RU209020U1

RU209020U1 - Adjustable Torsion Bar Suspension Vehicle Wheel

Info

Publication number: RU209020U1
Application number: RU2021109131U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Лебедев; Павел Дмитриевич Бородынкин
Priority date: 2021-04-03
Filing date: 2021-04-03
Publication date: 2022-01-28

Abstract

Заявляемое техническое решение относится к транспортному машиностроению и касается конструкции подвески колес транспортного средства.Регулируемая торсионная подвеска колеса транспортного средства содержит опору, на которой крепится колесо, ось, поворотный рычаг, на боковой поверхности которого закреплен ограничитель хода колеса, опорный узел подвески, сборный торсион, закрепленный одним концом в трубчатой части поворотного рычага и другим концом в жесткой опоре, регулировочный рычаг, связывающий сборный торсион с кузовом транспортного средства через силовой элемент оперативного регулирования жесткости подвески. Сборный торсион состоит из наружного полого вала, внутреннего вала и антифрикционной втулки, при этом наружный полый и внутренний валы находятся между собой в шлицевом соединении со стороны поворотного рычага, а со стороны жесткой опоры контактируют через антифрикционную втулку, к тому же внутренний вал длиннее наружного и имеет со стороны жесткой опоры выступающий участок со шлицами, на которые насажен регулировочный рычаг, соединенный с штоком силового элемента оперативного регулирования жесткости подвески.The claimed technical solution relates to transport engineering and relates to the design of the vehicle wheel suspension. The adjustable torsion bar suspension of the vehicle wheel contains a support on which the wheel is mounted, an axle, a swing arm, on the side surface of which a wheel travel limiter is fixed, a suspension support assembly, a prefabricated torsion bar, fixed at one end in the tubular part of the swivel arm and the other end in a rigid support, an adjusting lever connecting the assembled torsion bar with the vehicle body through the power element of the operational suspension stiffness control. The prefabricated torsion bar consists of an outer hollow shaft, an inner shaft and an anti-friction sleeve, while the outer hollow and inner shafts are splined to each other on the side of the swing arm, and on the side of the rigid support they contact through the anti-friction sleeve, in addition, the inner shaft is longer than the outer and has a protruding section with slots on the side of the rigid support, on which the adjusting lever is mounted, connected to the rod of the power element of the operational control of the suspension stiffness.

Description

Заявляемое техническое решение относится к транспортному машиностроению и касается конструкции подвески колес транспортного средства.The claimed technical solution relates to transport engineering and concerns the design of the vehicle wheel suspension.

Известна торсионная подвеска колес транспортного средства (RU 2558496, МПК B60G 3/02, B60G 11/18, B60G 17/00, заявка 2013.12.09, опубликовано 2015.08.10), выбранная в качестве аналога, содержащая торсионный элемент, который одним концом расположен внутри трубы и механически связан с корпусом транспортного средства и с поворотным рычагом колеса, а другим концом - с корпусом транспортного средства через гидропневматическое устройство оперативного регулирования жесткости и клиренса, выполненного в виде гидроцилиндра или регулирующего амортизатора или поворотного гидроцилиндра, пневмогидроаккумулятора, гидроаппаратуры для оперативного изменения рабочего давления гидросистемы, при этом поворотный рычаг колеса выполнен за одно целое с опорной трубой, которая размещена в обойме с возможностью поворота, обойма жестко связана с корпусом транспортного средства и взаимодействует с опорной трубой рычага колеса посредством подшипников качения или скольжения. Торсионный элемент размещен в отверстии поворотного рычага колеса и в опорной трубе и выполнен с возможностью поворота относительно опорной трубы рычага поворота колеса в подшипниках качения или скольжения. Торсионный элемент выполнен резино-жгутовым.Known torsion suspension of vehicle wheels (RU 2558496, IPC B60G 3/02, B60G 11/18, B60G 17/00, application 2013.12.09, published 2015.08.10), selected as an analogue, containing a torsion element, which is located at one end inside the pipe and is mechanically connected to the vehicle body and to the wheel swivel arm, and the other end to the vehicle body through a hydropneumatic device for quick control of stiffness and clearance, made in the form of a hydraulic cylinder or a control shock absorber or a rotary hydraulic cylinder, a pneumatic hydraulic accumulator, hydraulic equipment for quickly changing the working pressure of the hydraulic system, wherein the pivoting wheel lever is made in one piece with the support tube, which is placed in the cage with the possibility of rotation, the cage is rigidly connected to the vehicle body and interacts with the support tube of the wheel lever by means of rolling or plain bearings. The torsion element is placed in the hole of the wheel swivel arm and in the support tube and is configured to rotate relative to the support tube of the wheel swivel lever in rolling or plain bearings. The torsion element is made of rubber-harness.

По мнению авторов, технический результат проявляется в расширении функциональных возможностей, повышение надежности и долговечности устройства, а также снижение трудоемкости ремонта и монтажа.According to the authors, the technical result is manifested in expanding the functionality, increasing the reliability and durability of the device, as well as reducing the complexity of repair and installation.

Недостатками аналога являются:The disadvantages of analog are:

- нестабильность характеристик подвески при значительных температурных колебаниях окружающей среды;- instability of the characteristics of the suspension with significant temperature fluctuations in the environment;

- продолжительная работа резино-жгутового торсионного элемента в условии низкой температуры приведет к его разрушению;- long-term operation of the rubber-harness torsion element in a low temperature condition will lead to its destruction;

- потеря давления устройства оперативного регулирования жесткости и клиренса, в случае его поломки, приведет к полной потере несущей способности подвески аналога.- loss of pressure of the device for operational control of stiffness and clearance, in case of its breakdown, will lead to a complete loss of the bearing capacity of the analog suspension.

Задача, на выполнение которой направлено заявляемое техническое решение, являются обеспечение долговечности и требуемых жесткостных характеристик подвески независимо от температурных колебаний окружающей среды.The task to which the claimed technical solution is directed is to ensure the durability and the required stiffness characteristics of the suspension, regardless of the temperature fluctuations of the environment.

Данная задача выполняются за счет того, что заявляемое техническое решение - регулируемая торсионная подвеска колеса транспортного средства содержит опору (на которой крепится колесо), ось, поворотный рычаг, на боковой поверхности которого закреплен ограничитель хода колеса, опорный узел подвески, сборный торсион, закрепленный одним концом в трубчатой части поворотного рычага и другим концом в жесткой опоре, регулировочный рычаг, связывающий сборный торсион с кузовом транспортного средства через силовой элемент оперативного регулирования жесткости подвески.This task is performed due to the fact that the claimed technical solution - adjustable torsion bar suspension of a vehicle wheel contains a support (on which the wheel is mounted), an axle, a swing arm, on the side surface of which a wheel travel limiter is fixed, a support suspension assembly, a prefabricated torsion bar, fixed by one the end in the tubular part of the swing arm and the other end in the rigid support, the adjusting lever connecting the prefabricated torsion bar with the vehicle body through the power element of the operational control of the suspension stiffness.

Указанные технические результаты достигаются тем, что регулируемая торсионная подвеска колеса транспортного средства, содержащая опору, на которой крепится колесо, ось, поворотный рычаг, на боковой поверхности которого закреплен ограничитель хода колеса, опорный узел подвески, сборный торсион, закрепленный одним концом в трубчатой части поворотного рычага и другим концом в жесткой опоре, регулировочный рычаг, связывающий сборный торсион с кузовом транспортного средства через силовой элемент оперативного регулирования жесткости подвески, отличающаяся тем, что сборный торсион имеет со стороны жесткой опоры выступающий участок со шлицами, на которые насажен регулировочный рычаг, соединенный с штоком силового элемента оперативного регулирования жесткости подвески, при этом валы сборного торсиона изготовлены из рессорно-пружинной стали, а все элементы заявляемой конструкции подвески колеса транспортного средства невосприимчивы к температурным колебаниям окружающей среды, для обеспечения долговечности и требуемых жесткостных характеристик подвески независимо от температуры колебаний окружающей среды.These technical results are achieved by the fact that an adjustable torsion bar suspension of a vehicle wheel, containing a support on which the wheel is mounted, an axle, a swing arm, on the side surface of which a wheel travel limiter is fixed, a support suspension assembly, a prefabricated torsion bar fixed at one end in the tubular part of the rotary lever and the other end in a rigid support, an adjusting lever that connects the prefabricated torsion bar with the vehicle body through the power element of the operational suspension stiffness control, characterized in that the prefabricated torsion bar has a protruding section with slots on the side of the rigid support, on which the adjusting lever is mounted, connected to the rod of the power element of the operational control of the stiffness of the suspension, while the shafts of the prefabricated torsion bar are made of spring steel, and all elements of the proposed design of the vehicle wheel suspension are immune to temperature fluctuations of the environment, to ensure the durability and the required stiffness characteristics of the suspension, regardless of the temperature of the ambient fluctuations.

Валы сборного торсиона изготовлены из рессорно-пружинной стали. Все элементы заявляемой конструкции подвески колеса транспортного средства невосприимчивы к температурным колебаниям окружающей среды.Shafts of the prefabricated torsion bar are made of spring steel. All elements of the proposed design of the vehicle wheel suspension are immune to temperature fluctuations in the environment.

На фиг.1 представлена компоновочная схема подвески колеса транс- портного средства с колесом. На фиг.2 - регулируемая торсионная подвеска колеса транспортного средства с колесом (без силового элемента). На фиг.3 - разрез А-А, на фиг.4 - разрез Б-Б, на фиг.5 - разрез В-В.Figure 1 shows the layout diagram of the wheel suspension of a vehicle with a wheel. Figure 2 - adjustable torsion bar suspension of a vehicle wheel with a wheel (without a power element). Figure 3 - section A-A, figure 4 - section B-B, figure 5 - section B-B.

Регулируемая торсионная подвеска колеса транспортного средства содержит опору 1 (на которой крепится колесо), ось 2, поворотный рычаг 3, на боковой поверхности которого закреплен ограничитель хода 4 колеса, опорный узел 5 подвески, сборный торсион 6, закрепленный одним концом в трубчатой части поворотного рычага 3 и другим концом в жесткой опоре 7, регулировочный рычаг 8, связывающий сборный торсион 6 с кузовом транс- портного средства через силовой элемент 9 оперативного регулирования жесткости подвески. Опора 1 колеса опирается на ось 2 через подшипник качения.Adjustable torsion bar suspension of a vehicle wheel comprises a support 1 (on which the wheel is mounted), an axle 2, a swing arm 3, on the side surface of which a wheel travel limiter 4 is fixed, a support assembly 5 of the suspension, a prefabricated torsion bar 6 fixed at one end in the tubular part of the swing arm 3 and the other end in a rigid support 7, an adjusting lever 8 connecting the prefabricated torsion bar 6 with the vehicle body through the power element 9 of the operational control of the suspension stiffness. Wheel support 1 rests on axle 2 through a rolling bearing.

Опорный узел 5 состоит из корпуса 10, крепящегося болтовым соединением к несущему элементу кузова транспортного средства, роликовых радиально-упорных подшипников 11 и роликового радиального подшипника 12, насаженных на трубчатую часть поворотного рычага 3, крышки 13, поджимающей роликовые радиально-упорные подшипники 11 через большое упорное кольцо 14 и дистанционное кольцо 15 к корпусу 10, обеспечивая фиксацию поворотного рычага 3 от осевого смещения его внутрь кузова транспортного средства, из втулки 16 и малого упорного кольца 17, через которое гайками 18 обеспечивается осевое закрепление роликового радиального подшипника 12 и фиксация поворотного рычага 3 от осевого смещения его наружу кузова транспортного средства.The support unit 5 consists of a housing 10, bolted to the bearing element of the vehicle body, roller angular contact bearings 11 and a roller radial bearing 12 mounted on the tubular part of the rotary lever 3, a cover 13 that presses the roller angular contact bearings 11 through a large thrust ring 14 and spacer ring 15 to the body 10, providing fixation of the rotary lever 3 from its axial displacement inside the vehicle body, from the sleeve 16 and the small thrust ring 17, through which the nuts 18 provide axial fastening of the radial roller bearing 12 and fixation of the rotary lever 3 from its axial displacement outward of the vehicle body.

Крышка 13 крепится болтовым соединением к корпусу 10. Сборный торсион 6 состоит из наружного полого вала 20, внутреннего вала 21 и антифрикционной втулки 22. Внутренний вал 21 находятся в шлицевом соединении с наружным полым валом 20 со стороны поворотного рычага 3. Со стороны жесткой опоры 7 внутренний вал 21 опирается на наружный полый вал 20 через антифрикционную втулку 22, что позволяет обеспечить скользящее вращение выступающего конца внутреннего вала 21 при работе подвески. Выступающий конец внутреннего вала 21 имеет шлицы, на которые устанавливается регулировочный рычаг 8, который фиксируется болтовым соединением через приставную шайбу 25. Наружный полый вал 20 одним концом находятся в шлицевом соединении с поворотным рычагом 3, другим концом - в жесткой опоре 7 зафиксирован по лыске.The cover 13 is bolted to the body 10. The prefabricated torsion bar 6 consists of an outer hollow shaft 20, an inner shaft 21 and an anti-friction sleeve 22. The inner shaft 21 is splined with the outer hollow shaft 20 from the side of the rotary lever 3. From the side of the rigid support 7 the inner shaft 21 rests on the outer hollow shaft 20 through the anti-friction sleeve 22, which allows the sliding rotation of the protruding end of the inner shaft 21 during suspension operation. The protruding end of the inner shaft 21 has splines, on which the adjusting lever 8 is installed, which is fixed by bolting through the attachment washer 25. The outer hollow shaft 20 is splined at one end with the rotary lever 3, the other end is fixed on the flat in the rigid support 7.

Поворотный рычаг 3 имеет крышку 19, которая прижимает внутренний вал 21 торцом шлицевого участка к стенке внутренней выточки наружного полого вала 20, обеспечивая его осевую фиксацию при работе подвески. Также крышка 19 обеспечивает легкий доступ к сборному торсиону 6 с наружной стороны кузова транспортного средства при ремонте и обслуживании подвески.The rotary lever 3 has a cover 19, which presses the inner shaft 21 with the end of the spline section against the wall of the inner recess of the outer hollow shaft 20, ensuring its axial fixation during suspension operation. Also, the cover 19 provides easy access to the prefabricated torsion bar 6 from the outside of the vehicle body during suspension repair and maintenance.

Жесткая опора 7 состоит из основания 23, в средней части которой имеется посадочное место для опирания конца наружного полого вала 20, и прижимной планки 24, которая прижимается болтами и фиксирует этот конец вала по лыске от поворота. Жесткая опора 7 крепится к несущему элементу кузова транспортного средства.Rigid support 7 consists of a base 23, in the middle part of which there is a seat for supporting the end of the outer hollow shaft 20, and a clamping plate 24, which is pressed with bolts and fixes this end of the shaft along the flat from rotation. Rigid support 7 is attached to the bearing element of the vehicle body.

В качестве силового элемента 9 используется высокомощный линейный электрический двигатель, обеспечивающий оперативное изменение угла закручивания внутреннего вала 21 или сохранение его.As a power element 9, a high-power linear electric motor is used, which provides a quick change in the angle of twist of the inner shaft 21 or its preservation.

Подвеска с исправном состоянии работает следующим образом.Suspension in good condition works as follows.

При наезде колеса транспортного средства на препятствие усилие передается на несущие элементы кузова транспортного средства через колесо, опору 1 колеса, ось 2, поворотный рычаг 3, опорный узел 5, при этом поворотный рычаг 3 поворачивается в опорном узле 5 и закручивает наружный полый вал 20 сборного торсиона 6 относительно жесткой опоры 7, вследствие этого возникает реакционный момент вала 20, стремящийся вернуть поворотный рычаг 3 в исходное положение.When a vehicle wheel hits an obstacle, the force is transmitted to the bearing elements of the vehicle body through the wheel, wheel support 1, axle 2, swing arm 3, support unit 5, while the swing arm 3 rotates in the support unit 5 and twists the outer hollow shaft 20 of the prefabricated torsion bar 6 relative to the rigid support 7, as a result of which a reaction moment of the shaft 20 arises, tending to return the rotary lever 3 to its original position.

Силовой элемент 9 через регулировочный рычаг 8, внутренний вал 21 и шлицы наружного полого вала 20 связан с поворотным рычагом 3, это позволяет оперативно, закручивая внутренний вал 21 в нужном направлении (по направлению поворота рычага 3 или против), уменьшить силу и амплитуду толчков, приходящихся на кузов транспортного средства при движении по неровностям, а так же предотвратить его раскачивание (эффект демпфирования).The power element 9 through the adjusting lever 8, the inner shaft 21 and the splines of the outer hollow shaft 20 is connected to the rotary lever 3, this allows you to quickly, twisting the inner shaft 21 in the desired direction (in the direction of rotation of the lever 3 or against), reduce the force and amplitude of the shocks, falling on the vehicle body when driving over bumps, as well as to prevent its swaying (damping effect).

При чрезмерной нагрузке, сильных толчках с большой амплитудой ограничитель хода 4 колеса, размещенный на поворотном рычаге 3, упираясь в механический фиксатор (не показан) кузова транспортного средства, предотвращает перегрузку и повреждение подвески колеса.In case of excessive load, strong shocks with large amplitude, the wheel stroke limiter 4, located on the swing arm 3, resting against the mechanical lock (not shown) of the vehicle body, prevents overload and damage to the wheel suspension.

Оперативность срабатывания силового элемента 9 обеспечивается благодаря электронной системе управления (не показана) работы подвески транспортного средства. Крутильная жесткость наружного полого вала 20 и внутреннего 21 близки по величине.The efficiency of actuation of the power element 9 is ensured by the electronic control system (not shown) of the operation of the vehicle suspension. The torsional rigidity of the outer hollow shaft 20 and the inner 21 are close in magnitude.

Повышение живучести заявляемой конструкции подвески транспортного средства обеспечивается увеличением количества параллельно работающих торсионных валов - наружный полый вал и внутренний вал. В случае поломки наружного полого вала его нагрузку возьмет внутренний вал с силовым элементом. В случае поломки (или неисправности) внутреннего вала или силового элемента или электронной системы его управления подвеска утратит функцию регулирования, но полностью работоспособность не потеряет, поскольку наружный полый вал останется в рабочем состоянии.Increasing the survivability of the proposed design of the vehicle suspension is provided by an increase in the number of parallel torsion shafts - an outer hollow shaft and an inner shaft. In the event of a breakdown of the outer hollow shaft, its load will be taken by the inner shaft with a power element. In the event of a breakdown (or malfunction) of the inner shaft or power element or its electronic control system, the suspension will lose its control function, but will not lose its full functionality, since the outer hollow shaft will remain in working order.

Claims

Adjustable torsion bar suspension of a vehicle wheel, comprising a support on which the wheel is mounted, an axle, a swing arm, on the side surface of which a wheel travel limiter is fixed, a support suspension assembly, a prefabricated torsion bar fixed at one end in the tubular part of the swing arm and the other end in a rigid support , an adjusting lever that connects the prefabricated torsion bar with the vehicle body through the power element of the operational suspension stiffness control, characterized in that the prefabricated torsion bar has a protruding section with splines on the side of the rigid support, on which the adjusting lever is mounted, connected to the power element rod of the operational suspension stiffness control , while the shafts of the prefabricated torsion bar are made of spring steel, and all elements of the proposed design of the vehicle wheel suspension are immune to temperature fluctuations of the environment, to ensure durability and the required stiffness characteristics of the suspension ski regardless of ambient temperature fluctuations.