АДАПТИВНАЯ НЕЗАВИСИМАЯ ПОДВЕСКА
ADAPTIVE INDEPENDENT SUSPENSION

Изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях, например, легковых автомобилей.
Известны независимые подвески легковых автомобилей. Так, в книге Н.М.Стеблев. Современный автомобиль, второе изд. испр. и доп.-М.: Издательство ДОСААФ, 1955 г.на стр.156-159, рис.141 и рис.144 описана и показана независимая подвеска, установленная на переднем мосту автомобиля модели М20 «Победа», которая состоит из поворотной цапфы с возможностью угловых поворотов, закрепленная на верхнем рычаге подвески и на нижних рычагах подвески. Верхние и нижние рычаги подвески шарнирно установлены на поперечине рамы. Между нижними рычагами подвески и поперечиной рамы расположены винтовые пружины сжатия и амортизаторы. Несмотря на эффективность использования такой подвески, в части повышения плавности хода автомобиля, последняя обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что она не позволяет при возникновении динамических погрузок, создаваемых микро- и макронеровностями дорог, изменять в автоматическом режиме свои демпфирующие характеристики.
Известна также независимая подвеска легкового автомобиля (см. книгу Р.В.Ротенберг. Подвеска автомобиля и его колебания. Изд. 2-е переб. и доп. -М.: Машгиз, 1960 г.), где на стр.10-11 фиг.8a описана и показана такая подвеска. Такая конструкция в целом подобна вышеописанной и поэтому недостатки ее аналогичны.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такой независимой подвески для легковых автомобилей, которая бы могла в автоматическом режиме менять свои демпфирующие характеристики.
Поставленная цель достигается тем, что поперечина рамы с двух ее боковых сторон снабжена жестко к ней присоединенными шлицевыми втулками, в которых с помощью подобных шлицев расположены стержни, выполненные из упругого материала, концевые участки стержней также снабжены шлицами, взаимосвязанными с ответными, изготовленными в других, но подвижных втулках жестко закрепленных на рычагах подвески и подпружиненных относительно шлицевых втулок поперечины рамы винтовыми пружинами сжатия, причем рычаги подвески снабжены сферической формы упорами, контактирующими с наклонно размещенными направляющими, жестко установленными на упомянутой поперечине рамы автомобиля.
На фиг.1 показана адаптивная независимая подвеска, вид с торца транспортного средства, а на фиг.2 - принципиальная схема ее в перспективе.
Адаптивная независимая подвеска состоит из шлицевых втулок 1, снабженных шлицами, взаимосвязанными с шлицами 2, выполненными на упругих стержнях 3, которые имеют другие шлицы 4, контактирующие с ответными нарезными на подвижных втулках 5, связанных с рычагами подвески 6. Подвижные втулки 5 подпружинены винтовыми пружинами сжатия 7, установленными на упругих стержнях 3 между шлицевыми втулками 1 и подвижными втулками 5. Рычаги подвески 6 снабжены сферической формы упорами 8, контактирующими с наклонно расположенными направляющими 9, и другим своим концом с помощью шарниров 10 соединены с поворотной цапфой 11 рулевого колеса 12. Рулевая цапфа 11 также с помощью шарниров 13 связана рычагами 14 с втулками 15, установленными с возможностью угловых поворотов на оси 16, жестко присоединенной к поперечине рамы 17. Шлицевые втулки 1 и наклонно расположенные направляющие 9 также жестко закреплены на поперечине рамы 17. Между рычагами подвески 6 размещены гидравлические демпферы 18, а рулевое колесо 12 взаимодействует с неровностью дорожного полотна 19.
Работает адаптивная независимая подвеска следующим образом.
В статике, когда автомобиль (на чертежах не показан) находится под действием собственного веса кузова, его поперечина рамы 17 за счет того, что она жестко связана с осями 16 и шлицевыми втулками 1, а также за счет того, что колеса 12 оперты на дорожное полотно 19, обеспечивает угловой поворот рычагов подвесок 6 и рычагов 14 по стрелкам А, при этом стержни 3 получили определенную упругую угловую деформацию, являясь защемленными шлицами 2 и шлицами 4, и подвеска в итоге заняла такое положение, как это показано на фиг.1 и фиг.2. В движении, когда колеса 12 взаимодействуют с неровностями дорожного полотна 19, происходит резкое их перемещение в вертикальной плоскости, что способствует дальнейшему угловому повороту рычагов подвески 6 и рычагов 14 по тем же стрелкам А, при этом, если втулки 15 свободно проворачиваются на оси 16, то подвижные втулки 5 за счет наличия шлицев на их внутренних поверхностях, связанных с ответными шлицами 4, выполненными на упругих стержнях 3, упруго закручивают последние на еще больший угол. Одновременно рычаги подвески 6 перемещаются и по стрелкам В, так как их сферической формы упоры 8, жестко закрепленные на поперечине рамы 17, проскальзывают по наклонно расположенным направляющим 9. Такое перемещение рычагов подвески 6 способствует и движению в этом же направлении подвижных втулок 5, так как они жестко связаны с последними. А так как рабочая длина упругих стержней 3 уменьшается, то это приводит к увеличению крутильной их жесткости, что позволяет демпфировать динамические нагрузки, вызванные наездом колес 12 на неровности пути. Такое явление подтверждается известной зависимостью
<mrow><msub><mi>C</mi><mi>ϕ</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>G</mi><msub><mi>J</mi><mi>ρ</mi></msub></mrow><mrow><mi>l</mi><msup><mi>d</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow>
,
где G - модуль упругости материала стержня;
J - полярный момент инерции сечения стержня;
l - длина стержня;
d - диаметр стержня.
После исчезновения указанной динамической нагрузки под действием винтовых пружин сжатия 7 подвижные втулки 5 совместно с рычагами подвесок 6 возвращаются в исходное положение, проскальзывая в обратном направлении своими сферической формы упорами 8 по наклонно расположенным направляющим 9. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно направлено на повышение плавности хода автомобилей, снабженных независимой подвеской колес, за счет изменения в широких пределах в автоматическом режиме крутильной жесткости стержней, на которых размещены рычаги подвески.