Активная подвеска корпуса транспортного средства

Активная подвеска корпуса транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

! 156856I

Союз Советских

Социалистических

Республик

8 АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.02.73 (21) 1879157/11 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.08.77. Бюллетень Хе 30 (45) Дата опубликования описа:-1ия 24.11.77 (51) М. Кл,2 В 60 6 25/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий, ОЗ) УД К 629.113.012..852 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Д. Шарапов (71) Заявитель (54) АКТИВНАЯ ПОДВЕСКА КОРПУСА

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к подвескам транспортных средств, в частности к активным

ПОДВЕСКа М.

Известна активная подвеска корпуса транспортного средства, содержащая упругий элемент, соединяющий корпус с колесом и регулятор состояния упругого элемента (1). НедоcTBTIKoM этой подвески является наличие значительных затрат энергии на привод подвески.

Известна также активная подвеска корпуса транспортного средства, содержащая упругий элемент, соединяющий корпус с колесом транспортного средства, установленную на кор пусе и приводимую источником энергии механическую передачу, имеющую картер и выходное звено, устройство для управления перемещением выходного э вена передачи (2).

Недостаток подвески — невозможность стабилизации динамически.; сил, действующих через упругий элемент на корпус.

Цель изобретения — обеспечение стабилизации динамических сил, действу1ощих через упругий элемент на корпус. Для достижения этой цели подвеска снабжена датчиком для измерения упругой силы и кожухом, в котором подвижно установлен картер передачи, опирающийся на указанный датчик и несущий подвижные в осевом направлении фрикционные диски, взаимодеиствующие с выходным звеном передачи, при этом датчик состоит пз задатчика нагрузки IIa колесо, сравнивающего элемента и ус;!ли1еля, причем зыход задатчика подкл1очсн Ко входу сравнивающего элемента, связанно: О через успли5 тель с приводом фрикциопчыx дисков.

На фиг. 1 представлена кпвематическая схема активной подвески корпуса транспортного средства; на фиг. 2 — схема системы автоматического управлснпя актив!1ой под10 веской.

Корпус 1 транспортного с1елства в сгатиче ском положено!и покоится па у.-1 .)vãoì элементе 2, который крепится к корпусу и картеру

3 дифферснцпальных псрсда 1. Kpðòåð, в свою

15 очередь, через вспомогательный упрупш элемент 4, служащий дат!иком, .1 стойку О опирается на ось колеса 6, взаимодействующего с дорогой. На оси колеса устав влена ведущая коническая шестерня 7, в: одящая в за20 цепление с ведомым зубчатым коническим колесом 8, закрепле!1Ным на телескопическом валу 9. 1 слеокопический (изме!!яемой длины) вал вращается в подшипниках стой !11 5 и картера 8 дифференциальных пс1сдач. На втором его конце установлена ведун;ая шестерня 10 дифференциальной переда ш.

Шестерня 10 входит в зацсплсш!е с двухвенсчной центральной шестерней 11. Вторым зубчатым венцом шестерня 11 входит в зацеп30 ление с сателлитами 12. В свою очередь са568561 теллнты входят в зацепление с0 вторым центральным колесом 1 3 дифференциальной 11сррдачи. Сателлиты свобо1но проворачиваются относительно оси водила 14, жестко связанного с валом 15 дифференциальной передачи.

К центральному коническому зубчатому колесу И, свооодио вращающемуся ra валу 15, жестко крепится цилиндрическая зубчатая шестерня 16, входящая в зацепление с зубчатой рейкой 17, связанной с корпусом. На валу неподвижно установлен фрикционный диск

18, а второй фр11кционный диск 19 имеет возможность осевого перемещения относительно вала с помощью электромагнитного привода.

К двухвенечиому центральному зубчатому коническому колесу жестко крепится фрикционный диск 20, служащий вместе с диском

18 выходным звеном передачи. Диск 19 совместно с фрикиионным диском 20 образует электромагнитную муфту, которая при подаче тока в обмотку может блокировать два звена дифференциальной, передачи: центральное колесо и водило. В картере дифференциальной передачи установлен фрикционный диск 21, имеющий возможность перемешаться лишь вдоль оси вала с помо1цью электромагнитного привода. К стойке 5 крепятся тяги 22 и 28, связанные шарнирно с двуплечими рычагами

24 и 25, вращающимися относительно осей, закрепленных на картере 8. Двуплечие рычаги име1от на концах ролики, с помощью которых фрикционные диски 19 и 21 могут прижиматься к фрикционным дискам 20 и 18 соответственно. Фрикциоиные диски 18 и 21 также образуют электромагнитную муфту, которая при подаче тока в обмотку может тормозить водило 14.

Корпус 1 (фиг. 2) опирается на упругий элемент 2 и последовательно расположенный вспомогательный упругий элемент 4, который представляет собой достаточно жесткую конструкцию П-образной формы. Незначительные деформации вспомогательного упругого элемента измеряются с помощью тензодатчиков. Между упругими элементами 2 и 4 размещается металлическая подушка 26, шарнирно связанная с рейкой, входящей в зацепление с цилиндрической шестерней дифференциальной передачи,:прикрепленной к подрессоренному корпусу.

Нижний конец упругого элемента 2, подушка 26 и вспомогательный элемент 4 крепятся к балке 27 полуоси 28. Кроме того, к балке крепится картер 29 конической передачи и цапфа 80 колеса. На цапфе на коничесКНх упорных подшипниках установлена ступица 81 кслеса, связанная с полуосью 28. К фланцу ступицы крепятся диск колеса б с ободом и тормозной барабан 82. На ободе диска б установлена шина 88, которая фиксируется бортовым кольцом 84. К картеру 29 конической передачи крепится тормозной диск

85, на котором монтируют тормозные колодки (условно не показаны).

На ступице 81 колеса установлена ведущая зубчатая коническая шестерня 7, которая входит в зацепление с ведомой конической шестерней 8, вращающейся в подшипниках картера 29. Ведомая шестерня связана с телескопическим двухшарнирным карданным валом 8. Телескопический вал может изменять свою длину в пределах максимальных деформаций основного упругого элемента 2.

Второй конец вала связан с ведущей конической шестерней 10 дифференциальной передачи.

Тензочувствительный элемент 86, установленный на упругом элементе 4 и служащий измерителем нагрузки, подключен через усилитель 87 первой ступени к сравнивающему элементу 88. связанному через усилитель 89 второй ступени с электромагнитными муфтами дифференциальной передачи. Задающее устройство 40 с ручным управлением подключено к усилителю-сумматору 4! с которым соединено устройство 42 для измерения угла тангажа, подключенное к усилителю-сумматору через функциональный преобразователь 48.

К усилителю-сумматору подключено также устройство 44, задающее нагрузку на колесо в зависимости от угла крена и соединенное с усилителем-сумматором через функциональный преобразователь 45.

Устройство 46, задающее нагрузку на колесо в зависимости от продольных перегрузок при разгоне и торможении, подключено к усилителю-сумматору через функциональный преобразователь 47, а устройство 48, задающее нагрузку на колесо в зависимости от поперечных перегрузок, подключено к усилител1о-сумматору 41 черсз функциональный преобразователь 49.

При движении колеса по ровной дороге, когда направление его вращения совпадает со стрелкой на колесе, вращается шестерня

7, колесо 8, вал 9, шестерня 10,и двухвенечная шестерня 11. Центральное, зубчатое колесо 18.неподвижно, так как связанная с ним цилиндрическая шестерня 16 входит в зацепление с рейкой 17. Вращение колеса 11 вызывает вращение сателлитов 12, которые, обкатываясь по центральной шестерне 18, увлекают во вращение водило 14 и вал 15, Вал свободно вращается B подшипниках корпуса.

При наезде колеса на выступающую .неровность, оно, поднимаясь вверх, начинает сжимать упругие элементы 4 и 2. При этом сила, действующая на корпус 1 со стороны упругого элемента 2, начинает увеличиваться.

Сжатие вспомогательного упругого элемента

4 приводит к тому, что расстояние между стойкой 5 и картером 8 дифференциальной передачи уменьшается. Тяга 82 поворачивает рычаг 25 вокруг своей оси, и он, воздействуя роликом на фрикционный диск 19, прижимает последний к фрикционному диску 18, что вызывает торможение вала 15 и водила 14. Торможение водила при водит к тому, что шестер568561 ня 18, связанная через сателлиты,с центральным колесом 11, начинает вращаться в сторону, противоположную вращению колеса 11.

Вращение шестерни 18 и связанной с ней цилиндрической шестерни 16 вызывает перемещение рейки 17 вниз и сжатие упругого элемента 2. При этом от рейки к корпусу прикладывается сила, приблизительно равная по величине и противоположно направленная силе от упругого элемента 2. Следовательно, суммарное значение силы, действующей на корпус 1, остается равным или близким по значению к статической, и корпус при наезде на выступающую неровность не изменяет своего положения по вертикали, а колесо б и картер 8 начинают подниматься вверх, описывая микропрофиль,дороги.

При наезде на яму колесо начинает опускаться вниз; упругие элементы 2 и 4 растягиваются. Сила, действующая на корпус 1 со стороны упругого элемента 2, начинает уменьшаться по сравнению со статическим значе,нием; растяжение упругого элемента 4 приводит к тому, что расстояние между стойкой 5 и картером 8 дифференциальной передачи увеличивается. При этом тяга 28 поворачивает рычаг 25 вокруг его оси вращения, и он, воздействуя роликом на фрикционный диск

19, смещает его вдоль вала 15 вправо. Фрикционные диски 19,и 20 входят в зацепление и происходит блокировка двух звеньев дифференциальной передачи водила 14 и центрального колеса. Центральные шестерни 11 и колесо 18 начинают вращаться вместе в одну сторону.

Вращение колеса 18 и связанной с ней цилиндрической,шестерни 16 вызывает перемещение рейки 17 вверх и растяжение упругого элемента 2. При этом от рейки к корпусу прикладывается сила, компенсирующая уменьшение силы, действующей на корпус 1 со стороны упругого элемента 2. Таким образом суммарное значение силы, действующей .на корпус со стороны рейки и упругого элемента 2, остается равным или близким к статическому значению, и корпус при наезде на яму не изменяет своего положения по вертикали, а колесо 6 и карте" 8 опускаются вниз, описывая профиль ямы.

При изменении веса транспортного средства сигнал с тензочувствительного элемента

86, пройдя усилитель 87, поступает на сравнивающее устройство 88. Для того, чтобы исключить влияние изменения веса на нормальную работу активной подвески, оператор (водитель) вручную регулирует сигнал задающего устройства 40 до такой величины, чтобы он, пройдя усилитель-сумматор 41 и попадая на сравнивающий элемент 38, ооеспечил равенство нулю его выхолного сигнала. Иными словами, задающее устройство 40 и усилитель-сумматор 41 подают на сравнивающий элемент 88 сигнал, равный по абсолютной величине и противоположный IIQ зна.

Я

60 б5 ской нагрузки, поступающему с элемента 86 через усилитель 87. При движении по дорожным неровностям сигнал с задающего устройства 40 остается неизменным, а сигнал с элемента 86 изменяется в соответствии с отклонением деформации упругого элемента 2 от статического значения. Сипнал, пропорциональный этому отклонению, с выхода сравнивающего элемента поступает на усилитель 89, который в зависимости от полярности сигнала подводит ток,в обмотку той или иной электромагнитной муфты дифференциальной передачи. Таким образом задающее устройство обеспечивает нормальную работу активной подвески при любых изменениях веса полрессоренных масс.

В отличие от Лб,изменение угла тангажа а транспортного средспва и связанное с ним перераспределение нагрузки на колеса происходит в движении. Элемент 86 при этом автоматически реагирует на подобные изменения и выдает сигнал через усилитель на сравнивающий элемент, что может вызвать необоснованное опускание или подъем корпуса транспортного средства.

Устройство 42 воспроизводит сигнал, пропорциональный углу тангажа, а функциональный преобразователь 48 преобразует данный сигнал в сигнал, пропорциональный изменению нагрузки на колесо при:изменении угла тангажа, и подает его на усилитель-.сумматор. С сумматора сигнал, равный по величине и обратный по знаку сигналу, поступающему с чувст вительного элемента 86, подается на сравнивающий элемент 88. Таким образом в сравнивающем элементе уничтожается та часть сигнала с датчика 86, которая соответствует изменению силы, действующей на корпус 1 в зависимости от изменения угла тангажа.

Описанное устройство, задающее нагрузку на колесо в функции угла тангажа, обеспечивает нормальную работу активной подвески при движении на подъем и .при спуске.

Совершенно аналогично работает устройство, задающее нагрузку на колесо в функции

j òëà крена (p.

Устройство 44 воспроизводит сигнал, пропорциональный изменению угла крена, а функциональный преобразователь преобразует данный сигнал в сигнал, пропорциональный изменению нагрузки на колесо и полает его на усилитель-сумматор 41. В сравнивающем элементе, уничтожается та часть сигнала с датчика 86, которая соответствует изменению силы, действующей на корпус i в зависимости от изменения угла крена.

При изменении нагрузки на данное колесо в функции продольных перегрузок устройство 46 воспроизводит сигнал, пропорциональный пролольной перегрузке, а функциональный преобразователь 47 преобразует этот сигнал в сигнал, пропорциональный изменен:»о нагрузки на данное колесо, н полает его в усилитель-сумматор 41. Сигнал с устройства 46 через усилитель-сумматор 41 к сравни568561 вающему элементу 38 подается противоположным по знаку и равным по абсолютной величине той части сигнала с датчика 36, которая соответствует изменению .нагрузки на данное колесо при появлении продольных пе регрузок. Таким образом обеспечивается нормальная работа активных подвесок при разгоне и торможении.

При движении транспортного средства на повороте .в активной подвеске используется система, задающая нагрузку на колесо в функции поперечных перегрузок. Совместная работа ее элементов совершенно аналогична работе элементов системы, задающей нагрузку на колесо в зависимости от продольных перегрузок.

Формула изобретения

1. Активная подвеска корпуса транспортного средства, содержащая упругий элемент, соединяющий корпус с колесом транспортного средства, установленную на корпусе и приводимую источником энергии механическую передачу, имеющую картер и выходное звено, устройство для управления перемещением выходного звена передачи, отличающаяся тем, что, с целью стабилизации динамических сил,,действующпх через упругий элемент на корпус, она снабжена датчиком для .измерения упругой силы .и кожухом, в котором подвижно установлен картер передачи, опирающийся на указанный датчик и .несущий подвижные в осевом направлении фрикционные диски, взаимодействуюшие с выходным звеном передачи.

2. Подвеска п, 1, отличающаяся тем, что датчик состоит из задатчика нагрузки на колесо, сравнивающего элемента и усилителя, 15 причем выход задатчика подключен ко входу сравнивающего элемента, связанного через усилитель с приводом фрпкционных дисков.

Источники информации, принятые во вни20 мание при экспертизе:

1. Б. Н. Морозов, P. И. Райхлин. Активная подвеска (сер воподвеса) автомобиля. Обзор

НИИНАВтопрома, М., 1967, стр. 19 — ЗО.

2. Патент США № 2344687, кл. 280 — 43.21, 25 1941.

568561

ФГ ФФ 9Б

iq i2 7Б 77 7Б

Оп ею о . ac

Фиг. Е

Корректор И. Симкина

Редактор Н. Коган

Заказ 650/1709 Изд. № 662 Тираж 907 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Составитель Ю. Наумов

Техред М. Семенов

Я (Я