УЗЕЛ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ РЫЧАГОВ ЗАДНЕЙ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к ходовым подвескам транспортных средств.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является узел взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля, патент РФ на полезную модель №50155, B60G 3/00, с приоритетом от 14.05.2005, пуб. 27.12.2005 г. Бюл. №36, включающий неразъемно (посредством сварочных швов) соединенные посредством V-образного в поперечном сечении соединителя продольные рычаги с неразъемно (сварочными швами) закрепленными на них кронштейнами для крепления амортизаторов и осей ступиц, каждый из кронштейнов установлен на продольном рычаге посредством соосных установочных отверстий двух боковых стенок, на взаимосвязывающей же эти стенки поперечной стенке кронштейна выполнены два крепежных фланца с соосными отверстиями для крепления амортизатора, расположенные друг от друга на расстоянии соответствующем ширине крепежного элемента амортизатора и продольно ориентированные относительно неразъемно закрепленного к кронштейну толстостенного фланца, предназначенного для крепления оси ступицы. Толстостенный фланец выполнен в форме прямоугольника с параллельными друг к другу наружной и внутренней плоскими поверхностями. Толстостенный фланец неразъемно закреплен к кронштейну посредством сварочных швов к его боковым стенкам. Ось ступицы предназначена для крепления разъемным соединением (болтами) к наружной плоской поверхности толстостенного фланца своим плоским основанием, практически перпендикулярно расположенным к оси ступицы, которая при закреплении на толстостенный фланец плоским основанием будет поперечно располагаться относительно продольной оси узла. В узел введен стабилизатор поперечной устойчивости, выполненный в виде металлического прутка и расположенный в центре полярного момента инерции поперечного сечения V-образного соединителя с прохождением с зазорами через отверстия стенок продольных рычагов с внутренних их сторон и установленный в отверстиях стенок этих рычагов с наружных их сторон с выходом из этих отверстий и с неразъемным закреплением к наружным поверхностям стенок продольных рычагов с наружных их сторон посредством сварочных швов. Монтаж амортизаторов в крепежных фланцах кронштейнов осуществляется посредством болта, устанавливаемого через выполненные в крепежных фланцах соосные отверстия.
Недостатками данного технического решения узла взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля являются:
недостаточная устойчивость и управляемость автомобиля, особенно в повороте из-за уменьшения пятна контакта каждой шины при повороте автомобиля по причине практически параллельного расположения оси ступицы каждого заднего колеса относительно поверхности дороги (практически параллельного расположения оси ступицы каждого заднего колеса относительно горизонтали на плане узла сзади или спереди, что дает в итоге практически нулевое значение развала каждого из этих колес), т.е. при движении автомобиля на прямолинейном участке дороги шины задних колес при нулевом развале имеют контакт с дорогой по полным площадям их пятен контакта, так как развал задних колес практически нулевой, а при движении автомобиля в повороте под воздействием на него центробежных сил инерции, шины этих колес деформируются внутрь (к центру) окружности поворота и тем самым пятна контакта этих шин с дорогой уменьшаются;
недостаточный выбег автомобиля (излишний расход топлива, повышенный износ деталей взаимодействующих с узлом, таких как, например, подшипников осей ступиц) из-за практически нулевого значения схождений задних колес, что приводит при движении автомобиля к отклонениям проекций продольных плоскостей задних колес от продольной оси узла (наружу) и в связи с этим, приводит к работе подшипников осей ступиц в нагруженное состояние, к повышенному сопротивлению колес относительно дороги, к повышенному износу шин.
Технический результат: повышение эксплуатационных качеств узла на автомобиле, а за счет этого и повышение таких эксплуатационных качеств в целом автомобиля как, устойчивость, управляемость и его выбег.
Указанный технический результат достигается тем, что в узле взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля, включающем неразъемно соединенные посредством V-образного в поперечном сечении соединителя продольные рычаги с неразъемно закрепленными на них кронштейнами для крепления амортизаторов и осей ступиц, каждый из кронштейнов установлен на продольном рычаге боковыми стенками, к которым жестко закреплен толстостенный фланец в форме прямоугольника, наружная плоская поверхность которого предназначена для закрепления на ней оси ступицы своим плоским основанием, практически перпендикулярно расположенным к оси ступицы, которая при закреплении на толстостенный фланец предназначена для поперечного расположения относительно продольной оси узла, в который введен стабилизатор поперечной устойчивости, выполненный в виде металлического прутка и расположенный в центре полярного момента инерции поперечного сечения V-образного соединителя с прохождением с зазорами через отверстия стенок продольных рычагов с внутренних их сторон и установленный в отверстия стенок этих рычагов с наружных их сторон с неразъемным закреплением к наружным поверхностям этих сторон рычагов, согласно полезной модели, на плане узла сзади или спереди проекция задней или передней кромки наружной плоской поверхности каждого толстостенного фланца образует в направлении от нижней точки к верхней отклонение относительно вертикали на угол в диапазоне от 48′ до 1°12′, обеспечивая развал каждого заднего колеса на такой же угол относительно вертикали при установке колес на оси ступиц и установке последних плоскими основаниями на толстостенные фланцы, а на плане узла сверху или снизу проекция верхней или нижней кромки наружной плоской поверхности каждого толстостенного фланца образует в направлении от задней точки к передней отклонение относительно продольной оси узла на угол в диапазоне от 1′ до 20′, обеспечивая схождение каждого заднего колеса на такой же угол относительно продольной оси узла при установке колес на оси ступиц и установке последних плоскими основаниями на толстостенные фланцы.
В частном случае, в узле взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля, в каждом толстостенном фланце отклонение проекции задней или передней кромки его наружной плоской поверхности в направлении от нижней точки к верхней относительно вертикали на угол в диапазоне от 48′ до 1°12′ на плане узла сзади или спереди, и отклонение проекции верхней или нижней кромки его наружной плоской поверхности в направлении от задней точки к передней относительно продольной оси узла на угол в диапазоне от 1′ до 20′ на плане узла сверху или снизу, достигнуты посредством выборки лишних участков толстостенного фланца с образованием его наружной плоской поверхности, наклоненной проекциями кромок под заданными углами из данных диапазонов относительно его внутренней плоской поверхности.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется на чертежах:
Фиг.1. - узел взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля, общий вид сверху;
Фиг.2. - вид А на фиг.1;
Фиг.3. - вид Б на фиг.2.
Узел 1 взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля, включает неразъемно соединенные посредством V-образного в поперечном сечении соединителя 2 продольные рычаги 3 с неразъемно закрепленными на них кронштейнами 4 для крепления амортизаторов 5 и осей 6 ступиц. Каждый из кронштейнов 4 установлен на соответствующем продольном рычаге 3 посредством двух боковых стенок 7, на верхней взаимосвязывающей же эти стенки поперечной стенке 8 выполнены два крепежных фланца 9 с соосными отверстиями 10 для крепления амортизатора 5. К боковым стенкам 7 каждого кронштейна 4 жестко (посредством сварочных швов) закреплен толстостенный фланец 11 в форме прямоугольника, в частности выполненный со скругленными углами. Наружная плоская поверхность 12 толстостенного фланца 11 предназначена для закрепления на ней оси 6 ступицы своим плоским основанием 13, практически перпендикулярно расположенным к оси 6 ступицы, которая при закреплении на толстостенный фланец 11 предназначена для поперечного расположения относительно продольной оси «L» узла 1. В узле 1 взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля введен стабилизатор поперечной устойчивости 14, выполненный в виде металлического прутка и расположенный в центре полярного момента инерции поперечного сечения V-образного соединителя 2 с прохождением с зазорами через отверстия 15 стенок 16 продольных рычагов 3 с внутренних их сторон и установленный в отверстия 17 стенок 18 этих рычагов 3 с наружных их сторон с неразъемным закреплением (в частности, посредством сварочных швов) к наружным поверхностям этих наружных сторон рычагов 3.
1
1
2
На плане узла 1 сзади или спереди (в частности рассмотрим на плане узла 1 сзади, как показано на фиг.2.) проекция задней 19 или передней 20 кромки (в частности рассмотрим проекцию задней кромки 19, как показано на фиг.2.) наружной плоской поверхности 12 каждого толстостенного фланца 11 образует в направлении от нижней точки «A» к верхней точке «А2» отклонение относительно вертикали «V» на угол «α» в диапазоне от 48′ до 1°12′, обеспечивая развал каждого заднего колеса (не показаны) на такой же угол «а» относительно вертикали «V» при установке колес на оси 6 ступиц и установке последних (осей 6 ступиц) плоскими основаниями 13 на толстостенные фланцы 11. То есть, отклонение проекции задней 19 или передней 20 кромки наружной плоской поверхности 12 каждого толстостенного фланца 11 на плане узла 1 сзади или спереди образует в направлении от нижней точки «A» к верхней точке «А» отклонение относительно вертикали «V» на угол «α» в диапазоне от 48′ до 1°12′, которое на плане узла 1 сзади или спереди образует отклонение на такой же угол «а» каждой оси 6 ступицы относительно перпендикуляра «N» к вертикали «V» при закреплении каждой из них плоским основанием 13 на соответствующем толстостенном фланце 11, обеспечивая развал каждого заднего колеса на тот же угол «а» относительно вертикали «V».
1
2
1
2
А на плане узла 1 сверху или снизу (в частности рассмотрим на плане узла 1 сверху, как показано на фиг.3.) проекция верхней 21 или нижней 22 кромки (в частности рассмотрим проекцию нижней кромки 22, как показано на фиг.3) наружной плоской поверхности 12 каждого толстостенного фланца 11 образует в направлении от задней точки «Б» к передней точке «Б» отклонение относительно продольной оси «L» узла 1 на угол «β» в диапазоне от 1′ до 20′, обеспечивая схождение каждого заднего колеса (не показаны) на такой же угол «β» относительно продольной оси «L» узла 1 при установке колес на оси 6 ступиц и установке последних (осей 6 ступиц) плоскими основаниями 13 на толстостенные фланцы 11. То есть, отклонение проекции верхней 21 или нижней 22 кромки наружной плоской поверхности 12 каждого толстостенного фланца 11 на плане узла 1 сверху или снизу образует в направлении от задней точки «Б» к передней точке «Б» отклонение относительно продольной оси «L» узла 1 на угол «β» в диапазоне от 1′′ до 20′, которое на плане узла 1 сверху или снизу образует отклонение на такой же угол «β» каждой оси 6 ступицы относительно перпендикуляра «N» к продольной оси «L» узла 1 при закреплении каждой из них плоским основанием 13 на соответствующем толстостенном фланце 11, обеспечивая схождение каждого заднего колеса на тот же угол «β» относительно продольной оси «L» узла 1.
1
2
На фиг.2. точка «A» совпадает с позицией 22, а точка «А» с позицией 21.
1
2
1
2
В частном случае, в узле 1 взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля, в каждом толстостенном фланце 11 отклонение проекции задней 19 или передней 20 кромки его наружной плоской поверхности 12 в направлении от нижней точки «A» к верхней точке «А» относительно вертикали «V» на угол «α» в диапазоне от 48′ до 1°12′ на плане узла 1 сзади или спереди, и отклонение проекции верхней 21 или нижней 22 кромки его наружной плоской поверхности 12 в направлении от задней точки «Б» к передней точке «Б» относительно продольной оси «L» узла 1 на угол «β» в диапазоне от 1′ до 20′ на плане узла 1 сверху или снизу, достигнуты посредством выборки лишних участков толстостенного фланца 11 с образованием его наружной плоской поверхности 12, наклоненной проекциями кромок под заданными углами «α» и «β» из данных диапазонов (от 48′ до 1°12′ и от 1′ до 20′) относительно его внутренней плоской поверхности 23. В частности, выборка лишних участков каждого толстостенного фланца 11 осуществлена посредством фрезеровки со стороны его наружной плоской поверхности 12.
Работает узел 1 взаимосвязанных рычагов задней подвески в составе автомобиля следующим образом.
При эксплуатации узла 1, а именно при движении автомобиля по дороге, под действием сил возникающих от неровностей дороги на колесо (например кочка), соответствующий продольный рычаг 3 перемещается вверх сжимая пружину амортизатора 5 и закручивает соединитель 2 вместе со стабилизатором поперечной устойчивости 14 относительно второго продольного рычага 3, тем самым гася энергию удара переданную от дороги на подвеску. Кроме того, в тоже самое время узел 1 выполняет основную свою функцию - сохраняет определенное расположение осей 6 ступиц и как следствие сохраняет расположение плоскостей колес относительно автомобиля при любых их перемещениях. Расположение осей 6 ступиц в заявляемом узле 1 зависит от взаиморасположения продольных рычагов 3 и от конструктивных особенностей толстостенных фланцев 11 кронштейнов 4, а именно от наклона их наружных плоских поверхностей 12, к которым крепятся плоскими основаниями 13 оси 6 ступиц.
Выполнение в заявленном техническом решении узла взаимосвязанных рычагов задней подвески автомобиля так, что на плане узла сзади или спереди проекция задней или передней кромки наружной плоской поверхности каждого толстостенного фланца образует в направлении от нижней точки к верхней отклонение относительно вертикали на угол «α» в диапазоне от 48′ до 1°12′, обеспечивая развал каждого заднего колеса на такой же угол «α» относительно вертикали при установке колес на оси ступиц и установке последних плоскими основаниями на толстостенные фланцы, а на плане узла сверху или снизу проекция верхней или нижней кромки наружной плоской поверхности каждого толстостенного фланца образует в направлении от задней точки к передней отклонение относительно продольной оси узла на угол «β» в диапазоне от 1′ до 20′, обеспечивая схождение каждого заднего колеса на такой же угол «β» относительно продольной оси узла при установке колес на оси ступиц и установке последних плоскими основаниями на толстостенные фланцы - устраняет недостатки присущие техническому решению выбранному в качестве прототипа (во-первых, за счет появившегося развала задних колес в заявляемом решении при движении автомобиля в повороте пятно контакта шин этих колес с дорогой увеличивается по сравнению с прямолинейным движением, а это улучшает устойчивость и управляемость автомобиля в повороте; во-вторых, за счет появившегося схождения задних колес в заявляемом решении уменьшается нагрузка на подшипники осей ступиц, снижается сопротивление колес относительно дороги, снижается износ шин) и позволяет достичь следующий технический результат: повысить эксплуатационные качества узла на автомобиле, а за счет этого и повысить такие эксплуатационные качества в целом автомобиля как, устойчивость, управляемость и его выбег.