Задний мост автомобиля с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой

Задний мост автомобиля с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой

Реферат

2420-168172RU/045

ЗАДНИЙ МОСТ АВТОМОБИЛЯ С ПОДВЕСКОЙ КОЛЕС НА ПРОДОЛЬНЫХ РЫЧАГАХ, СОЕДИНЕННЫХ ПОПЕРЕЧНОЙ БАЛКОЙ

Предлагаемое изобретение относится к области автомобильной техники и касается заднего моста с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой, а также к оснащенному таким задним мостом автомобилю.

Задние мосты с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой, уже давно известны специалистам в области техники ходовой части. Они серийно используются в современных автомобилях, так как они объединяют преимущественные ходовые свойства с простой технической конструкцией. В целом, задние мосты типа моста с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой, закрепленной на кузове, в дальнейшем называются как «мосты с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой», включают в себя два жестких продольных рычага, которые снабжены крепежными участками для крепления поворотного кулака для поворотного опирания автомобильных колес. На своем переднем конце оба продольных рычага шарнирно закреплены посредством подшипниковой втулки на автомобильном кузове или на соединенном с кузовом подрамнике. Оба продольных рычага связаны друг с другом жесткой на изгиб, но податливой на кручение поперечной балкой. Поперечная балка действует как стабилизатор, так что при движении по кривой поворачиваемость автомобиля может существенно улучшиться. Стабилизационный эффект поперечной балки может быть усилен за счет дополнительного стабилизатора.

Мосты указанного типа подробно описаны, например, в ЕР 0774369 В1 и ЕР 0681932 В2.

Мосты с подвеской колес на продольных рычагах, наряду с массой автомобиля, призваны воспринимать также все силы, действующие на колеса во время ускорения или торможения автомобиля. Так, в частности, при движении по кривой на линиях контакта колеса с опорной поверхностью возникают боковые силы, в результате чего продольные рычаги ввиду специальной конструкции моста поворачиваются вокруг передних опорных мест. Как известно специалисту, мосты с подвеской колес на продольных рычагах имеют в этой связи тенденцию к движению с избыточной поворачиваемостью на криволинейных участках, так называемую избыточную поворачиваемость, вызванную боковыми силами.

Чтобы воспрепятствовать избыточной поворачиваемости, вызванной боковыми силами, известно, что расположенные, как правило, перпендикулярно продольному направлению автомобиля поворотные оси подшипниковых втулок продольных рычагов устанавливают диагонально относительно продольного направления автомобиля. Такой мост с подвеской колес на продольных рычагах описан, например, в ЕР 2020314 А1 и в DE 102008035625 А1.

Другое решение предусматривает использование системы шарнирных рычагов, которые в поперечном направлении автомобиля связывают друг с другом оба продольных рычага. Система шарнирных рычагов включает в себя шарнирно связанные с продольными рычагами и соединенные между собой посредством балансира тяги, при этом балансир установлен с возможностью поворота на кузове автомобиля или на вспомогательной раме.

Мост с подвеской колес на продольных рычагах, оснащенный системой шарнирных рычагов, согласно ограничительной части предлагаемого изобретения, показан, например, в DE 102006033755 А1.

В соответствии с вышеизложенным задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы усовершенствовать преимущественным образом известный мост с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой.

Эта задача решается в соответствии с изобретением за счет заднего моста автомобиля с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой, с признаками независимого пункта формулы изобретения. Преимущественные осуществления изобретения охарактеризованы признаками зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно изобретению, представлен задний мост автомобиля с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой. Для автомобиля в общепринятой терминологии могут быть определены направления и пространственные соотношения, а именно: продольное направление автомобиля, которое проходит параллельно ровному дорожному полотну между передней частью и задней частью автомобиля; поперечное направление автомобиля, которое расположено параллельно ровному дорожному полотну и перпендикулярно продольному направлению автомобиля, а также вертикальное направление автомобиля, которое расположено перпендикулярно как продольному направлению, так и поперечному направлению автомобиля. Средняя плоскость автомобиля расположена параллельно продольному направлению и вертикальному направлению автомобиля и перпендикулярно поперечному направлению автомобиля.

Согласно родовым признакам, мост автомобиля с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой, содержит два служащих для направления колес и проходящих, по существу, в продольном направлении автомобиля жестких продольных рычага, которые соответственно могут быть шарнирно соединены с кузовом автомобиля или, соответственно, с расположенным на кузове автомобиля подрамником посредством, в частности, вращательно-симметричной, например, цилиндрической подшипниковой втулки. На обоих продольных рычагах может быть установлен соответственно поворотный кулак для поворотного опирания колеса автомобиля. В этом случае продольные рычаги снабжены соответствующими крепежными участками, например стяжными фланцами.

Оба продольных рычага соединены друг с другом жесткой на изгиб, но податливой на кручение, по меньшей мере на отдельных участках, поперечной балкой, проходящей, по существу, в поперечном направлении автомобиля, которая действует как стабилизатор. Кроме того, оба продольных рычага связаны между собой проходящей, по существу, в поперечном направлении автомобиля системой шарнирных рычагов, которая содержит шарнирно взаимодействующие с продольными рычагами и соединенные посредством балансира тяги. Обе тяги соответственно шарнирно связаны с балансиром. Сам балансир установлен с возможностью поворота на кузове автомобиля или, соответственно, на соединенном с кузовом автомобиля подрамнике. Система шарнирных рычагов служит средством для передачи боковых сил с обоих продольных рычагов на кузов, чтобы воспрепятствовать избыточной поворачиваемости, вызванной боковыми силами.

В мосте с подвеской колес на продольных рычагах согласно изобретению оси симметрии или, соответственно, средние оси, в частности, вращательно-симметричных, например, цилиндрических подшипниковых втулок расположены соответственно параллельно вертикальному направлению автомобиля. Эта мера обеспечивает технически очень простое и экономически выгодное изготовление моста с подвеской колес на продольных рычагах в серийном производстве.

Кроме того, благодаря этой мере может быть достигнут ряд выгодных эффектов. В принципе целевой конфликт моста с подвеской колес на продольных рычагах решается за счет того, что пружинная жесткость подшипниковых втулок продольных рычагов, с одной стороны, должна быть достаточно высокой, чтобы, в частности, противостоять избыточной поворачиваемости, вызванной боковыми силами, с другой стороны, должна быть относительно невысокой, чтобы обеспечивать соответствующую комфортность езды. Так как в мосте с подвеской колес на продольных рычагах, снабженном системой шарнирных рычагов, действующие на колеса боковые силы воспринимаются, по существу, системой шарнирных рычагов, то может быть уменьшена, в частности, пружинная жесткость подшипниковых втулок в продольном направлении автомобиля. При этом подшипниковые втулки особенно преимущественным образом имеют соответственно пружинную жесткость в продольном направлении автомобиля максимально 700 Н/мм, так что мост с подвеской колес на продольных рычагах обеспечивает относительно высокую комфортность езды, в частности, при переезде через предметы типа поперечных швов и т.п. Чтобы обеспечить достаточную устойчивость подшипниковых втулок, может быть, в частности, преимуществом, если эти втулки имеют соответственно пружинную жесткость в продольном направлении автомобиля от 400 до 700 Н/мм.

В одном варианте осуществления заднего моста с подвеской колес на продольных рычагах каждая подшипниковая втулка содержит отличную от других пружинную жесткость в продольном и поперечном направлениях автомобиля. Это делает возможным то, что подшипниковая втулка расположена в отличном от других, повернутом относительно оси симметрии или, соответственно, средней оси монтажном положении относительно соответствующего ей продольного рычага, чтобы таким образом простым способом целенаправленно оказывать воздействие на упругокинематические свойства моста с подвеской колес на продольных рычагах и желательным образом согласовывать ходовые качества автомобиля с мостом с подвеской колес на продольных рычагах. При этом может быть преимуществом, если каждая подшипниковая втулка имеет, по существу, цилиндрическую форму и без возможности вращения и продольного перемещения установлена в круглом в поперечном сечении гнезде подшипника продольных рычагов, что делает возможным поместить подшипниковую втулку по усмотрению в различных, повернутых относительно средней оси монтажных положениях. В частности, с этой целью подшипниковая втулка может быть соответственно запрессована в гнездо подшипника.

В другом варианте осуществления заднего моста с подвеской колес на продольных рычагах согласно изобретению продольные рычаги изготовлены соответственно методом литья, например литья алюминия, серого чугуна или стали, что делает возможным относительно простое и недорогое изготовление продольных рычагов в серийном производстве.

В альтернативном варианте осуществления заднего моста с подвеской колес на продольных рычагах согласно изобретению продольные рычаги изготовлены соответственно в форме сварной конструкции из стальных листов или заготовок.

Кроме того, изобретение относится к автомобилю, который оборудован таким мостом с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой.

Ниже изобретение поясняется более детально на основе примера осуществления, при этом делается ссылка на прилагаемый чертеж.

Единственная фиг.1 показывает в перспективном виде пример осуществления соответствующего изобретению заднего моста автомобиля по типу моста с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой.

Указания на направления, относящиеся к автомобилю, на фиг.1 приводятся в соответствии со смонтированным в автомобиле состоянием обозначенного в целом позицией 1 моста с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных продольной балкой. В общепринятом обозначении «х» соответствует продольному направлению автомобиля, которое здесь, например, проходит от передней части автомобиля до задней части автомобиля, «y» - поперечному направлению автомобиля и «z» - вертикальному направлению автомобиля.

В соответствии с этим, мост 1 с подвеской колес на продольных рычагах включает в себя два направляющих колеса жестких продольных рычага 2, которые соединены друг с другом жестким на изгиб, но упругим на кручение поперечным профилем 3. Оба продольных рычага 2 проходят в продольном направлении (х) автомобиля. Поперечный профиль 3 проходит в поперечном направлении (y) автомобиля и действует как стабилизатор при зеркальном сжатии и разжатии подвешенных на мосте 1 автомобильных колес. Несмотря на то, что это не показано, стабилизирующее воздействие поперечного профиля 3 может быть усилено также дополнительным стабилизатором.

Соединяющий друг с другом оба продольных рычага 2 поперечный профиль 3 содержит U-образно профилированный в поперечном сечении, закручивающийся вокруг своего продольного направления промежуточный участок 4, который связывает между собой два трубчатых концевых участка 5. Положение отверстия U-образного профиля позволяет оказывать влияние на центр крена моста 1, чтобы обеспечить желательную устойчивость при крене или поперечном колебании автомобиля. Поперечный профиль 3 изготовлен, например, из полой цилиндрической трубы посредством обработки давлением, при этом труба прессуется пуансоном в матрице прессового штампа, чтобы U-образно профилировать промежуточный участок 4. Труба может быть изготовлена, например, из стального листа и иметь диаметр примерно 100 мм и толщину стенки примерно 3,0 мм.

U-образное профилирование поперечного профиля 3 следует рассматривать лишь в качестве примера. Допустимо также снабдить промежуточный участок 4 поперечного профиля 3 другим профилем, например V- или X-образным профилем. Кроме того, поперечный профиль 3 может иметь изгиб в виде колена в вертикальном направлении (z) автомобиля, чтобы в смонтированном состоянии со стороны дна иметь в распоряжении большее конструктивное пространство, например, для карданного вала.

На обоих концевых участках 5 поперечный профиль 3 соединен с обоими продольными рычагами 2. С этой целью на обоих продольных рычагах 2 соответственно приформована выступающая в поперечном направлении (y) автомобиля к середине автомобиля подставка 6 рычага, которая здесь выполнена в форме патрубка. Оба концевых участка 5 закреплены на продольных рычагах, например, посредством (здесь не показанного) сварного соединения. Продольные рычаги 2 изготовлены посредством литья, например, из серого литья (чугуна с графитовыми компонентами). Допустимо также изготовить продольные рычаги 2 из алюминиевого литья или литья других легких металлов или стали. В равной мере продольные рычаги 2 могут быть изготовлены соответственно в форме сварных конструкций из листовой стали или заготовок.

Продольные рычаги 2 снабжены соответственно крепежным участком 8 для крепления (не показанного) поворотного кулака для поворачиваемого опирания автомобильного колеса. Поворотные кулаки могут здесь крепиться, например, крепежными болтами на выполненных соответственно как фланец крепежных участках 8. Оба крепежных участка 8 расположены соответственно позади места крепления обоих концевых участков 5 поперечного профиля 3.

Далее, оба продольных рычага 2 соединены между собой посредством проходящей в поперечном направлении (y) автомобиля системы 9 шарнирных рычагов. Система 9 шарнирных рычагов включает в себя две тяги 10, которые связаны с продольными рычагами 2 в зоне крепежных участков 8 посредством первого подшипника 11. Первые подшипники 11 тяг выполнены здесь, например, как резиновые подшипниковые втулки с проходящими в продольном направлении (х) автомобиля поворотными осями. На обращенных друг к другу концах обе тяги 10 шарнирно соединены соответственно посредством второго подшипника 13 тяг с балансиром 12. Вторые подшипники 13 тяг выполнены здесь, например, как резиновые подшипниковые втулки с проходящими в продольном направлении (х) автомобиля поворотными осями. Они могут быть, в частности, конструктивно аналогичными первым подшипникам 11 тяг. Балансир 12, который в ненагруженном состоянии проходит, по существу, в вертикальном направлении (z) автомобиля, установлен с возможностью поворота на кузове автомобиля, при необходимости при промежуточном расположении подрамника кузова, что не показано на фиг.1. Благодаря системе 9 шарнирных рычагов боковые силы, то есть силы, действующие в поперечном направлении (y) автомобиля, могут передаваться с обоих продольных рычагов 2 на кузов, что может создавать противодействие избыточной поворачиваемости, вызванной боковыми силами.

Каждый из двух продольных рычагов 2 посредством подшипниковой втулки 14 шарнирно соединен с кузовом автомобиля или, соответственно, расположенным на кузове автомобиля подрамником. С этой целью подшипниковые втулки 14 без возможности вращения и продольного перемещения запрессованы в, по существу, полые цилиндрические гнезда 7 подшипников, образованные передними концами продольных рычагов 2, и посредством штифтов 15 свинчены с кузовом или, соответственно, подрамником.

Оси полых цилиндрических гнезд 7 подшипников расположены параллельно вертикальному направлению (z) автомобиля. Обе подшипниковые втулки 14 выполнены соответственно по своей форме с подгонкой к гнездам 7 подшипника и имеют, таким образом, цилиндрическую внешнюю форму. Штифты 15, посредством которых подшипниковые втулки 14 свинчены с кузовом или, соответственно, подрамником, расположены параллельно оси симметрии или средней оси (оси цилиндра) подшипниковых втулок 14. Ось симметрии или средняя ось подшипниковых втулок 14 расположена параллельно вертикальному направлению (z) автомобиля. Подшипниковые втулки 14 могут, например, состоять из полого цилиндрического наружного листа, полого цилиндрического внутреннего листа и расположенного между ними упруго деформируемого слоя резины.

Подшипниковые втулки 14 могут быть запрессованы по усмотрению внутри гнезд 7 подшипников в любом повернутом относительно средней оси монтажном положении. Гнезда 7 подшипников образованы соответственно двумя плоскими раскосами 16, между которыми для уменьшения веса предусмотрена выемка 17.

Обе подшипниковые втулки 14 обеспечивают поворот продольных рычагов 2 относительно кузова автомобиля вокруг осей поворота, которые соответственно являются параллельными поперечному направлению (y) или, соответственно, перпендикулярными вертикальному направлению (z) автомобиля. В отличие от этого оси симметрии или средние оси подшипниковых втулок 14 (соответственно штифтам 15) расположены в вертикальном направлении (z) автомобиля. Таким образом, оси поворота, вокруг которых поворачиваются продольные рычаги 2 при сжимании и разжимании автомобильных колес, направлены соответственно перпендикулярно средним осям подшипниковых втулок 14.

Благодаря своему особому конструктивному исполнению, например, благодаря почковидным выемкам в упругодеформируемом слое резины, каждая подшипниковая втулка 14 имеет отличную от других пружинную жесткость в продольном направлении (х) и в поперечном направлении (y) автомобиля. Это обеспечивает целенаправленное воздействие на упругокинематические свойства моста 1 с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой, посредством простого поворота монтажного положения подшипниковых втулок 14 относительно их средних осей. Подшипниковые втулки 14 имеют в продольном направлении (х) автомобиля, например, пружинную жесткость около 700 Н/мм.

Продольные рычаги 2 моста 1 согласно изобретению с ориентированными в вертикальном направлении (z) автомобиля гнездами 7 подшипников и вставленными в них подшипниковыми втулками 14 могут использоваться также в мостах с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой, без системы 9 шарнирных рычагов. В частности, выполненные одинаковыми между собой продольные рычаги 2 на обеих сторонах моста, о котором идет речь, могут использоваться с системой шарнирных рычагов или без нее, что снижает издержки на крепление подшипников и изготовление моста с подвеской колес на продольных рычагах в серийном производстве. В таком случае необходимо предусмотреть лишь подшипниковые втулки 14 с соответственно подогнанной для особого конструктивного исполнения моста с подвеской колес на продольных рычагах пружинной жесткостью.

Перечень ссылочных позиций

1. Мост с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных с поперечной балкой

2. Продольный рычаг

3. Поперечный профиль

4. Промежуточный участок

5. Концевой участок

6. Надставка рычага

7. Гнездо подшипника

8. Крепежный участок

9. Система шарнирных рычагов

10. Тяга

11. Первый подшипник тяг

12. Балансир

13. Второй подшипник тяг

14. Подшипниковая втулка

15. Штифт подшипника

16. Раскос

17. Выемка

1. Задний мост (1) с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой, с двумя жесткими продольными рычагами (2) для крепления поворотных кулаков, которые соответственно посредством подшипниковой втулки (14) шарнирно связаны с кузовом автомобиля, при этом продольные рычаги (2) соединены друг с другом посредством жесткой на изгиб, но упругой на кручение, по меньшей мере на отдельных участках, поперечной балки (3), а также посредством системы (9) шарнирных рычагов, отличающийся тем, что средние оси подшипниковых втулок (14) соответственно расположены параллельно вертикальному направлению (z) автомобиля.

2. Задний мост (1) по п.1, отличающийся тем, что подшипниковые втулки (14) имеют в продольном направлении (х) автомобиля пружинную жесткость максимально 700 Н/мм.

3. Задний мост (1) по п.2, отличающийся тем, что подшипниковые втулки (14) имеют в продольном направлении (х) автомобиля пружинную жесткость от 400 до 700 Н/мм.

4. Задний мост (1) по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что каждая подшипниковая втулка (14) имеет отличную от других пружинную жесткость в продольном направлении (х) автомобиля и в поперечном направлении (y) автомобиля.

5. Задний мост (1) по п.1, отличающийся тем, что подшипниковые втулки (14) имеют, по существу, цилиндрическую форму и без возможности вращения и продольного перемещения установлены в круглом в поперечном сечении гнезде (7) подшипника продольных рычагов (2).

6. Задний мост (1) по п.5, отличающийся тем, что подшипниковые втулки (14) соответственно запрессованы в гнездо (7) подшипника.

7. Задний мост (1) по п.5 или 6, отличающийся тем, что каждый продольный рычаг (2) содержит образующие гнездо (7) подшипника раскосы (16).

8. Задний мост (1) по п.1, отличающийся тем, что продольные рычаги (2) изготовлены методом литья, например литья серого чугуна или стали.

9. Задний мост (1) по п.1, отличающийся тем, что продольные рычаги (2) изготовлены в форме сварных конструкций из стальных листов или заготовок.

10. Автомобиль с задним мостом (1) с подвеской колес на продольных рычагах, соединенных поперечной балкой, по одному из пп.1-9.