УСТРОЙСТВО КРЕПЛЕНИЯ ПРУЖИННОЙ СТОЙКИ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к подвескам автомобиля.
Известно устройство крепления пружинной стойки подвески автомобиля (патент РФ на изобретение №2270762, B60G 15/00, опубл. 27.02.2006 г.), включающее верхнюю опору с элементами крепления, жестко соединенными непосредственно с ее кольцеобразным корпусом, с нижней отбортовкой которого жестко соединена опорная втулка подшипника и к внутренней поверхности которого привулканизирована упругая вставка с привулканизированной центральной втулкой, в которой закреплен хвостовик штока стойки с установленными на нем по торцам центральной втулки тарельчатыми ограничителями хода отбоя и хода сжатия упругой вставки верхней опоры, кольцевой упругий элемент с выступами, расположенный между периферийной отбортовкой тарельчатого ограничителя хода отбоя упругой вставки и верхней отбортовкой корпуса верхней опоры выполнен заодно с упругой вставкой верхней опоры и привулканизирован к верхней отбортовке корпуса верхней опоры, опорный элемент подшипника, выполненный в виде чашки пружины и опоры буфера и поджимающий подшипник к его опорной втулке под действием пружины стойки, причем чашка пружины и опора буфера опорного элемента подшипника выполнены в виде единой детали из однородного материала с посадочным гнездом под верхнюю часть буфера, а в чашке пружины опорного элемента подшипника между ней и пружиной установлена эластичная прокладка, в которой выполнено винтовое посадочное седло под верхний виток пружины, буфер, расположенный на штоке под опорой буфера опорного элемента с фиксацией в последнем своей верхней частью.
Недостатком известного устройства крепления пружинной стойки подвески автомобиля является недостаточные вибро- и шумоизолирующие свойства при гашении низкоамплитудных высокочастотных колебаний по причине повышенной жесткости в осевом направлении верхней опоры устройства из-за увеличенного в осевом направлении и уменьшенного в радиальном направлении размера упругой вставки опоры устройства.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство крепления пружинной стойки подвески автомобиля (патент РФ на полезную модель №100962, B60G 15/06, опубл. 10.01.2011 г.), включающее верхнюю опору с элементами крепления к кузову, в корпусе которой установлен упругий элемент с привулканизированной центральной втулкой, в которой закреплен хвостовик штока стойки с установленными на нем по торцам центральной втулки ограничителями хода отбоя и сжатия упругого элемента верхней опоры, опорный элемент подшипника, выполненный в виде чашки пружины и опоры буфера с посадочным гнездом буфера, буфер, расположенный на штоке под опорой буфера опорного элемента с фиксацией в последнем своей верхней частью, корпус верхней опоры состоит из крепежного фланца с элементами крепления, опорной плоскости и конусной части, упругий элемент верхней опоры выполнен с посадочным гнездом подшипника и содержит армирующий стакан, делящий упругий элемент на две части: наружную, изолирующую стакан от корпуса верхней опоры и образующую верхнюю прокладку посадочного гнезда подшипника, и внутреннюю, содержащую нижнюю прокладку посадочного гнезда подшипника, буфер сжатия, цилиндрическую втулку и диафрагму, ограничитель хода отбоя верхней опоры состоит из опорного фланца, посадочной и цилиндрической частей и образует с цилиндрической втулкой упругого элемента кольцевой зазор, буфер отбоя верхней опоры имеет дискообразную форму и волнообразную поверхность с одной стороны и установлен между опорной плоскостью корпуса и опорным фланцем ограничителя хода отбоя, опорный элемент подшипника поджимает подшипник под действием пружины к посадочному гнезду подшипника упругого элемента верхней опоры, а в чашке пружины опорного элемента выполнено винтовое посадочное седло под верхний виток пружины.
Это техническое решение обладает следующими недостатками:
- размеры диафрагмы упругого элемента в радиальном направлении превышают размеры диафрагмы в осевом направлении, что обуславливает повышенную податливость верхней опоры в радиальном направлении, что, в свою очередь, отрицательно влияет на управляемость и устойчивость автомобиля, особенно при малых углах увода управляемых колес;
- буфер сжатия в статическом положении находится в соприкосновении с ограничителем хода сжатия и, вследствие этого, вступает в работу сразу даже при минимальном ходе сжатия штока стойки, вследствие чего верхняя опора устройства обладает повышенной жесткостью в осевом направлении на ходе сжатия, что приводит к снижению вибро- и шумоизолирующих свойств верхней опоры устройства при гашении низкоамплитудных высокочастотных колебаний.
Задачей полезной модели является создание технического решения устройства крепления пружинной стойки подвески автомобиля, обеспечивающего при использовании его в подвеске улучшение управляемости и устойчивости автомобиля при малых углах увода управляемых колес автомобиля, а также повышение вибро- и шумоизолирующих свойств устройства при гашении низкоамплитудных высокочастотных колебаний.
Технический результат: улучшение вибро- и шумоизолирующих свойств устройства крепления пружинной стойки подвески автомобиля при гашении низкоамплитудных высокочастотных колебаний, а также улучшение управляемости и устойчивости автомобиля при малых углах увода управляемых колес.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве крепления пружинной стойки подвески автомобиля, включающем верхнюю опору с элементами крепления к кузову, в корпусе которой установлен упругий элемент с привулканизированной центральной втулкой, в которой закреплен хвостовик штока стойки с установленными на нем по торцам центральной втулки ограничителями хода отбоя и сжатия упругого элемента верхней опоры, корпус которой состоит из крепежного фланца с элементами крепления, опорной плоскости и конусной части, упругий элемент которой выполнен с посадочным гнездом подшипника и содержит армирующий стакан, делящий упругий элемент на две части: наружную, изолирующую стакан от корпуса верхней опоры и образующую верхнюю прокладку посадочного гнезда подшипника, и внутреннюю, содержащую нижнюю прокладку посадочного гнезда подшипника, буфер сжатия, цилиндрическую втулку и диафрагму, ограничитель хода отбоя которой состоит из опорного фланца, посадочной и цилиндрической частей, буфер отбоя которой имеет дискообразную форму и волнообразную поверхность с одной стороны и установлен между опорной плоскостью корпуса и опорным фланцем ограничителя хода отбоя, опорный элемент подшипника, выполненный в виде чашки пружины и опоры буфера с посадочным гнездом буфера, буфер, расположенный на штоке под опорой буфера опорного элемента с фиксацией в последнем своей верхней частью, между буфером сжатия и ограничителем хода сжатия упругого элемента образован кольцевой зазор, а поверхность цилиндрической втулки выполнена волнообразной, выступы которой контактируют с цилиндрической частью ограничителя хода отбоя.
На фиг. 1 представлено в разрезе устройство крепления пружинной стойки подвески автомобиля, на фиг. 2 - верхняя опора устройства крепления пружинной стойки подвески автомобиля, на фиг. 3 - горизонтальное сечение верхней опоры.
Устройство крепления пружинной стойки подвески автомобиля 1 (фиг. 1) пружинной стойки 2 подвески автомобиля содержит: верхнюю опору 3 с элементами крепления 4 к кузову (не показан), корпусом 5, упругим элементом 6, буфером отбоя 7, ограничителем хода отбоя 8, центральной втулкой 9 упругого элемента, в которой закреплен хвостовик 10 штока 11 стойки, тарельчатым ограничителем хода сжатия 12, опорный элемент 13 с чашкой 14 пружины 15, в которой (чашке 14) выполнено винтовое посадочное седло 16 под верхний виток пружины 15 и опорой 17 буфера 18, который зафиксирован в опоре 17 своей верхней частью, подшипник 19, установленный в посадочном гнезде 20 упругого элемента 6 и опирающийся на опорный элемент 13.
Корпус 5 (фиг. 1) верхней опоры 3 устройства крепления 1 пружинной стойки 2 содержит крепежный фланец 21 с элементами крепления 4, опирающийся на кузов автомобиля (не показан), опорную плоскость 22 и конусную часть 23.
Установленный в корпусе 5 упругий элемент 6 верхней опоры 3 содержит посадочное гнездо 20 подшипника 19, а также армирующий стакан 24 с площадкой 25 посадочного гнезда 20 подшипника 19, при этом стакан 24 делит массив упругого элемента 6 на две части: наружную 26, которая в своей нижней части содержит верхнюю прокладку 27 посадочного гнезда 20, и внутреннюю 28, нижняя часть которой содержит буфер сжатия 29 с волнообразной профилированной поверхностью 30, образующей с ограничителем хода сжатия кольцевой зазор А, и нижнюю прокладку 31 посадочного гнезда 20, верхняя - цилиндрическую втулку 32, внутренняя поверхность которой выполнена волнообразной, а часть упругого элемента 6 между буфером 29 и втулкой 32 выполнена в виде диафрагмы 33.
По торцам центральной втулки 9 (фиг. 1) упругого элемента 6 установлены тарельчатый ограничитель хода сжатия 12, образующий кольцевой зазор A с волнообразной профилированной поверхностью 30 буфера сжатия 29 упругого элемента 6, и ограничитель хода отбоя 8 с опорным фланцем 34, опирающимся на имеющий дискообразную форму и волнообразную профилированную поверхность 35 буфер отбоя 7 с плоской посадочной частью 36 и цилиндрической частью 37, контактирующей с выступами волнообразной внутренней поверхности 38 (фиг. 3) цилиндрической втулки 32 (фиг. 1) упругого элемента 6.
Работает устройство крепления пружинной стойки подвески автомобиля следующим образом.
В статическом состоянии автомобиля устройство крепления 1 (фиг. 1), пружинной стойки 2 обеспечивает соединение с кузовом стойки 2 путем жесткого крепления верхней опоры 3 к кузову (не показан) с помощью элементов крепления 4, при этом усилия от пружины 15 передаются через опорный элемент 13 на подшипник 19 и далее через посадочное гнездо 20 упругого элемента 6 и крепежный фланец 21 корпуса 5 верхней опоры 3 на кузов автомобиля, а остальные элементы устройства крепления 1 в это время не нагружены.
При прямолинейном равномерном движении автомобиля по ровной дороге на устройство крепления 1 (фиг. 1) передаются осевые и радиальные усилия совокупно от высокочастотных низкоамплитудных колебаний, возникающих вследствие недостаточных демпфирующих качеств низкопрофильных шин и от сил в пятне контакта колеса, обусловленных малыми углами увода, вызываемых возмущениями от мелких неровностей дорожного полотна и неравномерностью аэродинамического сопротивления автомобиля; при этом совокупные усилия передаются на устройство крепления 1 (фиг. 1) пружиной 15 и штоком 11 пружинной стойки 2 подвески автомобиля, а осевые усилия, передаваемые пружиной 15 демпфируются (поглощаются) пакетом эластичных прокладок 27 и 31 посадочного гнезда 20 упругого элемента 6 верхней опоры 3.
Осевые усилия при ходе сжатия, передаваемые на устройство крепления 1 (фиг. 1) штоком 11 стойки 2 вызывают изгиб диафрагмы 33 внутренней части 28 упругого элемента 6, при этом буфер сжатия 29, отделенный зазором А от ограничителя ходя сжатия 12 в работу не вступает и не передает на упругий элемент 6 усилия сжатия от осевых высокочастотных низкоамплитудных колебаний при ходе сжатия.
Радиальные усилия, обусловленные малыми углами увода управляемых колес, вызывают радиальную деформацию диафрагмы 33 упругого элемента 6 верхней опоры и дополнительно деформацию выступов волнообразной поверхности 38 (фиг. 3) цилиндрической втулки 32 (фиг. 1) упругого элемента 6, вследствие чего повышается радиальная жесткость верхней опоры 3 устройства 1, что положительно влияет на управляемость и устойчивость автомобиля при малых углах увода управляемых колес.
Таким образом, предлагаемое устройство обладает лучшими вибро- и шумоизолирующими свойствами при гашении низкоамплитудных высокочастотных колебаний, а также обеспечивает улучшение управляемости и устойчивости управляемости и устойчивости автомобиля при малых углах увода управляемых колес