинами и выступами (0,1…0,5 м). П-образная штанга 15 за счет большой длины боковых рычагов позволяет подбирать оптимальную поперечную жесткость подвески в более широком диапазоне. Механизм крепления П-образной штанги 15 к мосту 2 через серьги 14 позволяет мосту 2 совершать вертикальные перемещения без поворота вокруг горизонтальной поперечной оси моста 2 (как и в прототипе), что снижает динамические нагрузки на элементы подвески и улучшает условия работы карданного вала, повышая его ресурс. Этот же механизм позволяет удобно установить на мосту 2 буфер ограничения хода отбоя 13 амортизатора 3. Длина серьги 14 и боковых рычагов П-образной штанги 15 рассчитывается в зависимости от величины хода амортизатора 3. Верхние V-образные реактивные штанги 18 установлены одним концом на межосевой поперечине 19 рамы 1 при помощи центрального шарнирного узла 20, а другие концы установлены на мосту 2 через кронштейны 21. V-образная реактивная штанга 18, воспринимающая поперечные колебания, продольные и круговые горизонтальные колебания, позволяет повысить плавность хода и управляемость автомобиля на неровных дорогах. Отогнутые рычаги 24 П-образного стабилизатора 15 снабжены устройствами регулировки их длины, включающими резьбовые стержни 22 с контргайками 23, завинчивающиеся в трубчатые концы рычагов 24 и жестко связанные с шарнирами серег 14. Регулировку длины этих рычагов производят одновременно с установкой требуемого давления в пневмокамерах. Верхняя сторона серег 14 имеет плоскую площадку для контакта с буферами 13 отбоя, что обеспечивает плотный контакт с ними. Крепления амортизатора 3 к раме 1 посредством поднимающихся над ней кронштейнов позволяет увеличить ход амортизатора, что важно для использования автомобиля на дорогах, характеризуемых глубокими впадинами и выступами (0,1…0,5) м. Такое конструктивное выполнение заявляемого технического решения позволяет обеспечить требуемые упругие характеристики подвески при одновременном повышении плавности хода транспортного средства в тяжелых дорожных условиях.
Заявляемая задняя подвеска транспортного средства работает следующим образом.
При перемещении транспортного средства по неровностям дороги происходит изменение расстояния между задним мостом 2 и рамой 1 транспортного средства, и при этом автомобиль испытывает динамические и статические нагрузки, воспринимаемые подвеской. Амортизаторы 3 с дополнительной внешней пневмокамерой 4 гасят преимущественно вертикальные нагрузки, обеспечивая плавное движение. Продольные нагрузки, передающиеся от колес транспортного средства, воспринимаются продольными реактивными штангами 7. Поперечные нагрузки воспринимает стабилизатор 15 поперечной устойчивости. Горизонтальные продольные, поперечные и крутильные колебания рамы 1 транспортного средства устраняются за счет V-образной реактивной штанги 18. Следовательно, все возможные направления колебаний рамы воспринимаются элементами подвески. В качестве ограничителей хода амортизатора используются буферы 12 сжатия и буферы 13 отбоя. В случае большого хода сжатия балка моста 2 упрется в буфер 12, а в случае большого хода отбоя плоская площадка серьги 14 упрется в буфер 13.
Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает требуемую упругую характеристику подвески транспортного средства с повышением плавности хода транспортного средства в тяжелых дорожных условиях.