ЖЕСТКИЙ МОСТ С ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ПОДВЕСКОЙ
RIGID AXLE WITH AIR SUSPENSION

Изобретение относится к жесткому мосту с непосредственной пневматической подвеской.
В жестких мостах с непосредственной пневматической подвеской, например в задних мостах с пневматической подвеской грузовых автомобилей, баллоны пневматической рессоры пневматической подвески расположены прямо, то есть непосредственно между балкой моста жесткого моста и соответствующим элементом базирования баллона пневматической рессоры на автомобильном шасси (например, на лонжероне рамы). В этой связи из СН 381102 А известна система подвески для тяжелых колесных транспортных средств, содержащая жесткий мост, который посредством продольных рычагов подвески сочленен с рамой транспортного средства. Для подрессоривания транспортного средства система подвески содержит пневматические рессоры, которые демпфируют движения продольных рычагов подвески. При этом баллоны пневматической рессоры вследствие своего большого объема и связанного с этим большого наружного диаметра занимают значительное монтажное пространство между балкой моста и лонжероном рамы.
Наряду с выполненными посредством баллонов пневматической рессоры пневматической подвески пружинящими элементами известные из уровня техники жесткие мосты для демпфирования колебаний между мостом и шасси нуждаются в дополнение к этому с каждой стороны моста по меньшей мере в одном амортизаторе колебаний. При этом соответствующий амортизатор колебаний расположен преимущественным образом в той же самой области между балкой моста и шасси, как и соответствующий пружинящий элемент моста, то есть в данном случае баллон пневматической рессоры пневматической подвески. При этом вообще желательно, чтобы амортизатор колебаний располагался на мосту как можно дальше снаружи, чтобы преобразовывать движения упругого хода моста или же соответствующих колес в соответствующие движения демпфирования амортизатора колебаний по возможности в соотношении 1:1. Для этого в идеале амортизатор колебаний расположен кроме того параллельно вертикальной оси автомобиля.
Тем не менее, вследствие больших размеров или же диаметра баллонов пневматической рессоры пневматической подвески такое желательное расположение амортизатора колебаний является проблематичным, так как соответствующая пневматическая рессора уже занимает монтажное пространство между балкой моста и шасси большей частью для себя. Поэтому в соответствующем родовому понятию жестком мосте с пневматической подвеской необходимо подходящим образом проводить амортизатор колебаний мимо пневматической рессоры.
Для этого известны решения, в которых амортизатор колебаний закреплен на балке моста и проводится наклонно мимо пневматической рессоры в направлении соответствующего крепления амортизатора колебаний на шасси. Наклонная проводка амортизатора колебаний мимо пневматической рессоры приводит, однако, к положению амортизатора колебаний с большим наклоном - амортизатор колебаний расположен не параллельно вертикальной оси, а под острым углом к ней. Вследствие этого коэффициент полезного действия амортизатора колебаний ухудшается, так как получающийся из-за движений упругого хода колеса или же моста путь демпфирования амортизатора колебаний (вследствие его наклонного положения), вынужденно обусловленный геометрически, получается меньше, чем соответствующий путь упругого хода колеса или же моста.
Это означает, что для того чтобы получить такой же эффект демпфирования, какой мог бы дать более тонкий амортизатор колебаний, который был бы расположен по существу параллельно пути упругого хода или же параллельно пневматической рессоре, должны быть применены более массивные или же более сильные амортизаторы колебаний.
Другие известные предложения по решению проблематики монтажного пространства между пневматической рессорой и амортизатором колебаний состоят в том, чтобы сместить параллельно или амортизатор колебаний, или пневматическую рессору, чтобы таким образом амортизатор колебаний снова мог быть расположен параллельно пути упругого хода или же параллельно пневматической рессоре. Однако как меры по параллельной прокладке амортизатора колебаний рядом с пневматической рессорой, так и альтернативное этому смещение самой пневматической рессоры являются конструктивно дорогостоящими и требуют невыгодных в весовом отношении дополнительных установочных элементов для смещенного амортизатора колебаний или же для смещенной пневматической рессоры, которые должны быть размещены на балке моста.
На этом фоне задачей настоящего изобретения является создание жесткого моста с непосредственной пневматической подвеской, в которой расположение амортизатора колебаний позволяет достичь оптимального коэффициента полезного действия амортизатора колебаний за счет того, что движения упругого хода колеса или же моста передаются на амортизатор колебаний по возможности в соотношении 1:1.
Данная задача решена посредством жесткого моста с непосредственной пневматической подвеской для грузового автомобиля, содержащего балку моста, продольный рычаг подвески, пневматическую рессору и амортизатор колебаний, причем пневматическая рессора расположена непосредственно по вертикали над балкой жесткого моста, находящаяся со стороны моста точка присоединения по меньшей мере одного амортизатора колебаний расположена на продольном рычаге подвески, а продольный рычаг подвески проходит сквозь балку моста в выемке балки моста. Предпочтительные формы выполнения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Как указано выше, жесткий мост содержит подвешенную на продольных рычагах подвески балку моста, а также пневматические рессоры и амортизаторы колебаний, при этом находящаяся со стороны моста точка присоединения амортизатора колебаний расположена на продольном рычаге подвески.
Под термином «непосредственная пневматическая подвеска» в смысле изобретения следует понимать расположение пневматических рессор непосредственно (то есть на прямой линии, соответственно направлению упругого хода) между балкой моста жесткого моста и шасси автомобиля, другими словами, расположение пневматических рессор в автомобиле непосредственно по вертикали над балкой жесткого моста.
Жесткий мост выполнен, по меньшей мере, таким образом, что с каждой стороны автомобиля расположены по меньшей мере один продольный рычаг подвески, одна пневматическая рессора и один амортизатор колебаний.
Вследствие расположения находящейся со стороны моста точки присоединения амортизатора колебаний на продольном рычаге подвески жесткого моста получается возможность сместить амортизатор колебаний параллельно по отношению к пневматической рессоре и таким образом удерживать продольную ось амортизатора колебаний параллельно направлению упругого хода колеса или же моста. Таким образом, амортизатор колебаний проходит своей продольной осью приблизительно параллельно, прежде всего параллельно вертикальной оси автомобиля.
При этом в отличие от уровня техники на балке моста все же не требуется никакого дополнительного держателя для находящейся со стороны моста точки присоединения амортизатора колебаний, что было бы конструктивно дорогостоящим и увеличивало бы неподрессоренные массы моста. Более того, в изобретении и без того имеющийся продольный рычаг подвески берет на себя задачу базирования и установки на опоре находящейся со стороны моста точки присоединения амортизатора колебаний. Таким образом, не требуются также дополнительные конструктивные элементы или конструктивные узлы для базирования амортизатора колебаний, и в любом случае имеется незначительное приращение веса неподрессоренных масс моста вследствие того, что имеющийся  продольный рычаг подвески переоборудуется для базирования амортизатора колебаний.
Изобретение реализуется, в первую очередь, независимо от того, где происходит случающееся со стороны моста присоединение амортизатора колебаний к продольному рычагу подвески. Так, например, амортизатор колебаний может оказывать воздействие внутри находящейся между обеими опорными точками продольного рычага подвески продольной области рычага подвески, если при этом может быть выдержано по существу параллельное направление амортизатора колебаний относительно направления упругого хода или же относительно пневматической рессоры.
В соответствии с изобретением балка моста имеет проем или выемку, причем продольный рычаг подвески проходит сквозь балку моста в выемке. Это решение особенно актуально в жестких мостах, в которых балка оси выполнена в виде литой детали. По сравнению с выполненными в виде кованых деталей балками моста литые балки моста обычно требуют большего поперечного сечения, прежде всего большей длины поперечного сечения вдоль направления упругого хода, чтобы они могли воспринимать нагрузки в режиме движения. При этом выемка в балке моста может быть расположена, прежде всего, в области нейтральных волокон балки моста, так что из-за наличия выемки возникает лишь незначительное снижение прочности на изгиб балки моста.
Расположение продольного рычага подвески проходящим сквозь балку моста в выемке последней позволяет поместить точку присоединения амортизатора колебаний в непосредственной близости от балки моста.
Кроме того, благодаря указанной выемке расположенная со стороны моста опора продольного рычага подвески может быть расположена с обратной по отношению к продольному рычагу подвески стороны балки моста. Вследствие этого эффективная длина продольного рычага подвески может быть увеличена в первую очередь без дополнительно занимаемого места на шасси, что является преимуществом для параллельной прокладки моста. В дополнение к этому имеющееся при известных условиях удлинение продольного рычага подвески может выступать за пределы его находящегося со стороны моста опорного участка, который в данном случае одновременно образует находящуюся со стороны моста точку присоединения амортизатора колебаний, благодаря такой форме выполнения тоже без проблем располагается по другую сторону балки моста, не нуждаясь в сложном и невыгодном для потока силовых линий выполнении балки моста и/или продольного рычага подвески.
Согласно особенно предпочтительной форме выполнения изобретения продольный рычаг подвески имеет все же удлинение за пределы его опорного участка со стороны моста. При этом находящаяся со стороны моста точка присоединения амортизатора колебаний выполнена посредством удлинения продольного рычага подвески.
Данная форма выполнения является особенно предпочтительной, если таким образом посредством удлинения продольного рычага подвески за пределы его находящегося со стороны моста опорного участка получается пропорциональное, обусловленное геометрически увеличение возникающего в амортизаторе пути демпфирования относительно пути упругого хода моста. Так как при таком способе амортизатор проходит при упругом ходе даже больший путь, чем пневматическая рессора, то может быть применен соответственно выбранный по параметрам более легкий или же более узкий амортизатор колебаний при таком же демпфирующем действии.
При этом удлинение продольного рычага подвески преимущественным образом выполнено в виде вилочного опорного установочного элемента. При таком способе находящееся со стороны моста опорное гнездо амортизатора колебаний может быть расположено непосредственно в вилочном опорном установочном элементе и, например, с помощью болта может быть связано с продольным рычагом подвески, благодаря чему получается особенно подходящая по цене и экономная в отношении веса реализация находящегося со стороны моста установочного элемента амортизатора.
Другая предпочтительная форма выполнения изобретения предполагает, что жесткий мост является передним мостом или управляемым поддерживающим мостом перед ведущим мостом (в дальнейшем поддерживающим мостом). Последние вместе с приводным неуправляемым задним мостом обычно образуют двухосную тележку, причем для дальнейшего снижения расхода топлива и износа шин при сниженных нагрузках поддерживающий мост при необходимости может быть выполнен также поднимаемым. В передних мостах и управляемых поддерживающих мостах пропорции монтажного пространства в области пневматической рессоры и амортизатора колебаний являются еще более ограниченными, так как в этих мостах дополнительно должны быть расположены поворачиваемые стойки колес, рычаги рулевой трапеции, гидравлическая система рулевого управления и тяги рулевой трапеции.
Таким образом, здесь тоже получаются преимущества благодаря жесткому мосту согласно изобретению, в котором расположенная со стороны моста точка присоединения амортизатора колебаний расположена на продольном рычаге подвески с особой экономией монтажного пространства и компактностью, вследствие чего, в дополнение к этому амортизатор колебаний может быть расположен также очень близко к пневматической рессоре и, следовательно, занимая мало места.
В дальнейшем изобретение разъясняется подробнее с помощью лишь представляющих примеры выполнения чертежей. При этом показано на:
Фиг. 1 - вид сбоку на жесткий мост с пневматической подвеской с амортизатором колебаний согласно уровню техники,
Фиг. 2 - изометрическое изображение жесткого моста с пневматической подвеской согласно форме выполнения настоящего изобретения, и
Фиг. 3 - жесткий мост согласно фиг. 2 в виде сбоку аналогично фиг. 1.
Фиг. 1 показывает, прежде всего, управляемую жесткую ось с непосредственной пневматической подвеской из уровня техники. Распознается балка 1 моста с расположенным на нем установочным элементом 2 опоры для шкворня поворотного кулака (не изображенной) управляемой стойки колеса, а также продольный рычаг 3 подвески для направления балки 1 моста. Непосредственно между балкой 1 моста и шасси 4 автомобиля расположена пневматическая рессора 5, которая подпружиненно поддерживает балку 1 моста относительно шасси 4.
Для демпфирования колебаний между неподрессоренными массами моста и автомобилем изображенный мост имеет с каждой стороны автомобиля амортизатор 6 колебаний. В изображенном уровне техники амортизатор 6 колебаний должен находиться между мостом и шасси в значительно наклоненном положении, чтобы не сталкиваться с пневматической рессорой 5, так как она по принципиальным причинам имеет большой диаметр.
Вследствие наклонного положения амортизатора 6 колебаний движения 7 упругого хода балки 1 моста в форме движений 8 амортизатора передаются амортизатору 6 колебаний приблизительно пропорционально. При этом движения 8 амортизатора вследствие геометрии все же на косинус наклонного положения α амортизатора 6 колебаний меньше, чем движения 7 упругого хода моста, как это показано на фиг. 6 с помощью нанесенных пунктирных вспомогательных линий.
Так как амортизатор 6 колебаний таким образом должен на малом пути 8 производить необходимое демпфирующее действие, для которого у расположенного параллельно направлению упругого хода (соотносительно с чертежом вертикально) амортизатора колебаний был бы в распоряжении больший путь 7, то соответственно этому амортизатор 6 колебаний, чтобы вызывать такое же демпфирование колебаний, как расположенный вертикально амортизатор колебаний, должен создавать более значительные усилия демпфирования. Это означает, что при уровне техники амортизатор 6 колебаний должен быть выбран по параметрам соответственно более сильным и, следовательно, более объемным и более тяжелым.
Возникающая вследствие наклонного расположения амортизатора 6 колебаний горизонтальная компонента усилия демпфирования является тоже нежелательной и излишне нагружает мост или же его подвешивание с помощью продольного рычага 3 подвески.
На фиг. 2 показан непосредственно подрессоренный жесткий мост согласно форме выполнения настоящего изобретения, здесь в изометрическом изображении. Изображенный мост представляет собой управляемый поддерживающий мост, который вместе с приводным (не изображенным) задним мостом образует двухосную тележку. Снова выявляется (выполненная здесь в виде литой детали) балка 1 моста с установочным элементом 2 опоры для управляемой с помощью гидравлической системы 9 рулевого управления стойки 10 колеса, а также пневматическая рессора 5, которая и здесь снова расположена непосредственно над балкой 1 моста, между балкой 1 моста и шасси 4.
Кроме того, балка 1 моста снова соединена с шасси 4 с помощью продольных рычагов 3 подвески. В изображенной форме выполнения продольные рычаги 3 подвески проходят сквозь балку 1 моста в соответствующих выемках 11, вследствие чего находящиеся со стороны моста опорные участки 12 продольных рычагов 3 подвески могут быть расположены на балке 1 моста с другой стороны от действующей для направления моста длины продольных рычагов 3 подвески (соотносительно с чертежом слева от балки 1 моста). Таким образом, в первую очередь, увеличивается (фактически без необходимости дополнительного монтажного пространства) действующая длина продольных рычагов 3 подвески, что является полезным для направляющей системы подвески моста и, следовательно, для характера упругого хода и ходовых характеристик.
Благодаря этому дополнительно является возможным шарнирное соединение находящегося со стороны моста конца амортизатора 6 колебаний в области расположенного на продольном рычаге 3 подвески удлинения 13. Для этого конец удлинения 13 продольного рычага 3 подвески выполнен вилкообразным, чтобы принимать находящуюся со стороны моста опору 14 амортизатора 6 колебаний. Таким образом, благодаря удлинению 13 продольного рычага 3 подвески создается возможность расположения находящейся со стороны моста опоры 14 амортизатора 6 колебаний на соответствующем горизонтальном удалении 13 от балки 1 моста (или же от находящейся со стороны моста опоры 12 продольного рычага 3 подвески), так что амортизатор 6 колебаний может быть расположен вертикально относительно автомобиля или же параллельно направлению упругого хода и направлен параллельно расположению пневматической рессоры 5.
Это означает, что путь 8 демпфирования амортизатора колебаний больше (как в уровне техники, см. фиг. 1) не является меньшим, чем путь 7 упругого хода пневматической рессоры 5 или же моста 1, а имеет, по меньшей мере, такую же величину, как путь 7 упругого хода моста. Вследствие шарнирного соединения балки 1 моста через продольный рычаг 3 подвески с шасси 4, из-за чего находящаяся со стороны моста опора 12 продольного рычага 3 подвески при упругом ходе направляется вдоль окружности, вокруг находящейся со стороны шасси опоры 15 продольного рычага 3 подвески, путь 8 демпфирования амортизатора 6 колебаний пропорционально даже больше в таком процентном отношении, которое соответствует отношению дополнительной длины 13 продольного рычага 3 подвески к длине продольного рычага 3 подвески между находящейся со стороны шасси опорой 15 и находящейся со стороны моста опорой 12 балки 1 моста.
Это означает, что в данной форме выполнения соответствующего изобретению жесткого моста амортизатор 6 колебаний проходит даже больший путь 8 демпфирования, чем это соответствует движению 7 упругого хода моста 1. Вследствие этого вносимые амортизатором усилия демпфирования снижаются, благодаря чему может быть применен соответственно более узкий и, следовательно, экономящий монтажное пространство и вес амортизатор 6 колебаний.
Фиг. 3 показывает форму выполнения жесткого моста согласно фиг. 2 еще раз в соответствующем фиг. 1 виде сбоку. Снова выявляется балка 1 моста, продольный рычаг 3 подвески, шасси 4, пневматическая рессора 5, а также амортизатор 6 колебаний. На фиг. 3 тоже видно, как продольный рычаг 3 подвески проходит сквозь балку 1 моста (см. также с фиг. 2 с выемкой 11) и образует с другой стороны балки 1 моста удлинение 13 для базирования находящегося со стороны моста опорного участка 14 амортизатора 6 колебаний. Вследствие того, что при движениях 7 упругого хода моста 1 продольный рычаг 3 подвески описывает круговые колебательные движения вокруг неподвижной относительно шасси опорной точки 15, получается соответствующее удлинению 13 продольного рычага 3 подвески пропорциональное увеличение пути 8 демпфирования, который проходит амортизатор 6 колебаний при движении 7 упругого хода.
Другими словами, это означает, что в изображенной форме выполнения изобретения путь 8 демпфирования получается существенно больше, чем путь 7 упругого хода моста, благодаря чему может быть применен амортизатор 6 колебаний с существенно более узкими размерами.
Таким образом, благодаря изобретению получается в целом компактное, экономящее конструктивное пространство и массу расположение балки 1 моста, продольного рычага 3 подвески, пневматической рессоры 5 и амортизатора 6 колебаний и одновременно эффективное, экономящее монтажное пространство и вес конструктивное решение амортизатора 6 колебаний. В дополнение к этому также становятся ненужными встречающиеся в уровне техники (см. фиг. 1) горизонтально действующие силовые компоненты усилия демпфирования, благодаря чему дополнительно разгружаются, прежде всего, опорные участки 12, 15 продольного рычага 3 подвески.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ:
1 - мост, балка моста
2 - установочный элемент опоры шкворня поворотного кулака
3 - продольный рычаг подвески
4 - шасси
5 - пневматическая рессора
6 - амортизатор колебаний
7 - путь упругого хода (мост)
8 - путь демпфирования (амортизатор колебаний)
9  -гидравлическая система рулевого управления
10 - стойка колеса
11 - выемка
12 - опорный участок (продольный рычаг подвески)
13 - удлинение продольного рычага подвески, горизонтальное расстояние
14 - опорный участок (амортизатор колебаний)
15 - опорный участок (продольный рычаг подвески).