Устройство балансирной подвески колес транспортного средства
DEVICE FOR BALANCING SUSPENSION OF VEHICLE WHEELS

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а более конкретно - к транспортным средствам повышенной проходимости, имеющим несколько ведущих мостов, вездеходной технике.
Известны различные конструкции балансирных подвесок, направленные на улучшение проходимости и надежности различных транспортных средств.
Известна балансирная подвеска многоосного автомобиля (РФ №88419), расположенная между рамой и первым, вторым мостами, на продольных полуэллиптических рессорах.
Известна балансирная подвеска колес автомобиля, имеющего три и более моста, причем два из них расположены близко друг к другу (РФ №2321501). Подвеска колес автомобиля содержит балансирно расположенные рессоры, взаимосвязанные с двумя мостами. С каждой стороны автомобиля балансирно расположены две рессоры. Концы рессор установлены в кронштейнах, соединенных с мостами. Один кронштейн имеет фиксированную относительно моста опору качания. Второй кронштейн взаимосвязан с плавающей вдоль моста опорой качания.
Известна подвеска многоосных автомобилей средней и большой грузоподъемности (РФ №2605958). Балансирная подвеска содержит с каждой стороны автомобиля по две балансирно расположенные рессоры, концы которых установлены в кронштейнах, соединенных с мостами. Один кронштейн имеет фиксированную относительно моста опору качания, а второй кронштейн взаимосвязан с плавающей вдоль моста опорой качания. В кронштейнах рессор установлены шарниры качания с продольными П-образными направляющими. Нижние шарниры выполнены в виде крестовин. Внутри направляющих расположены балки мостов. В одном из них балка моста зафиксирована на опоре качания, в другом - балка моста установлена в крейцкопфе, который зафиксирован на опоре качания.
Известно транспортное средство, которое содержит два ведущих моста, соединенных балансирной подвеской, выполненной с продольными полуэллиптическими рессорами и раздаточной коробкой с шарнирным креплением к кузову или раме транспортного средства соосно шарнирному креплению продольных полуэллиптических рессор балансирной подвески к кузову или раме транспортного средства (патент РФ №246068). Вездеходные качества транспортного средства повышаются за счет оптимизирования длины шлицевых соединений в составных карданных валах связывающих раздаточную коробку с редукторами ведущих мостов при согласованном повороте в вертикальной плоскости вокруг общей геометрической оси.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является совокупное повышение внедорожных возможностей транспортных средств (проходимости и надежности (снижение поломок), повышение долговечности в сложных дорожных условиях).
Технический результат достигается тем, что в устройстве балансирной подвески колес транспортного средства с, как минимум, двумя ведущими мостами, соединенными между собой балансирной подвеской с продольными рессорами, связанной с несущей системой, например, рамой или кузовом транспортного средства, подвеска содержит балансирно расположенные рессоры, взаимосвязанные с мостами и несущей системой реактивные рычаги и продольные тяги, аммортизаторы, при этом рессоры соединены с рамой или кузовом посредством соединительного узла, содержащего опору специальной конструкции с пастелями и с осью вращения, удерживающую мосты от поперечного смещения и кронштейна крепления к несущей системе, так же содержит раздаточную коробку, установленную между мостами транспортного средства на собственной оси качения, связанную карданными передачами с силовой установкой транспортного средства, редукторами ведущих мостов и продольной шарнирной тягой с одним из ведущих мостов, за счет чего достигается согласованный поворот раздаточной коробки от перемещения ведущих мостов в вертикальной плоскости, как следствие оптимизируются углы излома крестовин хода в шлицевых соединениях карданных валов, соединенных с раздаточной коробкой.
Продольная шарнирная тяга, соединяющая раздаточную коробку с одним из ведущих мостов, может быть выполнена регулируемой для точной настройки положения раздаточной коробки относительно ведущих мостов.
Целесообразно, чтобы соединительный узел соединения рессор с рамой или кузовом транспортного средства состоял из кронштейна крепления выполненного из двух щек соединенных между собой, установленный на раме, и опоры специальной конструкции с осью вращения и пастелью состоящей из ограничительных щек и корпуса опоры, установленной с кронштейном на одной оси, при этом опора расположена между щеками кронштейна которые стянуты проходящим через ось вращения болтом большого сечения.
Также целесообразно, чтобы рессоры были отцентрированы относительно опор при помощи стягивающих болтов рессор и притянуты к ним посредством стремянок через подкладки, а так же дополнительно сжаты между щек опор, что препятствует поперечному смещению рессор, при помощи болтов на определенную величину, ограниченную распорными втулками, а крепление рессор к опорам было выполнено, предпочтительно, со смещением к переднему по ходу движения мосту.
Кроме того, целесообразно, чтобы балансирная подвеска содержала телескопические аммортизаторы и отбойники, при этом перемещение мостов вниз ограничено посредством телескопических аммортизаторов, которые шарнирно прикреплены одним концом к раме или кузову, а другим - к соответствующим мостам, и вверх - отбойниками, установленными на раме или кузове и ответными площадками отбойников на мостах.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием и фигурами. на которых показаны:
на фиг. 1 - устройство балансирной подвески колес транспортного средства, согласно изобретению, общий вид,
на фиг. 2 - конструкция соединительного узла балансирной подвески, согласно изобретению.
Устройство балансирной подвески, согласно изобретению, на фиг. 1 показано на примере подвески колес полноприводного автомобиля с двумя ведущими мостами 9 и 10, где мост 10 является задним по ходу движения, которые соединены между собой рессорами 8 и системой продольных тяг 4, 5 и реактивных рычагов 15, 16 через раму 1.
Согласно изобретению, подвеска содержит продольные рессоры 8, которые соединены с мостами 9, 10 при помощи шарнирных соединений 18, рессоры шарнирно прикреплены к раме 1 посредством соединительного узла, механически удерживающего мосты 9, 10 от поперечного смещения и одновременно обеспечивающего свободное вращение мостов.
На фиг. 1 и фиг. 2 показаны продольные полуэллиптические рессоры 8 как многолистовые, однако они могут быть любого другого выполнения в зависимости от условий эксплуатации и вида транспортного средства.
На фиг. 2 показан оптимальный вариант конструкции соединительного узла. Соединительный узел включает кронштейн 7, выполненный из двух щек соединенных между собой, закрепленный на раме 1, и опору 22 специальной конструкции с осью вращения 21 и пастелью состоящей из ограничительных щек 27 и корпуса опоры, установленную с кронштейном 7 на одной оси 21, при этом опора 22 расположена между щеками кронштейна 7 которые стянуты проходящим через ось вращения 21 болтом большого сечения. Такое соединение опоры 22 допускает только качание относительно оси 21, а расположение опоры 22 между двумя щеками кронштейна 7, которые стягиваются болтом большого сечения, проходящим через ось 2, не допускает перекоса.
Рессоры 8 центрированы с помощью стягивающих болтов 28 относительно опоры 22. На фиг. 2 рессоры 8 притянуты к опорам 22 посредством стремянок 24 через подкладки 25, а так же дополнительно сжаты между щек 27 опор 22, что препятствует поперечному смещению рессор, при помощи болтов 29 на определенную величину, ограниченную распорными втулками 26. Шарнирное крепление рессор 8 к опорам 22 выполнено, предпочтительно, со смещением к среднему ведущему мосту 9 (по ходу движения). Необходимость смещения и его величина определяется расчетным или опытным путем для увеличения надежности и долговечности рессор.
Данная конструкция надежно обеспечивает свободное вращение мостов относительно оси 21 и при больших ходах работы подвески, механически удерживает мосты 9, 10 от поперечного смещения, исключает возникновение дополнительных нагрузок на раму, что позволяет не использовать применяемые обычно устройства или тяги, удерживающие мосты 9, 10 от поперечного смещения, (например тягу Панара). Это повышает проходимость и надежность транспортного средства.
Устройство балансирной подвески, согласно изобретению, содержит также раздаточную коробку 13 и продольную шарнирную тягу 6.
Крутящий момент от силовой установки транспортного средства передается на входной вал 20 раздаточной коробки 13, а затем посредством карданных валов 12 передается на редукторы ведущих мостов 9, 10.
Раздаточная коробка 13 прикреплена к раме 1 при помощи опор 11 и имеет собственную ось вращения 23, расположение которой соответствует минимизации углов излома крестовин карданных валов 12 и входного карданного вала (на рисунке не указан), соединенного с валом 20, при перемещениях мостов 9, 10. Расположение раздаточной коробки 13 может быть определено расчетным или опытным путем и зависит от типа транспортного средства и геометрии примененных тяг и рычагов.
Раздаточная коробка 13 соединена с задним мостом 10 продольной шарнирной тягой 6. При этом один конец тяги 6 соединен с раздаточной коробкой 13 через реактивный рычаг 14, а другой - через реактивный рычаг 17 с задним мостом 10. Посредством тяги, рычагов и опоры 11, раздаточная коробка 13 кинематически связана с рамой 1 и задним ведущим мостом 10.
Целесообразно, чтобы продольная тяга 6 была выполнена регулируемой для точной настройки положения раздаточной коробки 13 относительно ведущих мостов 9, 10 с целью уменьшения углов излома крестовин карданных валов к повышения долговечности транспортного средства.
Таким образом, раздаточная коробка 13 имеет возможность зависимого качения на оси 23 относительно мостов 9 и 10, что позволяет оптимизировать углы излома, ход в шлицевых соединениях карданных валов 12 и входного карданного вала от коробки передач транспортного средства (на рисунке не указан) и, таким образом, увеличить общий ход мостов 9, 10, повышая проходимость и долговечность транспортного средства.
Устройство балансирной подвески снабжено телескопическими аммортизаторами 2, которые шарнирно прикреплены одним концом к раме 1, а другим к соответствующим мостам, отбойниками 3 установленными на раме 1, и соответствующими им площадками отбойников 19 на мостах, что совокупно ограничивает перемещение мостов вниз - вверх, соответственно.
В шарнирных соединениях 18 моста и рессоры 8 используются сайлентблоки, которые в значительной мере уменьшают скручивающие нагрузки на листы рессор 8, обеспечивая их высокую долговечность.
Рабата балансирной подвески автомобиля осуществляется следующим образом.
При прямолинейном движении автомобиля тяговые и тормозные силы от колес, мостов 9 и 10 передаются на реактивные рычаги 15, 16 и шарнирные соединения 18, далее через рессоры 8 на их опоры 22, ось 21 опоры рессоры и через шарниры продольных тяг 4 и 5 на кронштейны крепления опор рессор 7, затем на раму 1. Реактивные моменты от тяговых и тормозных сил, возникающие на мостах 9 и 10, воспринимаются рычагами мостов 15, 16, далее через продольные тяги 4 и 5 на кронштейны 7 с одной стороны, а с другой, через шарнирные соединения рессор 18, далее через рессоры 8, опоры рессор 22 и ось 21 на те же кронштейны опор 7. Рессоры 8 и продольные тяги 4 и 5 расположены на разной высоте, что позволяет исключить из конструкции балансирной подвески дополнительные реактивные тяги (не менее двух).
При движении в повороте центробежные силы стремятся сдвинуть автомобиль относительно мостов 9, 10 и колее транспортного средства, при этом нагрузки от рамы 1 воспринимаются кронштейнами опор рессор 7, осями вращения рессор 21, опорами рессор 22, рессорами 8 через щеки опор 27, шарнирными соединениями 18, от которых на мосты 9, 10 к колеса транспортного средства.
При наезде на препятствие обоих колес транспортного средства переднего моста 9 балансирной подвески усилие от моста 9 передается на два шарнирных соединения 18 переднего моста, далее на две рессоры 8, закрепленные на опорах 22. Рессоры 8 посредством шарнирных соединений 18 опираются на задний мост 10 и его колеса, при этом опоры рессор 22 поворачиваются на оси 21, поднимая ось вращения рессор, кронштейны 7, раму 1. Положение моста 10 сместится относительно оси вращения рессор 21 при этом усилие через рычат моста 17, продольную регулируемую тягу 6 передастся на рычаг раздаточной коробки 14, повернув раздаточную коробку 13 относительно оси вращения 23 на согласованный угол, зависящий от величины смещения моста 10. Этим достигается минимизация углов работы крестовин и хода в шлицевых соединениях карданных валов, присоединенных к раздаточной коробке 13 при артикуляции балансирной подвески.
При наезде на препятствие одного из колес моста, например правого колеса заднего моста 10 балансирной подвески, мост испытывает поперечный крен. Правая часть моста 10 приподнимается, усилие передается на шарнирное соединение 18 моста, затем на рессору 8 правой стороны, опору рессоры 22, оси вращения 21, правый кронштейн 7 и раму 1.
Таким образом, устройство балансирной подвески, согласно изобретению, улучшает внедорожные возможности транспортных средств повышая проходимость и надежность (снижение поломок), а так же повышает долговечность в сложных дорожных условиях.
Устройство балансирной подвески колес, согласно изобретению, может быть реализовано в любых колесных транспортных средствах, имеющих, по крайней мере, два ведущих моста с несущей системой в виде любого типа рам (обычных, упрочненых, лонжеронных и других) или кузова.