УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ ПОДВЕСКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
AUTOMOTIVE SUSPENSION ELASTIC ELEMENT

Изобретение относится к области автомобилестроения и может найти применение в подвесках транспортных средств.
Известны упругие элементы подвесок колесных машин в виде пружин, выполненных из жестких конструкционных материалов [1]. Недостатком таких элементов является необходимость наличия в подвеске демпфирующего устройства (например, амортизатора) для гашения вертикальных колебаний и направляющего устройства для гашения горизонтальных колебаний, вызываемых неровностями дорожного покрытия.
Известны пневматические резинокордные упругие элементы в виде мягких замкнутых резинокордных оболочек [1]. Данные упругие элементы требуют для обеспечения гашения колебаний, возникающих от воздействия дороги, введения в подвеску демпфирующего устройства, а для обеспечения поперечной устойчивости -направляющего устройства.
Известна пневматическая подвеска с резинокордной оболочкой [2] и регулируемыми демпфирующими свойствами, не требующая амортизатора. Недостатками подвески являются: сложность конструкции, снижающая надежность ее работы, и недостаточная поперечная устойчивость.
Предлагаемая конструкция имеет задачу увеличения поперечной жесткости упругого элемента, тем самым повышения горизонтальной устойчивости подвески. Поставленная задача решается применением в качестве упругого элемента подвески транспортного средства известной пневматической стойки шпренгельного моста, обеспечивающей предварительное напряжение (выгиб) его пролетного строения [3].
Предлагаемая конструкция упругого элемента подвески поясняется чертежами, где на:
- фиг.1 представлен вид конструкции сбоку;
- фиг.2 - вид сверху.
Упругий элемент подвески транспортного средства (фиг.1, 2) представляет собой конструкцию из уложенных соосно друг на друга герметических мягких торообразных оболочек 1, заполняемых газом под давлением. Жесткость и устойчивость оболочек 1 обеспечивается системой вант 2, выполненных из эластичного упругого материала. При помощи замков 3 (например, карабинов) ванты 2 прикрепляются с одной стороны к гибким кольцам 4, надетым на каждую из торообразных оболочек 1, равномерно размещенных по окружности тороида, с другой - к кольцу 5, выполненному из жесткого конструкционного материала. Длина вантов 2 каждой из мягких оболочек 1 имеет фиксированную величину и определяется исходя из требуемых геометрических габаритов упругого элемента и соблюдения условия положительных растягивающих усилий при любой деформации оболочек 1.
Оболочки 1, прикрепляемые друг к другу по линиям средних диаметров тороидов (предпочтительно прошивкой и склеиванием), соединяются рядом отверстий 6, образуя единый объем. Заполнение упругого элемента газом под давлением производится через впускной клапан 7, вмонтированный в одну из оболочек 1, в результате чего упругий элемент приобретает заданную форму и жесткость. Гибкие ванты 2, получая растягивающие усилия в пределах, заданных давлением газа в оболочках 1, образуют пространственную раскосную решетку, обладающую горизонтальной жесткостью, что придает конструкции поперечную устойчивость.
Работа пневматической стойки моста в качестве упругого элемента транспортного средства осуществляется следующим образом.
При наезде колеса транспортного средства на препятствие в подвеске происходит ход сжатия, подрессоренная и неподрессоренная массы автомобиля сближаются, деформируя упругий элемент в вертикальной плоскости. Объем внутренней полости оболочек 1 уменьшается, а давление газа в них и эффективная площадь мягких тороидов увеличивается. Величина растягивающих усилий в вантах 2 и материале оболочек 1 изменяется, не достигая нулевых значений, что обеспечивает заданная длиной вантов 2 жесткость пространственной решетки.
При ходе отбоя, например при отрыве колеса от поверхности дороги, осевая нагрузка на упругий элемент уменьшается, и он под действием внутреннего давления газа в оболочках 1 и упругих сил в вантах 2 принимает первоначальную форму. При дальнейшем ходе отбоя высота устройства увеличивается, а давление газа в оболочках уменьшается. Усилия в дальних от геометрического центра упругого элемента вантах 2 увеличивается, а в ближних оно может (в зависимости от величины хода) незначительно уменьшаться. При этом горизонтальная жесткость элемента, несмотря на перераспределение усилий в вантах, остается в диапазоне заданных системе гибких вант первоначальных растягивающих усилий. Кроме того, система вант гасит возникающие колебания подрессоренной массы транспортного средства, работая как демпфирующее устройство.
Таким образом, предлагаемая конструкция упругого элемента подвески, обладающая поперечной устойчивостью, позволяет снизить материалоемкость направляющего устройства и демпфирующего устройства (до полного исключения их из конструкции подвески), поскольку гашение вертикальных и горизонтальных колебаний будет осуществляться не только материалом мягких оболочек упругого элемента, но и пространственной гибкой решеткой, образованной вантами.
Использованные источники
1. Афанасьев Б.А. Проектирование полноприводных колесных машин: Учеб. для вузов / Б.А.Афанасьев, Б.Н.Белоусов, Л.Ф.Жеглов и др. // Под общ. ред. А.А.Полунгяна. - Т.2. - М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2000. - 640 с.
2. Пат.№23440468 РФ. Пневматическая подвеска / В.В.Новиков, Б.И.Фитилев, А.С.Дьяков. Опубл. 10.12.2008 00.00.00, бюл. №34.
3. Авт.св. №281267 СССР, МКИ E01D 9/08. Устройство распознавания сейсмических сигналов / Е.Е.Шарамонов, И.В.Соколов, В.С.Матвеев, С.В.Лисицын. - №3165285; заяв. 18.03.1987; опубл. 01.09.1988; приоритет 18.03.1987.