Подвеска спортивного автомобиля с наклоном колес и кузова в сторону поворота
SPORTS CAR SUSPENSION WITH WHEELS AND BODY INCLINATION TOWARDS TURNING

Область применения:
подвеска спортивного автомобиля с наклоном колес и кузова в сторону поворота относится к независимым подвескам транспортных средств.
Уровень техники:
независимые подвески транспортных средств получили широкое распространение. Известно множество разновидностей по типу, например: схемы на поперечных, продольных рычагах, многорычажные, тип «качающаяся свеча» и их производные.
Все известные схемы по приложению усилия от упругого элемента делятся на две группы:
1. Передающие усилие от упругого элемента непосредственно на кузов транспортного средства.
2. Передающие усилие от упругого элемента на кузов транспортного средства через подвижный элемент.
Передача усилия от упругого элемента на кузов транспортного средства через подвижный элемент позволяет обеспечить прогрессивную характеристику усилия, оптимизировать положение упругих элементов относительно кузова, объединять упругие элементы в блоки, в том числе со стабилизаторами поперечной устойчивости, изменять наклон кузова и колес транспортного средства в случае приложения дополнительного усилия на подвижный элемент.
Известные аналоги, представляющие схемы подвесок транспортных средств, относятся к трициклам или средствам мотоциклетного типа. Наклон кузова и колес в них прямо пропорционален и момент, передаваемый на подвижный элемент прикладывается к продольной относительно кузова оси на которой расположен подвижный элемент. Источником момента является либо сам кузов, то есть его принудительный динамический наклон, либо рулевое управление через механическую или гидравлическую связь, и соответствует «мотоциклетной природе» динамических процессов данной группы транспортных средств.
В качестве прототипов известны:
US 4921263 B60G 21/007. 01.05.1990 г.
Наклонная машина.
US 4974863 B62D 9/02. 04.12.1990 г.
Устройство стабилизации для наклонного транспортного средства.
US 5040812 B60G 21/07 20.08.1991 г.
Наклоняемый автомобиль.
US 7591337 B60G 3/20 22.09.2009 г.
Транспортное средство, включающее раму, рычаги, правое, левое колесо. Система наклонной подвески включает поперечную балку (подвижный элемент) левый, правый упругие элементы. Поперечная балка соединена с рамой и поворачивается вокруг продольной оси транспортного средства, с ней шарнирно соединены упругие элементы.
Патент РФ  2466033 B60G 3/14 10.11.2012 г.
Независимая подвеска легкового автомобиля содержащая стойки макферсона, стабилизатор, нижние рычаги перемещаемые тягой с гидравлическим приводом в поперечном направлении, с целью изменения угла наклона колес.
US 8602421 B2 B62D 9/02 10.12.2013 г.
Транспортное средство, включающее раму с седлом и рулем, правую и левую подвески, упругие элементы, крепящиеся нижними концами на цапфах колес, верхними - на подвижном элементе, поворачивающимся за счет поворота руля, в сторону противоположную повороту. Момент рулевого управления прикладывается на ось подвижного элемента расположенную параллельно продольной оси транспортного средства.
US 9090281 B2 B62D 9/02 28.07.2015 г.
Транспортное средство включает кузов и колеса, подвешенные на изогнутых рычагах, имеющих на концах в кузове зубчатые колеса связанные с зубчатым колесом в кузове. За счет движения рычагов в разные стороны происходит наклон кузова в сторону поворота.
US 9834271 B60G 9/00 05.12.2017 г.
Рычаги подвески вращающиеся вокруг одной и той же точки. Поворотная рама вращается вокруг той же точки. Блок управления – контролер управляющий наклоном колес согласно сигналам датчиков.
US 10023019 B2 B60G 17/00 17.07.2018 г.
Система подвески с балансирным механизмом и сервоприводами с компьютерным управлением.
US 10076939 B62D 9/04 18.09.2018 г. Система подвески, включающая поперечную многорычажную подвеску с системой балансировки, приводящей первый и второй поворотные кулаки.
US 10077091 B60G 7/02 18.09.2018 г.
US 10486747 B62D 21/183 26.11.2019 г.
Моторизованный автомобиль с поворотной кабиной, сочетающей в себе черты автомобиля и мотоцикла. Транспортное средство, содержащее раму, имеющую три и более колес. Передний узел подвески и задний узел подвески, двигательную установку, кабину, подвешенную на горизонтальной оси, проходящей выше центра тяжести автомобиля.
Цель изобретения
Целью изобретения подвеска спортивного автомобиля с наклоном колес и кузова в сторону поворота было не разрушение известных и хорошо зарекомендовавших себя конструкций, а поиск пути внедрения в них узлов улучшающих их характеристики.
Для группы конструкций основанных на схемах с поперечными двойными рычагами, многорычажных схемах, схемах качающаяся свеча, «применительно к автомобильной природе» наклон продольной плоскости колес должен быть нулевым или слегка положительным в сторону поворота, наклон кузова может быть больше наклона плоскости колеса, но активных, экстремальных значений использующихся в мотоциклетных конструкциях не требуется.
Наклон плоскости колеса обуславливается оптимизацией положения точки контакта колеса, обеспечением выгодных условий работы беговой дорожки шин, выравнивании нагрузок на шины, наружного и внутреннего колес.
Наклон кузова должен быть положительным в сторону поворота, но не приводящих к резким изменениям основных параметров кинематической схемы.
В этом случае изменение наклона в сторону поворота прежде всего позволяет выровнять, перераспределить нагрузку между наружной и внутренней сторонами конструкции.
Подвеска спортивного автомобиля с наклоном колес и кузова в сторону поворота состоящая из кузова 1 фиг.1 соединенного посредством шарниров с  поперечными рычагами, 2 фиг.1 и колесными узлами включающими цапфы 3 фиг.1, колеса 4 фиг.1, содержащая упругие элементы в виде цилиндрических пружин в блоке с амортизаторами, 5 фиг. 1 закрепленными одним концом на цапфе, а другим на подвижном элементе (качалке) 6 фиг. 1 отличается тем, что свободные концы качалок связаны поперечно-расположенной тягой 7 фиг.1 , на которую подается поперечный оси кузова импульс противоположный по направлению рулевому импульсу.
При движении по прямой схема работает как классическая независимая подвеска, при повороте рулевые тяги и тяга 7 фиг.2. соединяющая качалки, движутся в противоположные стороны.  Наружная к повороту качалка 6 фиг.2. опускает точку приложения усилия наружного упругого элемента 5 фиг.2. А внутренняя качалка 6фиг.2. поднимает точку приложения усилия  внутреннего упругого элемента 5 фиг.2. При этом происходит удлинение диагонали 1-2; и укорочение диагонали 3-4.
За счет этого продольные плоскости колес 4 фиг. 2. и продольная плоскость кузова 1 фиг.2. наклоняются в сторону поворота.
При этом во всех фазах и режимах подвеска спортивного автомобиля с наклоном колес и кузова в сторону поворота является полностью независимой, а нагрузка на наружную и внутреннюю стороны подвески распределяется более равномерно.
За счет подбора соотношений рабочих величин плеч подвижных элементов (качалок) и величины импульса на тяге, соединяющей эти элементы, можно задавать различные углы наклона колес и кузова при повороте  рулевого  колеса на один и тот же угол.
Устройство, передающее импульс, обратный рулевому импульсу на динамическую цепь подвески от точки 1 до точки 4 должно иметь входящий импульс от рулевого механизма, трансформировать его механическим, электромеханическим, гидравлическим способами в импульс обратный по направлению. Так как реактивные реакции от рулевого механизма и устройства передающего импульс на механизм изменения наклона спортивного автомобиля противоположны по направлению, то подбором конструктивных параметров их взаимное негативное влияние можно нейтрализовать.
Изменение длины тяги 7 фиг.1 изменяет клиренс транспортного средства в обратной пропорции. Описанная схема компактна, независима по конструкции и исполнению от конструкции большинства спортивных автомобилей и может быть интегрирована в существующие модели.
Испытания прототипа подвески спортивного автомобиля с углом наклона колес и кузова в сторону поворота показали, что узлом передачи импульса, обратного рулевому, на тягу 7 фиг.1 необходимо оснастить подвеску управляемой оси, подвеска неуправляемой оси повторяет движение, заданное подвеске управляемой оси.