RU2232683C1 - Suspension of front steerable wheels - Google Patents

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: invention relates to elastic suspensions for separate wheels differing in arrangement and layout of dampers aimed at elimination of reaction from front steerable wheels under action of transverse forces. Elastic member and three-position hydraulic controllable damper are installed in parallel between additional lever of shock absorber strut and turnable trunnion. Elastic member in form of semicircle provides transverse horizontal force between turnable trunnion and additional lever, being installed in horizontal plane passing through center of operation of ball joint of lower guide lever to prevent tilting of wheel in transverse vertical plane.

EFFECT: improved stabilization at straight-ahead running.

3 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в подвесках колесных машин.The invention relates to mechanical engineering and may find application in the suspension of wheeled vehicles.

Известна независимая подвеска колесного транспортного средства, содержащая пружину, амортизатор, предназначенные для восприятия возмущений от неровностей дороги в вертикальной плоскости, верхнего и нижнего направляющих устройств. Для уменьшения бокового увода колеса и обеспечения стабилизации его прямолинейного движения подвеска снабжена устройством, состоящим из рычага, шарнирно соединенного с направляющими устройствами с возможностью качания в плоскости, параллельной плоскости дороги, и упругих элементов, воспринимающих горизонтальные поперечные усилия, причем ось шарнира рычага стабилизирующего устройства расположена позади оси вращения по направлению движения транспортного средства (авт. св. СССР №333811 по М. кл. В 60 G 3/20, 1973).Known independent suspension of a wheeled vehicle containing a spring, shock absorber, designed to perceive disturbances from road bumps in the vertical plane, the upper and lower guide devices. To reduce the lateral drive of the wheel and ensure stabilization of its rectilinear movement, the suspension is equipped with a device consisting of a lever pivotally connected to the guiding devices with the possibility of swinging in a plane parallel to the road plane, and elastic elements that absorb horizontal lateral forces, and the axis of the hinge of the lever of the stabilizing device is located behind the axis of rotation in the direction of movement of the vehicle (ed. St. USSR No. 333811 according to M. class. In 60 G 3/20, 1973).

Недостатком данной подвески является то, что при возникновении резонансных явлений с неуправляемым увеличением амплитудных значений по горизонтальным поперечным силам и перемещениям с последующим увеличением коридора движения за счет наличия упругих элементов, воспринимающих указанные силы детали ее конструкции подвержены дополнительным нагрузкам вплоть до разрушения, что ухудшает стабилизацию прямолинейного движения и снижает надежность подвески. Кроме того, при криволинейном движении данная подвеска изменяет поворачиваемость колесной машины в сторону избыточной, что ухудшает безопасность движения транспортного средства особенно на больших скоростях, а ее многозвенная кинематическая схема снижает надежность подвески в целом за счет износа дополнительных шарнирных соединений.The disadvantage of this suspension is that when resonant phenomena occur with an uncontrolled increase in amplitude values along horizontal transverse forces and displacements, followed by an increase in the motion corridor due to the presence of elastic elements that perceive the indicated forces, the details of its structure are subject to additional loads up to failure, which worsens the stabilization of the rectilinear movement and reduces the reliability of the suspension. In addition, with curved motion, this suspension changes the steering of the wheeled vehicle in the direction of excessive, which affects the safety of the vehicle especially at high speeds, and its multi-link kinematic scheme reduces the reliability of the suspension as a whole due to the wear of additional articulated joints.

Известна подвеска передних управляемых колес, принятая в качестве прототипа, содержащая упругий элемент, представляющий собой пружину, амортизатор, предназначенные для восприятия возмущений от неровностей дороги в вертикальной плоскости и нижнего направляющего рычага, рулевую тягу, связанную с поворотной цапфой. Для обеспечения возможности корректировки наклона колес в вертикальной и поперечной плоскости в зависимости от боковой силы с последующим изменением направления движения в сторону обратную задаваемому повороту и таким образом повышения стабилизации, вместо традиционного жесткого соединения амортизатора с поворотной цапфой выше центра вращения шарового шарнира установлен упруго изгибающийся элемент в вертикальной и поперечной относительно продольной оси транспортного средства плоскости (заявка ФРГ №19501848 по М. кл. В 60 G 3/18, 1995).Known suspension of the front steered wheels, adopted as a prototype, containing an elastic element, which is a spring, a shock absorber, designed to perceive disturbances from road irregularities in the vertical plane and the lower guide lever, steering linkage associated with a pivot pin. To provide the possibility of adjusting the inclination of the wheels in the vertical and transverse planes depending on the lateral force, followed by a change in the direction of movement in the direction opposite to the given rotation and thus increasing stabilization, instead of the traditional rigid connection of the shock absorber with the rotary pin, an elastically bending element is installed in the center of rotation of the ball joint plane and transverse relative to the longitudinal axis of the vehicle plane (application Germany No. 19501848 for M. class. In 60 G 3/18, 1995).

Недостатком данной подвески является то, корректировка желаемого направления колес достигается за счет дополнительного наклона в поперечной вертикальной плоскости, что увеличивает неравномерность давлений на протектор колеса с интенсификацией неравномерного его износа и создает дополнительные нагрузки на все детали подвески, что снижает ее надежность. Кроме того, при указанных пространственных перемещениях плоскости колес одновременно будет проявляться неучитываемое изменение схождения в зависимости от боковых и вертикальных сил и при периодических знакопеременных отклонениях управляемых колес для поддержания прямолинейного движения за счет упругого элемента возможно возникновение резонансных явлений с неуправляемым увеличением амплитудных значений по боковым силам и перемещениям с последующим увеличением коридора движения, что ведет к ухудшению стабилизации прямолинейного движения и снижает надежность подвески в целом.The disadvantage of this suspension is that the correction of the desired direction of the wheels is achieved due to the additional inclination in the transverse vertical plane, which increases the uneven pressure on the tread of the wheel with the intensification of its uneven wear and creates additional loads on all parts of the suspension, which reduces its reliability. In addition, with the indicated spatial displacements of the plane of the wheels, an unaccounted change in the convergence will simultaneously appear depending on the lateral and vertical forces and with periodic alternating deviations of the steered wheels to maintain rectilinear motion due to the elastic element, resonance phenomena may occur with an uncontrolled increase in the amplitude values along the lateral forces and movements followed by an increase in the corridor of movement, which leads to a deterioration in the stabilization of the movement and reduces the reliability of the suspension as a whole.

Задача изобретения - создание подвески передних управляемых колес, обеспечивающей улучшенные стабилизационные свойства за счет непосредственной автоматической компенсации угла увода колеса от действия горизонтальной поперечной силы путем соответствующего поворота того же колеса в сторону сохранения прямолинейного движения. Кроме того, повысить надежность подвески за счет демпфирующего устройства, предотвращающего резонансное увеличение горизонтальной поперечной силы при ее периодическом изменении, а также исключить тенденцию транспортного средства к избыточной поворачиваемости.The objective of the invention is the creation of a suspension of the front steered wheels, providing improved stabilization properties due to direct automatic compensation of the angle of the wheel from the horizontal shear force by corresponding rotation of the same wheel in the direction of maintaining rectilinear movement. In addition, to increase the reliability of the suspension due to the damping device that prevents the resonant increase in horizontal lateral force during its periodic change, and also to eliminate the tendency of the vehicle to oversteer.

Технический результат - улучшение стабилизации прямолинейного движения и повышение надежности подвески колесной машины за счет компенсации бокового увода передних управляемых колес от действия горизонтальных поперечных сил с предотвращением их резонансного увеличения при периодическом изменении.EFFECT: improved stabilization of rectilinear motion and increased reliability of the suspension of a wheeled vehicle by compensating for lateral withdrawal of the front steered wheels from the action of horizontal lateral forces with the prevention of their resonant increase with periodic change.

Указанный технический результат достигается тем, что подвеска передних управляемых колес содержит пружину, амортизационную стойку, нижний направляющий рычаг, поворотную цапфу, упругий элемент, выполненный в виде полукруга, связанный жестко с поворотной цапфой в горизонтальной плоскости, проходящей через центр вращения шарового шарнира направляющего рычага соосно колесу, одной стороной связан жестко с поворотной цапфой, а другой с дополнительным рычагом, соединенным жестко с амортизационной стойкой, к поворотной части которой крепится рулевая тяга, причем точка пересечения оси поворота колеса с опорной поверхностью расположена позади его вертикальной оси по направлению движения транспортного средства и параллельно упругому элементу установлено трехрежимное гидравлическое управляемое демпфирующее устройство с поворотным вокруг своей оси штоком, имеющим жестко связанный с ним рычажок, соединенный с перемещаемым элементом шагового электродвигателя, установленного жестко на дополнительном рычаге.The specified technical result is achieved in that the suspension of the front steered wheels comprises a spring, an amortization strut, a lower guide arm, a pivot pin, a resilient element made in the form of a semicircle, rigidly connected with a pivot pin in a horizontal plane passing through the center of rotation of the ball joint of the guide lever coaxially wheel, one side is rigidly connected to the rotary pin, and the other with an additional lever connected rigidly to the suspension strut, to the rotary part of which is attached I’m a steering link, and the point of intersection of the axis of rotation of the wheel with the supporting surface is located behind its vertical axis in the direction of the vehicle’s movement and a three-mode hydraulic controlled damping device is installed parallel to the elastic element with a rod rotating around its axis, having a lever rigidly connected to it and connected to the movable element of a stepper motor mounted rigidly on an additional lever.

Трехрежимное гидравлическое управляемое демпфирующее устройство выполнено в виде резервуара с компенсационным газовым объемом, расположенным в безштоковой части, в рабочую полость которого соосно помещен рабочий поршень с ограничением поворота вокруг своей оси, а торцевые поверхности его подвижно сопряжены с элементами, каждый из которых жестко связан с поворотным штоком с возможностью поворота вокруг оси рабочего поршня, имеющего клапан и отверстие для сообщения штоковой и безштоковой полостей резервуара.The three-mode hydraulic controlled damping device is made in the form of a tank with a compensating gas volume located in the rodless part, in the working cavity of which the working piston is coaxially placed with rotation restriction around its axis, and its end surfaces are movably mated with elements, each of which is rigidly connected to the rotary rod with the possibility of rotation around the axis of the working piston having a valve and a hole for communicating the rod and rodless cavities of the tank.

Перемещаемый элемент шагового электродвигателя жестко связан с рычажком штока трехрежимного гидравлического управляемого демпфирующего устройства с возможностью его фиксации вокруг своей оси в следующих трех позициях: в первой позиции клапан и отверстие рабочего поршня перекрыты, во второй позиции перекрыто отверстие рабочего поршня, в третей позиции клапан и отверстие рабочего поршня открыты.The movable element of the stepper motor is rigidly connected to the rod lever of a three-mode hydraulic controlled damping device with the possibility of fixing it around its axis in the following three positions: in the first position, the valve and the working piston hole are closed, in the second position the working piston hole is closed, in the third position the valve and hole working piston open.

За счет упругого элемента, установленного между поворотной цапфой и дополнительным рычагом, соединенным жестко с амортизационной стойкой, под действием горизонтальной поперечной силы предполагается поворот колеса с поворотной цапфой в той же плоскости в сторону, обратную направлению увода на такой же угол, что компенсирует его и улучшает стабилизацию прямолинейного движения колесной машины.Due to the elastic element installed between the pivot pin and the additional lever connected rigidly to the suspension strut, it is assumed that the wheel with the pivot pin in the same plane is rotated in the same plane to the opposite direction to the withdrawal angle by the same lateral force, which compensates for it and improves stabilization of the rectilinear movement of the wheeled vehicle.

Особенностью предлагаемой подвески является установка упругого элемента в горизонтальной плоскости, проходящей через центр вращения шарового шарнира нижнего направляющего рычага, что дает подвижность колесу с поворотной цапфой от действия горизонтальной поперечной силы только в горизонтальном поперечном направлении без дополнительного наклона в поперечной вертикальной плоскости, так как плеча для создания момента в вертикальной плоскости относительно шарового шарнира нижнего направляющего рычага нет. Таким образом, происходит непосредственная автоматическая компенсация бокового увода передних управляемых колес за счет изменения только их схождения без пространственного неучитываемого перемещения колес в вертикальной и поперечной плоскости, что улучшает стабилизацию прямолинейного движения колесной машины, а уменьшение при этом дополнительных нагрузок на детали подвески и протектор колес способствует повышению надежности предлагаемой подвески.A feature of the proposed suspension is the installation of an elastic element in a horizontal plane passing through the center of rotation of the ball joint of the lower guide lever, which gives mobility to the wheel with a pivot pin from the action of horizontal lateral force only in the horizontal transverse direction without additional inclination in the transverse vertical plane, since the shoulder for there is no moment in the vertical plane relative to the ball joint of the lower guide lever. Thus, direct automatic compensation of the side steer of the front steered wheels occurs due to only their convergence without spatial unaccounted displacement of the wheels in the vertical and transverse planes, which improves the stabilization of the rectilinear movement of the wheeled vehicle, while reducing additional loads on the suspension parts and wheel protector contributes to improving the reliability of the proposed suspension.

Исключение возникновения ортогональных составляющих горизонтальной поперечной силы на упругом элементе и параллельно ему установленном гидравлическом управляемом демпфирующем устройстве происходит за счет соосности расположения осей упругого элемента с колесом, что повышает надежность предлагаемой подвески.The elimination of the occurrence of the orthogonal components of the horizontal transverse force on the elastic element and parallel mounted hydraulic controlled damping device occurs due to the alignment of the axes of the elastic element with the wheel, which increases the reliability of the suspension.

Для облегчения возможности поворота колеса с поворотной цапфой относительно оси его поворота, проходящей через центр вращения шарового шарнира нижнего направляющего рычага и точку пересечения оси качания амортизационной стойки с плоскостью резиновой подушки, закрепленной на кузове, амортизационная стойка жестко соединена с упругим элементом дополнительным рычагом.To facilitate the possibility of turning a wheel with a pivot pin relative to its axis of rotation passing through the center of rotation of the ball joint of the lower guide lever and the intersection point of the swing axis of the suspension strut with the plane of the rubber cushion mounted on the body, the suspension strut is rigidly connected to the elastic element by an additional lever.

С целью предотвращения неучитываемого качания колеса с поворотной цапфой, а также не жестко закрепленной с другими элементами подвески амортизационной стойки относительно кузова под действием поперечных и вертикальных сил за счет наличия упругого элемента между поворотной цапфой и дополнительным рычагом рулевая тяга прикреплена к поворотной части амортизационной стойки, что улучшает стабилизацию прямолинейного движения колесной машины.In order to prevent unaccounted swinging of a wheel with a pivot pin and also not rigidly fixed with other suspension elements of the suspension strut relative to the body under the action of transverse and vertical forces due to the presence of an elastic element between the pivot pin and the additional lever, the steering link is attached to the rotary part of the suspension strut, which improves stabilization of the rectilinear movement of the wheeled vehicle.

Для того чтобы поворот плоскости колеса с поворотной цапфой под действием горизонтальной поперечной силы из-за наличия между поворотной цапфой и дополнительным рычагом, соединенным жестко с амортизационной стойкой упругого элемента проходил в сторону обратную направлению увода колеса, точка пересечения оси поворота колеса с опорной поверхностью расположена позади его вертикальной оси по направлению движения колесной машины или подвеска имеет отрицательный вылет. Это объясняется тем, что результирующая горизонтальная поперечная сила действует на центральную в продольной оси точку контакта колеса с опорной поверхностью и колесо поворачивается согласно направлению момента, возникающего от действия указанной силы относительно оси поворота колеса на плече вылета. Таким образом, обеспечивается автоматическая компенсация увода колеса и стабилизация прямолинейного движения колесной машины.In order for the rotation of the plane of the wheel with the pivot pin under the action of horizontal lateral force due to the presence between the pivot pin and the additional lever rigidly connected to the spring strut of the elastic element to go in the direction opposite to the wheel drive direction, the point of intersection of the axis of rotation of the wheel with the supporting surface is located behind its vertical axis in the direction of movement of the wheeled vehicle or suspension has a negative overhang. This is because the resulting horizontal lateral force acts on the central point of contact of the wheel with the supporting surface in the longitudinal axis and the wheel rotates according to the direction of the moment arising from the action of this force relative to the axis of rotation of the wheel on the shoulder of departure. Thus, automatic compensation of the wheel drive and stabilization of the rectilinear movement of the wheeled vehicle is ensured.

Особенностью предлагаемой подвески является также установка параллельно упругому элементу трехрежимного гидравлического управляемого демпфирующего устройства с поворотным вокруг своей оси штоком, имеющим жестко связанный с ним рычажок, соединенный с перемещаемым элементом шагового электродвигателя, установленного жестко на дополнительном рычаге и которым осуществляется управление гидравлического управляемого демпфирующего устройства.A feature of the proposed suspension is also the installation of a tri-mode hydraulic controlled damping device parallel to the elastic element with a rod rotatable around its axis, having a lever rigidly connected to it, connected to a movable element of a stepper motor mounted rigidly on an additional lever and which controls a hydraulic controlled damping device.

При периодических знакопеременных отклонениях управляемых колес, когда возможен резонанс при совпадении собственной частоты подвески в горизонтальном поперечном направлении с частотой возмущений в том же направлении, гидравлическое управляемое демпфирующее устройство, работая во втором режиме как амортизатор, предотвращает его появление, демпфируя колебания и уменьшая таким образом амплитудные значения горизонтальных поперечных сил и перемещений колеса с поворотной цапфой до безопасных, что уменьшает коридор движения колесной машины и повышает надежность предлагаемой подвески.With periodic alternating deviations of the steered wheels, when resonance is possible when the natural suspension frequency in the horizontal transverse direction coincides with the perturbation frequency in the same direction, the hydraulic controlled damping device, working in the second mode as a shock absorber, prevents it from appearing, damping vibrations and thus reducing amplitude values of horizontal lateral forces and displacements of the wheel with the steering axle to safe, which reduces the corridor of movement of the wheel ma tires and increases the reliability of the proposed suspension.

В зарезонансной зоне, когда частота действия горизонтальных поперечных сил высока и демпфирование колебаний немного увеличивает амплитуды горизонтальных поперечных сил и перемещений колеса с поворотной цапфой, гидравлическое управляемое демпфирующее устройство работает в третьем режиме и сообщение штоковой и безштоковой частей резервуара происходит безпрепятственно. Таким образом, демпфирования не происходит, что повышает надежность предлагаемой подвески.In the non-resonance zone, when the frequency of horizontal lateral forces is high and vibration damping slightly increases the amplitudes of horizontal lateral forces and displacements of the wheel with a pivot pin, the hydraulically controlled damping device operates in the third mode and the rod and rodless parts of the tank communicate seamlessly. Thus, damping does not occur, which increases the reliability of the proposed suspension.

Для того чтобы в дорезонансной зоне, когда частота действия горизонтальных поперечных сил очень мала или при криволинейном движении, когда горизонтальная поперечная сила является центробежной и приложена к колесу постоянно и с одним знаком поворот управляемого колеса в сторону, обратную центробежной силе, за счет установки между поворотной цапфой и дополнительным рычагом, соединенным жестко с амортизационной стойкой упругого элемента, не вызывал тенденцию колесной машины к избыточной поворачиваемости, гидравлическое управляемое демпфирующее устройство переводится в третий режим работы с блокировкой штока относительно резервуара, что делает упругую до этого связь поворотной цапфы с дополнительным рычагом жесткой и подвеска работает как стандартная, а колесная машина - с заложенной производителем поворачиваемостью.In order to in the pre-resonance zone, when the frequency of the horizontal lateral forces is very small or in curved motion, when the horizontal lateral force is centrifugal and is applied to the wheel constantly and with one sign, the steering wheel is turned in the direction opposite to the centrifugal force, due to the installation between the rotary with a trunnion and an additional lever connected rigidly to the spring strut of the elastic element, did not cause the wheeled machine to oversteer, the hydraulic controlled dem the puffing device is transferred to the third mode of operation with the rod locked relative to the tank, which makes the connection between the pivot pin with the additional lever rigid and the suspension works as standard, and the wheeled vehicle with the steering set by the manufacturer.

В целом применение в подвеске передних управляемых колес упругого элемента, воспринимающего поперечные горизонтальные силы в сочетании с параллельно установленным гидравлическим управляемым демпфирующим устройством позволяет непосредственно автоматически компенсировать боковой увод колес от действия указанных сил с предотвращением их резонансного увеличения при периодическом изменении, что способствует улучшению стабилизации прямолинейного движения и повышению надежности подвески колесной машины.In general, the use of an elastic element in the suspension of the front steered wheels, which accepts transverse horizontal forces in combination with a parallel mounted hydraulic controlled damping device, allows directly automatically compensating the lateral drive of the wheels from the action of these forces, preventing their resonant increase during periodic changes, which improves the stabilization of rectilinear movement and improving the reliability of the suspension of the wheeled vehicle.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволили установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения, а определено из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволили выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объеме, изложенных в формуле изобретения.An analysis of the prior art by the applicant, including a search by patents and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention, but determined from the list identified analogues of the prototype as the closest in the totality of the features of the analogue, allowed to identify the set of essential in relation to mu applicant technical result in the claimed hallmarks extent set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию “новизна” по действующему законодательству.Therefore, the claimed invention meets the requirement of “novelty” under applicable law.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательного уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.To verify the conformity of the claimed invention to the requirement of an inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention, the results of which show that the claimed invention does not explicitly follow the prior art.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию “изобретательский уровень” по действующему законодательству.Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step" under applicable law.

На фиг.1 показан общий вид сзади предлагаемой подвески. На фиг.2 показан вид сбоку предлагаемой подвески. На фиг.3 показан вид сверху части предлагаемой подвески. На фиг.4 отдельно показано гидравлическое управляемое демпфирующее устройство с вариантом его установки на упругий элемент. На фиг.5 показано сопряжение перемещаемого элемента шагового двигателя с рычажком штока гидравлического управляемого демпфирующего устройства. На фиг.6 отдельно показан рабочий поршень с его установкой в резервуаре. На фиг.7 показаны позиции перемещаемого элемента шагового электродвигателя и рычажка штока гидравлического управляемого демпфирующего устройства. На фиг.8 показаны позиции секторных дисков относительно поршня гидравлического управляемого демпфирующего устройства. На фиг.9 показан график, поясняющий соответствие амплитудно-частотной характеристики предлагаемой подвески в горизонтальном поперечном направлении режимам работы гидравлического управляемого демпфирующего устройства. На фиг.10 показана принципиальная схема, поясняющая кинематику работы предлагаемой подвески.Figure 1 shows a General rear view of the proposed suspension. Figure 2 shows a side view of the proposed suspension. Figure 3 shows a top view of part of the proposed suspension. Figure 4 separately shows a hydraulic controlled damping device with a variant of its installation on an elastic element. Figure 5 shows the pairing of a moving element of a stepper motor with a rod lever of a hydraulic controlled damping device. Figure 6 separately shows the working piston with its installation in the tank. 7 shows the position of the movable element of the stepper motor and the rod lever of the hydraulic controlled damping device. On Fig shows the position of the sector disks relative to the piston of a hydraulic controlled damping device. Figure 9 shows a graph explaining the correspondence of the amplitude-frequency characteristics of the proposed suspension in the horizontal transverse direction to the operating modes of the hydraulic controlled damping device. Figure 10 shows a schematic diagram explaining the kinematics of the proposed suspension.

Подвеска передних управляемых колес содержит пружину 1 (фиг.1), размещенную в чашках 2 и 3, закрепленных жестко на амортизационной стойке 4, сориентированной штоком амортизатора вверх, которым соединена с резиновой подушкой 5, закрепленной на кузове 6, нижний направляющий рычаг 7, соединенный с кузовом 6 через резинометаллические втулки 8, шаровый шарнир 9, закрепленный жестко болтами 10 на нижнем направляющем рычаге 7 и соединенный жестко болтом 11 (фиг.2) с поворотной цапфой 12, в которую запрессован двухрядный шариковый подшипник качения 13, установленный на ступицу 14 ведущего приводом 15 колеса 16, связанного со ступицей 14 болтами 17, причем привод 15 сопряжен со ступицей 14 шлицами 18 и закреплен гайкой 19, стабилизатор поперечной устойчивости 20, установленный на направляющий рычаг 7 через резинометаллический шарнир 21 и связанный таким же способом с другим колесом той же оси, упругий элемент 22, одной стороной связанный жестко болтами 23 с поворотной цапфой 12, а другой такими же болтами с дополнительным рычагом 24, который соединен жестко болтами 25 с амортизационной стойкой 4, к поворотной части которой через рычаг 26 посредствам шарового шарнира 27 наконечника 28 крепится рулевая тяга 29, соединенная с рулевой рейкой, причем рулевая тяга 29 соединена с наконечником 28 резьбовым соединением и стопорится болтом 30.The suspension of the front steered wheels contains a spring 1 (Fig. 1), placed in cups 2 and 3, fixed rigidly on the suspension strut 4, oriented by the shock absorber rod upwards, which is connected to the rubber cushion 5 mounted on the body 6, the lower guide lever 7 connected with a body 6 through rubber bushings 8, a ball joint 9 fixed rigidly by bolts 10 on the lower guide lever 7 and connected rigidly by a bolt 11 (Fig. 2) with a pivot pin 12 into which a double-row ball bearing 13 is pressed in, is installed mounted on the hub 14 of the driving gear 15 of the wheel 16, connected to the hub 14 by bolts 17, the drive 15 being connected to the hub 14 by the slots 18 and secured by a nut 19, the anti-roll bar 20 mounted on the guide lever 7 through a rubber-metal hinge 21 and connected in the same way with another wheel of the same axis, the elastic element 22, rigidly connected by bolts 23 to the pivot pin 12 on one side, and by the same bolts with an additional lever 24, which is rigidly connected by bolts 25 to the suspension strut 4, to the pivot hour which, through the lever 26, by means of the ball joint 27 of the tip 28, the steering rod 29 is connected to the steering rack, the steering rod 29 being connected to the tip 28 by a threaded connection and locked by a bolt 30.

С целью предотвращения неучитываемого качания колеса 16 с поворотной цапфой 12, а также нежестко закрепленной с другими элементами подвески амортизационной стойки 4 относительно кузова 6 под действием поперечных и вертикальных сил за счет наличия упругого элемента 22 между поворотной цапфой 12 и дополнительным рычагом 24 рулевая тяга 29 прикреплена к поворотной части амортизационной стойки 4, что улучшает стабилизацию прямолинейного движения колесной машины.In order to prevent unaccounted swing of the wheel 16 with the pivot pin 12, as well as loosely fixed with other suspension elements of the suspension strut 4 relative to the body 6 under the action of transverse and vertical forces due to the presence of an elastic element 22 between the pivot pin 12 and the additional lever 24, the steering link 29 is attached to the rotary part of the suspension strut 4, which improves the stabilization of the rectilinear movement of the wheeled vehicle.

За счет упругого элемента 22, установленного между поворотной цапфой 12 и дополнительным рычагом 24, соединенным жестко с амортизационной стойкой 4, под действием горизонтальной поперечной силы F предполагается поворот колеса 16 с поворотной цапфой 12 в той же плоскости в сторону, обратную направлению увода на такой же угол, что компенсирует его и улучшает стабилизацию прямолинейного движения колесной машины.Due to the elastic element 22 mounted between the pivot pin 12 and the additional arm 24 connected rigidly to the suspension strut 4, it is assumed that the wheel 16 with the pivot pin 12 is rotated in the same plane to the side opposite to the retraction direction by the same lateral force F angle, which compensates for it and improves the stabilization of the rectilinear movement of the wheeled vehicle.

Установка упругого элемента 22 в горизонтальной плоскости, проходящей через центр вращения шарового шарнира 9 нижнего направляющего рычага 7 дает подвижность колесу 16 с поворотной цапфой 12 от действия горизонтальной поперечной силы F только в горизонтальном поперечном направлении без дополнительного наклона в поперечной вертикальной плоскости, так как плеча для создания момента в вертикальной плоскости относительно шарового шарнира 9 нижнего направляющего рычага 7 нет. Таким образом, происходит непосредственная автоматическая компенсация бокового увода δ₁ переднего управляемого колеса 16 за счет изменения только его схождения без пространственного неучитываемого перемещения колеса 16 в вертикальной и поперечной плоскости, что улучшает стабилизацию прямолинейного движения колесной машины, а уменьшение при этом дополнительных нагрузок на детали подвески и протектор колеса 16 способствует повышению надежности предлагаемой подвески.The installation of the elastic element 22 in a horizontal plane passing through the center of rotation of the ball joint 9 of the lower guide arm 7 gives mobility to the wheel 16 with the pivot pin 12 from the action of the horizontal transverse force F only in the horizontal transverse direction without additional inclination in the transverse vertical plane, since the shoulder for there is no moment in the vertical plane relative to the ball joint 9 of the lower guide lever 7. Thus, there is a direct automatic compensation of the lateral offset δ _{1 of the} front steered wheel 16 due to only its convergence without spatial unaccounted displacement of the wheel 16 in the vertical and transverse planes, which improves the stabilization of the rectilinear movement of the wheeled vehicle, while reducing additional loads on the suspension parts and the tread of the wheel 16 improves the reliability of the proposed suspension.

Исключение возникновения ортогональных составляющих горизонтальной поперечной силы F на упругом элементе 22 и параллельно ему установленном гидравлическом управляемом демпфирующем устройстве 31 (фиг.3) происходит за счет соосности расположения осей упругого элемента 22 с колесом 16, что повышает надежность предлагаемой подвески.The elimination of the occurrence of the orthogonal components of the horizontal transverse force F on the elastic element 22 and parallel to it mounted hydraulic controlled damping device 31 (Fig.3) is due to the alignment of the axes of the elastic element 22 with the wheel 16, which increases the reliability of the suspension.

Упругий элемент 22 выполнен в виде полукруга произвольного, например, прямоугольного сечения с податливостью только в плоскости полукруга, причем его материал должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать массу, приходящуюся на него, например кованая сталь. Жесткость упругого элемента 22 выбирается такой, чтобы момент, создаваемый горизонтальной поперечной силой F на колесе 16 относительно оси шарового шарнира 9 при уводе колеса 16 на некоторый угол δ₁, был равен моменту, создаваемому упругим элементом 22 при повороте колеса 16 с поворотной цапфой 12 на угол угол δ₂, равный углу δ₁. Таким образом, должно выполняться условие δ₁=δ₂ и жесткость С упругого элемента 22 определяется согласно следующему выражению:The elastic element 22 is made in the form of a semicircle of arbitrary, for example, rectangular cross-section with compliance only in the plane of the semicircle, and its material must be strong enough to withstand the mass falling on it, such as forged steel. The stiffness of the elastic element 22 is chosen so that the moment created by the horizontal transverse force F on the wheel 16 relative to the axis of the ball joint 9 when the wheel 16 is moved to a certain angle δ ₁ is equal to the moment created by the elastic element 22 when the wheel 16 is rotated with a pivot pin 12 by angle δ ₂ equal to δ ₁ . Thus, the condition δ ₁ = δ ₂ must be satisfied and the stiffness C of the elastic element 22 is determined according to the following expression:

,

,

где к - коэффициент увода управляемого колеса 16, Н/рад; е - вылет оси поворота предлагаемой подвески, м.where k is the coefficient of abduction of the steered wheel 16, N / rad; e - the departure of the axis of rotation of the proposed suspension, m

Для того чтобы поворот плоскости колеса 16 с поворотной цапфой 12 под действием горизонтальной поперечной силы F из-за наличия между поворотной цапфой 12 и дополнительным рычагом 24, соединенным жестко с амортизационной стойкой 4 упругого элемента 22 проходил в сторону, обратную направлению увода колеса 16, точка пересечения оси поворота колеса 16 с опорной поверхностью расположена позади его вертикальной оси по направлению движения колесной машины или подвеска имеет отрицательный вылет. Это объясняется тем, что результирующая горизонтальная поперечная сила F действует на центральную в продольной оси точку контакта колеса 16 с опорной поверхностью и колесо 16 поворачивается согласно направлению момента, возникающего от действия указанной силы относительно оси поворота колеса 16 на плече, называемым вылет. Таким образом, обеспечивается автоматическая компенсация увода колеса 16 и стабилизация прямолинейного движения колесной машины.In order for the rotation of the plane of the wheel 16 with the pivot pin 12 under the action of the horizontal lateral force F due to the presence between the pivot pin 12 and the additional lever 24, which is connected rigidly to the suspension strut 4 of the elastic element 22, go in the direction opposite to the direction of the wheel 16, the point the intersection of the axis of rotation of the wheel 16 with the supporting surface is located behind its vertical axis in the direction of movement of the wheeled vehicle or the suspension has a negative overhang. This is because the resulting horizontal lateral force F acts on the central in the longitudinal axis of the contact point of the wheel 16 with the supporting surface and the wheel 16 is rotated according to the direction of the moment arising from the action of the specified force relative to the axis of rotation of the wheel 16 on the shoulder, called the departure. Thus, automatic compensation of the drive of the wheel 16 and stabilization of the rectilinear movement of the wheeled vehicle is ensured.

Для облегчения возможности поворота колеса 16 с поворотной цапфой 12 относительно оси его поворота, проходящей через центр вращения шарового шарнира 9 нижнего направляющего рычага 7 и точку пересечения оси качания амортизационной стойки 4 с плоскостью резиновой подушки 5, закрепленной на кузове 6, амортизационная стойка 4 жестко соединена с упругим элементом 22 дополнительным рычагом 24.To facilitate the possibility of turning the wheel 16 with the pivot pin 12 relative to the axis of rotation passing through the center of rotation of the ball joint 9 of the lower guide arm 7 and the intersection point of the swing axis of the suspension strut 4 with the plane of the rubber cushion 5 fixed to the body 6, the suspension strut 4 is rigidly connected with an elastic element 22 additional lever 24.

Дополнительный рычаг 24 может быть выполнен в виде металлической детали формы буквы “С” произвольного, например, прямоугольного сечения с ребрами жесткости вдоль тела.The additional lever 24 may be made in the form of a metal part of the shape of the letter “C” of arbitrary, for example, rectangular cross-section with stiffeners along the body.

Параллельно упругому элементу 22 (фиг.3) установлено трехрежимное гидравлическое управляемое демпфирующее устройство 31 с поворотным вокруг своей оси штоком 32, имеющим жестко связанный с ним рычажок 33, соединенный с перемещаемым элементом 34 шагового электродвигателя 35, установленного жестко болтами 36 на дополнительном рычаге 24 и которым осуществляется управление гидравлического управляемого демпфирующего устройства 31.Parallel to the elastic element 22 (FIG. 3), a three-mode hydraulic controlled damping device 31 is installed with a rod 32 rotatable around its axis and having a lever 33 rigidly connected to it, connected to a movable element 34 of a stepping motor 35 mounted rigidly by bolts 36 on the additional lever 24 and which controls the hydraulic controlled damping device 31.

Гидравлическое управляемое демпфирующее устройство 31 (фиг.4) соединено с упругим элементом 22 со стороны поворотной цапфой 12 через резинометаллический шарнир 39 посредствам болта 40 и через сферический шарнир 41, соединенный, например, со штоком 32 посредствам болта 42 со стороны дополнительного рычага 24, к которому крепится болтом 43.A hydraulic controlled damping device 31 (Fig. 4) is connected to the elastic element 22 from the side by a pivot pin 12 through a rubber-metal hinge 39 by means of a bolt 40 and through a spherical hinge 41 connected, for example, to a rod 32 by means of a bolt 42 from the side of the additional lever 24, to which is bolted 43.

Для соединения перемещаемого элемента 34 (фиг.5) с рычажком 33 в последнем выполнено овальное вдоль его оси отверстие 37, в которое установлен перемещаемый элемент 34 и закреплен там с обоих сторон относительно рычажка шплинтами 38, причем II-я позиция перемещаемого элемента 34 относительно рычажка 33 соответствует его положению в центре овального отверстия 37.To connect the movable element 34 (Fig. 5) with the lever 33, the latter has an oval hole 37 along its axis in which the movable element 34 is mounted and secured there on both sides relative to the lever with cotter pins 38, the second position of the movable element 34 relative to the lever 33 corresponds to its position in the center of the oval hole 37.

Гидравлическое управляемое демпфирующее устройство 31 выполнено в виде резервуара 44 с рабочей полостью, разделенной на штоковую 45 и безштоковую 46 части и компенсационным газовым объемом 47, расположенным в безштоковой части 46. Рабочая полость 45, 46 и компенсационный газовый объем 47 заполнены соответственно жидкостью и газом и разделены дополнительным поршнем 48 с герметичным по радиусу уплотнением 49.The hydraulic controlled damping device 31 is made in the form of a tank 44 with a working cavity divided into a rod 45 and rodless part 46 and a compensating gas volume 47 located in the rodless part 46. The working cavity 45, 46 and the compensating gas volume 47 are filled with liquid and gas, respectively, and separated by an additional piston 48 with a radially tight seal 49.

В рабочую полость 45, 46 резервуара 44 соосно помещен рабочий поршень 50 с ограничением поворота вокруг своей оси, а торцевые поверхности его подвижно сопряжены с секторными дисками 51 и 52, каждый из которых жестко связан со штоком 32, который установлен в резервуар 44 через уплотнение 53, обеспечивающее герметичность подвижного сопряжения штока 32 и резервуара 44.In the working cavity 45, 46 of the tank 44, a working piston 50 is coaxially placed with rotation restriction about its axis, and its end surfaces are movably mated with sector disks 51 and 52, each of which is rigidly connected to the rod 32, which is installed in the tank 44 through the seal 53 ensuring the tightness of the movable interface of the rod 32 and the tank 44.

Для ограничения поворота рабочего поршня 50 вокруг своей оси с возможностью его перемещения вдоль оси резервуара 44 в рабочей полости 45, 46 резервуара 44 расположена любая, например шпоночная продольная направляющая 54, сопрягаемая с пазом 55 (фиг.6) в рабочем поршне 50.To limit the rotation of the working piston 50 about its axis with the possibility of its movement along the axis of the tank 44 in the working cavity 45, 46 of the tank 44 is located any, for example, a longitudinal key guide 54, mating with the groove 55 (Fig.6) in the working piston 50.

Рабочий поршень 50 для сообщения штоковой 45 и безштоковой 46 полостей имеет один клапан двухстороннего действия, например, калиброванное отверстие, или два клапана 56 и 57 с одинаковыми характеристиками усилия отбоя и сжатия, установленных на каждую из его торцевых поверхностей по одной линии, проходящей через ось рабочего поршня 50 по разные стороны от нее.The working piston 50 for communicating the rod 45 and rodless 46 cavities has one double-acting valve, for example, a calibrated hole, or two valves 56 and 57 with the same characteristics of rebound and compression forces installed on each of its end surfaces along one line passing through the axis working piston 50 on either side of it.

Клапаны 56 и 57 могут быть выполнены, например, в виде металлических пластин, жесткость каждой из которых подбирается в соответствии с необходимой величиной коэффициента сопротивления К_A гидравлического управляемого демпфирующего устройства 31, определяемого согласно следующей формуле:Valves 56 and 57 can be made, for example, in the form of metal plates, the rigidity of each of which is selected in accordance with the required value of the coefficient of resistance K _{A of the} hydraulic controlled damping device 31, determined according to the following formula:

,

,

где m - масса колеса 16 в сборе со ступицей 14, подшипником 13 и цапфой 12, кг;

- угловая частота собственных колебаний подвески в горизонтальном поперечном направлении, с^-1; ψ - безразмерный коэффициент сопротивления гидравлического управляемого демпфирующего устройства 31; с - жесткость упругого элемента 22, Нм/рад.where m is the mass of the wheel 16 complete with a hub 14, a bearing 13 and a pin 12, kg;

- the angular frequency of the natural oscillations of the suspension in the horizontal transverse direction, s ^-1 ; ψ is the dimensionless resistance coefficient of the hydraulic controlled damping device 31; C is the stiffness of the elastic element 22, Nm / rad.

Отверстие рабочего поршня предназначено для сообщения штоковой и безштоковой частей и может быть выполнено, например, в виде двух овальных отверстий 58 и 59, вытянутых по разные стороны от оси рабочего поршня 50 по линии перпендикулярной линии, соединяющей клапаны 56, 57 и центральное круглое отверстие 60, необходимое для соединения секторного диска безштоковой 51 с секторным диском штоковой 52 частей.The hole of the working piston is designed to communicate the rod and rodless parts and can be made, for example, in the form of two oval holes 58 and 59, elongated on opposite sides from the axis of the working piston 50 along a line perpendicular to the line connecting the valves 56, 57 and the central circular hole 60 required to connect a sectorless disk of a rodless 51 part with a sectorial disk of a stock 52 part.

Секторный диск штоковой части 52 жестко связан со штоком 32. Секторный диск безштоковой части 51 жестко связан со штоком 32 через центральное круглое отверстие 60 рабочего поршня 50 тремя болтами 61, расположенными вокруг оси штока под углом 120 градусов, причем болты затянуты моментом, обеспечивающим плотное герметичное сопряжение обоих секторных дисков 51 и 52 с торцевыми поверхностями заключенного между ними рабочего поршня 50.The sector disk of the rod part 52 is rigidly connected to the rod 32. The sector disk of the rodless part 51 is rigidly connected to the rod 32 through the central circular hole 60 of the working piston 50 with three bolts 61 located around the axis of the rod at an angle of 120 degrees, and the bolts are tightened to a tight tight the pairing of both sector disks 51 and 52 with the end surfaces of the working piston 50 enclosed between them.

Оба секторных диска 51 и 52 имеют одинаковую форму и развернуты по отношению друг к другу на 180 градусов. Такое положение вызвано необходимостью перекрывать клапаны 56, 57 и отверстия 58, 59 с обоих сторон для увеличения надежности их герметичного перекрытия и с целью возможности перекрытия каждого клапана 56 и 57 только со стороны обратной стороне его установки на рабочий поршень 50.Both sector discs 51 and 52 have the same shape and are rotated 180 degrees with respect to each other. This situation is caused by the need to overlap the valves 56, 57 and openings 58, 59 on both sides to increase the reliability of their tight shutoff and with the aim of overlapping each valve 56 and 57 only from the back side of its installation on the working piston 50.

Шток 32 (фиг.7, 8) имеет возможность фиксации вокруг своей оси в следующих трех позициях I, II и III: в первой позиции оба секторных диска 51 и 52 перекрывают клапаны 56, 57 и отверстия 58, 59 рабочего поршня 50, во второй позиции перекрыты только отверстия 58 и 59, в третей позиции и клапаны 56, 57 и отверстия 58, 59 открыты для свободного сообщения штоковой 45 и безштоковой 46 частей.The rod 32 (Fig.7, 8) has the ability to be fixed around its axis in the following three positions I, II and III: in the first position, both sector disks 51 and 52 overlap the valves 56, 57 and the openings 58, 59 of the working piston 50, in the second only the openings 58 and 59 are blocked by the position; in the third position, the valves 56, 57 and the openings 58, 59 are open for free communication between the rod 45 and rodless 46 parts.

Управление шаговым электродвигателем может осуществляться, например, компьютером впрыска инжекторного двигателя на основании алгоритма, составленного путем интегрирования сигналов от датчика(ов) горизонтального поперечного ускорения, установленного(ых) в подвеске управляемых колес, датчиков ускорения поворота и положения рулевого колеса.A stepper motor can be controlled, for example, by an injection engine injection computer based on an algorithm compiled by integrating signals from a sensor (s) of horizontal lateral acceleration installed in the suspension of steered wheels, steering acceleration sensors, and steering wheel position sensors.

В резонансной зоне II (фиг.9) при периодических знакопеременных отклонениях управляемого колеса 16 в горизонтальном поперечном направлении посредствам поворота штока 32 жестко связанным с ним рычажком 33 получено необходимое смещение от перемещаемого элемента 34 шагового электродвигателя 35, гидравлическое управляемое демпфирующее устройство 31 переводится во второй режим II, в котором работает как амортизатор. Указанные колебания демпфируются и резонанс исключается, что повышает надежность предлагаемой подвески.In the resonance zone II (Fig. 9) with periodic alternating deviations of the steered wheel 16 in the horizontal transverse direction by turning the rod 32 by a rigidly connected lever 33, the necessary displacement from the moveable element 34 of the stepper motor 35 is obtained, the hydraulic controlled damping device 31 is transferred to the second mode II, in which it works as a shock absorber. These vibrations are damped and resonance is eliminated, which increases the reliability of the proposed suspension.

В зарезонансной зоне III, когда демпфирование колебаний немного увеличивает амплитуды горизонтальных поперечных сил и перемещений колеса 16 с поворотной цапфой 12, посредством поворота штока 32 жестко связанным с ним рычажком 33 получено необходимое смещение от перемещаемого элемента 34 шагового электродвигателя 35, гидравлическое управляемое демпфирующее устройство 31 переводится в третий режим III и сообщение штоковой 45 и безштоковой 46 частей резервуара 44 происходит безпрепятственно. Таким образом, демпфирования не происходит, что повышает надежность предлагаемой подвески.In the resonance zone III, when the vibration damping slightly increases the amplitudes of the horizontal lateral forces and displacements of the wheel 16 with the pivot pin 12, by turning the rod 32 by the lever 33 rigidly connected with it, the necessary displacement from the movable element 34 of the stepper motor 35 is obtained, the hydraulic controlled damping device 31 is translated in the third mode III and the communication of the rod 45 and rodless 46 parts of the tank 44 occurs without hindrance. Thus, damping does not occur, which increases the reliability of the proposed suspension.

С целью исключения в дорезонансной зоне I или при криволинейном движении тенденции колесной машины к избыточной поворачиваемости посредством поворота штока 32 жестко связанным с ним рычажком 33 получено необходимое смещение от перемещаемого элемента 34 шагового электродвигателя 35, гидравлическое управляемое демпфирующее устройство 31 переводится в первый режим работы I с блокировкой штока 32 относительно резервуара 44, что делает упругую до этого связь поворотной цапфы 12 с дополнительным рычагом 24 жесткой и подвеска работает как стандартная, а колесная машина с заложенной производителем поворачиваемостью.In order to eliminate the tendency of the wheeled vehicle to oversteer in the pre-resonance zone I or during curvilinear movement by turning the rod 32 by a rigidly connected lever 33, the necessary displacement from the moving element 34 of the stepper motor 35 is obtained, the hydraulic controlled damping device 31 is transferred to the first operating mode I s the rod 32 is locked relative to the tank 44, which makes the previously elastic connection of the pivot pin 12 with the additional arm 24 rigid and the suspension works as standard I, and the wheel machine with understeer laid down by the manufacturer.

Подвеска передних управляемых колес работает следующим образом. Пусть колесная машина движется прямолинейно, а частота периодических знакопеременных отклонений управляемых колес приближается к резонансной. На шаговый электродвигатель 31 поступает команда и его перемещаемый элемент 34, воздействуя на рычажок 33, поворачивает шток 32 в позицию II, в результате чего оба дополнительных отверстия 58 и 59 рабочего поршня 50 закрываются. Гидравлическое управляемое демпфирующее устройство 31 становится амортизатором с одинаковыми усилиями отбоя и сжатия. Горизонтальная поперечная сила F (фиг.10), действуя на центральную в продольной плоскости точку пятна контакта колеса с опорной поверхностью, искривляет его беговую линию за счет эластичности пневматической шины и колесо 16 начинает двигаться под углом увода δ₁ по отношению к первоначальному направлению движения

. Однако под действием той же силы F колесо 16 вместе с поворотной цапфой 12, за счет наличия между поворотной цапфой 12 и дополнительным рычагом 24, соединенным жестко с амортизационной стойкой 4, к поворотной части которой крепится рулевая тяга 29 упругого элемента 22, преодолевая сопротивление последнего, поворачивается навстречу силе F на некоторый угол δ₂, равный углу увода δ₁, причем указанное перемещение колеса 16 демпфируется гидравлическим управляемым демпфирующим устройством 31. Таким образом, происходит автоматическая компенсация бокового увода с исключением резонанса колебаний горизонтальных поперечных сил.Suspension front steered wheels works as follows. Let the wheeled vehicle move rectilinearly, and the frequency of periodic alternating deviations of the steered wheels approaches the resonant one. A command is received by the stepping motor 31 and its movable element 34, acting on the lever 33, rotates the rod 32 to position II, as a result of which both additional holes 58 and 59 of the working piston 50 are closed. Hydraulically controlled damping device 31 becomes a shock absorber with the same rebound and compression forces. The horizontal lateral force F (Fig. 10), acting on the central point in the longitudinal plane of the contact point of the wheel with the supporting surface, bends its running line due to the elasticity of the pneumatic tire and the wheel 16 begins to move at an angle of retraction δ ₁ with respect to the original direction of movement

. However, under the influence of the same force F, the wheel 16 together with the pivot pin 12, due to the presence between the pivot pin 12 and the additional lever 24, rigidly connected to the suspension strut 4, to the pivot part of which the steering rod 29 of the elastic element 22 is attached, overcoming the resistance of the latter, rotates towards the force F at an angle δ _2, equal to the slip angle δ _1, wherein said moving wheel 16 is damped hydraulically controllable damping device 31. Thus, there is automatic compensation for the lateral th slip excluding resonance oscillations horizontal transverse forces.

Поворот колеса 16 с поворотной цапфой 12 под действием горизонтальной поперечной силы происходит под действием реакции R опорной поверхности на колесе 16 на плече е, называемом вылетом подвески, в сторону, обратную направлению силы F, за счет отрицательного значения указанного плеча, то есть точка пересечения оси поворота колеса 16 с опорной поверхностью расположена позади его вертикальной оси по направлению движения. Непосредственная компенсация увода колеса 16 осуществляется за счет того, что поворот колеса 16 с поворотной цапфой 12 происходит без вертикального наклона строго в горизонтальной плоскости из-за установки упругого элемента 22 соосно колесу 16 в той же плоскости, проходящей через центр вращения шарового шарнира 9 нижнего направляющего рычага 7, что, кроме того, исключает возникновение дополнительных нагрузок на детали подвески и протектор колеса 16.The rotation of the wheel 16 with the pivot pin 12 under the action of the horizontal lateral force occurs under the action of the reaction R of the bearing surface on the wheel 16 on the shoulder e, called the extension of the suspension, in the direction opposite to the direction of the force F, due to the negative value of the specified shoulder, i.e. the point of intersection the rotation of the wheel 16 with the supporting surface is located behind its vertical axis in the direction of movement. Direct compensation of the drive of the wheel 16 is due to the fact that the rotation of the wheel 16 with the pivot pin 12 occurs without vertical tilt strictly in the horizontal plane due to the installation of the elastic element 22 coaxially to the wheel 16 in the same plane passing through the center of rotation of the ball joint 9 of the lower guide the lever 7, which, in addition, eliminates the occurrence of additional loads on the suspension parts and the tread of the wheel 16.

Как только перестает действовать горизонтальная поперечная сила F, a вместе с ней и реакция от опорной поверхности R, сила упругости упругого элемента 22 возвращает колесо 16 в первоначальное положение, соответствующее прямолинейному направлению движения

.As soon as the horizontal transverse force F ceases to act, and with it the reaction from the supporting surface R, the elastic force of the elastic element 22 returns the wheel 16 to its original position corresponding to the rectilinear direction of motion

.

Если колесная машина движется прямолинейно, а частота периодических знакопеременных отклонений управляемых колес находится в зарезонансной зоне, на шаговый электродвигатель 35 поступает команда и его перемещаемый элемент 34, воздействуя на рычажок 33, поворачивает шток 32 в позицию III, в результате чего оба дополнительных отверстия 58, 59 и оба клапана 56, 57 рабочего поршня 50 открываются для беспрепятственного сообщения штоковой 45 и бесштоковой 46 частей. Горизонтальная поперечная сила F, действуя на центральную в продольной плоскости точку пятна контакта колеса 16 с опорной поверхностью, искривляет его беговую линию за счет эластичности пневматической шины и колесо 16 начинает двигаться под углом увода δ₁ по отношению к первоначальному направлению движения

. Однако под действием той же силы F колесо 16 вместе с поворотной цапфой 12 за счет наличия между поворотной цапфой 12 и дополнительным рычагом 24, соединенным жестко с амортизационной стойкой 4, к поворотной части которой крепится рулевая тяга 29 упругого элемента 22, преодолевая сопротивление последнего, поворачивается навстречу силе F на некоторый угол δ₂, равный углу увода δ₁. Таким образом, происходит автоматическая компенсация бокового увода с исключением возможного увеличения амплитуд горизонтальных поперечных сил и перемещений в зарезонансной зоне за счет депфирования.If the wheeled machine moves in a straight line, and the frequency of periodic alternating deviations of the steered wheels is in the resonance zone, a command is received by the stepper motor 35 and its movable element 34, acting on the lever 33, turns the rod 32 to position III, as a result of which both additional holes 58, 59 and both valves 56, 57 of the working piston 50 open to freely communicate the rod 45 and rodless 46 parts. The horizontal lateral force F, acting on a central point in the longitudinal plane of the contact point of the wheel 16 with the supporting surface, bends its running line due to the elasticity of the pneumatic tire, and the wheel 16 begins to move at an angle of inclination δ ₁ with respect to the original direction of movement

. However, under the action of the same force F, the wheel 16 together with the pivot pin 12 due to the presence between the pivot pin 12 and the additional lever 24, rigidly connected to the suspension strut 4, to the pivot part of which the steering rod 29 of the elastic element 22 is attached, overcoming the resistance of the latter, pivots towards the force F at a certain angle δ ₂ equal to the angle of withdrawal δ ₁ . Thus, there is an automatic compensation of lateral withdrawal with the exception of a possible increase in the amplitudes of the horizontal transverse forces and displacements in the resonance zone due to dephasing.

Если колесная машина движется прямолинейно, а частота периодических знакопеременных отклонений управляемых колес находится в дорезонансной зоне или машина движется криволинейно, на шаговый электродвигатель 35 поступает команда и его перемещаемый элемент 34, воздействуя на рычажок 33 поворачивает шток 32 в позицию I, в результате чего оба дополнительных отверстия 58, 59 и оба клапана 56, 57 рабочего поршня 50 перекрываются. Горизонтальная поперечная сила F, действуя на центральную в продольной плоскости точку пятна контакта колеса 16 с опорной поверхностью, искривляет его беговую линию за счет эластичности пневматической шины и колесо 16 начинает двигаться под углом увода δ₁ по отношению к первоначальному направлению движения

. Так как шток 32 в указанном режиме блокируется относительно резервуара 44 гидравлического управляемого демпфирующего устройства 31, то упругая за счет параллельно установленного последнему устройству 31 упругого элемента 22 связь поворотной цапфы 12 с дополнительным рычагом 24 становится жесткой. Автоматической компенсации увода управляемых колес не происходит и колесная машина двигается с заложенной производителем поворачиваемостью.If the wheeled machine moves in a straight line, and the frequency of periodic alternating deviations of the steered wheels is in the pre-resonance zone or the machine moves in a curved manner, a command and its movable element 34 are received by the stepping motor 35, acting on the lever 33, rotates the rod 32 to position I, as a result of which both the holes 58, 59 and both valves 56, 57 of the working piston 50 overlap. The horizontal lateral force F, acting on a central point in the longitudinal plane of the contact point of the wheel 16 with the supporting surface, bends its running line due to the elasticity of the pneumatic tire, and the wheel 16 begins to move at an angle of inclination δ ₁ with respect to the original direction of movement

. Since the rod 32 in this mode is blocked relative to the tank 44 of the hydraulic controlled damping device 31, the elastic connection of the rotary pin 12 with the additional lever 24 becomes rigid due to the elastic element 22 installed parallel to the last device 31. There is no automatic compensation for steered steering and the wheeled vehicle moves with the steering set by the manufacturer.

Описанная конструкция подвески передних управляемых колес позволяет улучшить стабилизацию прямолинейного движения и повысить надежность подвески колесной машины за счет непосредственной автоматической компенсации бокового увода передних управляемых колес от действия горизонтальных поперечных сил с предотвращением их резонансного увеличения при периодическом изменении.The described design of the suspension of the front steered wheels makes it possible to improve stabilization of rectilinear movement and to increase the reliability of the suspension of the wheeled vehicle due to direct automatic compensation of the lateral displacement of the front steered wheels from the action of horizontal lateral forces with the prevention of their resonant increase with periodic change.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в машиностроении для улучшения стабилизации прямолинейного движения колесной машины и повышения надежности подвески передних управляемых колес;- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is intended for use in mechanical engineering to improve stabilization of the rectilinear movement of a wheeled vehicle and increase the reliability of the suspension of the front steered wheels;

- для заявленного изобретение в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке средств и методов;- for the claimed invention in the form described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described above in the application is confirmed;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию “промышленная применимость” по действующему законодательству.Therefore, the claimed invention meets the requirement of “industrial applicability” under applicable law.

Claims (3)

1. Подвеска передних управляемых колес содержит пружину, амортизационную стойку, нижний направляющий рычаг, поворотную цапфу, рулевую тягу, упругий элемент, выполненный в виде полукруга, связанный жестко с поворотной цапфой, отличающаяся тем, что упругий элемент, имеющий возможность обеспечения поперечной горизонтальной силы между поворотной цапфой и дополнительным рычагом, установлен в горизонтальной плоскости, проходящей через центр вращения шарового шарнира нижнего направляющего рычага, одной стороной связан жестко с поворотной цапфой, а другой - с дополнительным рычагом, соединенным жестко с амортизационной стойкой, к поворотной части которой крепится рулевая тяга, причем точка пересечения оси поворота колеса с опорной поверхностью расположена позади его вертикальной оси по направлению движения транспортного средства, и параллельно упругому элементу установлено трехрежимное гидравлическое управляемое демпфирующее устройство с поворотным вокруг своей оси штоком, имеющим жестко связанный с ним рычажок, соединенный с перемещаемым элементом шагового электродвигателя, установленного жестко на дополнительном рычаге.1. The suspension of the front steered wheels comprises a spring, an amortization strut, a lower guide lever, a pivot pin, a steering link, an elastic element made in the form of a semicircle connected rigidly to a pivot pin, characterized in that the elastic element having the ability to provide lateral horizontal force between a pivot pin and an additional lever, mounted in a horizontal plane passing through the center of rotation of the ball joint of the lower guide lever, with one side rigidly connected to the pivot pin pfa, and the other with an additional lever rigidly connected to the suspension strut, to the rotary part of which the steering rod is attached, and the point of intersection of the axis of rotation of the wheel with the supporting surface is located behind its vertical axis in the direction of travel of the vehicle, and a tri-mode hydraulic controllable damping device with a rod rotatable around its axis, having a lever rigidly connected to it, connected to a movable element of the step electrode tor mounted fixedly on the secondary lever. 2. Подвеска передних управляемых колес по п.1, отличающаяся тем, что трехрежимное гидравлическое управляемое демпфирующее устройство выполнено в виде резервуара с компенсационным газовым объемом, расположенным в бесштоковой части, в рабочую полость которого соосно помещен рабочий поршень с ограничением поворота вокруг своей оси, а торцевые поверхности его подвижно сопряжены с элементами, имеющими возможность перекрытия клапана и отверстия рабочего поршня при повороте этих элементов вокруг оси рабочего поршня, клапан и отверстие которого предназначены для сообщения штоковой и бесштоковой частей резервуара.2. The suspension of the front steered wheels according to claim 1, characterized in that the three-mode hydraulic controlled damping device is made in the form of a tank with a compensating gas volume located in the rodless part, in the working cavity of which the working piston is coaxially placed with rotation restriction around its axis, and its end surfaces are movably interfaced with elements having the ability to shut off the valve and the working piston bore when these elements rotate around the axis of the working piston, the valve and the of posts intended for rod and rodless parts of the reservoir. 3. Подвеска передних управляемых колес по п.1, отличающаяся тем, что перемещаемый элемент шагового электродвигателя жестко связан с рычажком штока трехрежимного гидравлического управляемого демпфирующего устройства с возможностью его фиксации вокруг своей оси в следующих трех позициях: в первой позиции клапан и отверстие рабочего поршня перекрыты, во второй позиции перекрыто отверстие рабочего поршня, в третьей позиции клапан и отверстие рабочего поршня открыты.3. The suspension of the front steered wheels according to claim 1, characterized in that the movable element of the stepper motor is rigidly connected to the rod lever of the three-mode hydraulic controlled damping device with the possibility of fixing it around its axis in the following three positions: in the first position, the valve and the opening of the working piston are closed , in the second position, the opening of the working piston is blocked; in the third position, the valve and the opening of the working piston are open.

Images