RU2723202C1

RU2723202C1 - Sports car suspension with wheels and body inclination towards turning

Info

Publication number: RU2723202C1
Application number: RU2019141247A
Authority: RU
Inventors: Вадим Дмитриевич Зеленов; Дмитрий Александрович Зеленов
Original assignee: Вадим Дмитриевич Зеленов; Дмитрий Александрович Зеленов
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2020-06-09
Also published as: WO2021118405A1

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: invention relates to automotive suspensions. Suspension of sports car with inclination of wheels and body towards turning with transfer of force from elastic elements through movable elements consists of body connected by means of levers containing hinges with wheel units. Said assemblies consist of trunnion and wheels to transfer force from said wheels via resilient elements and movable elements to body. Free ends of the movable elements are connected by a transverse tie-rod, on which a pulse opposite to the steering impulse is transmitted across the body axis. Wheel and body tilts occur due to movement of the tie-rod connecting the movable elements fixed on the body in the direction opposite to the steering moment. Changing the length of the tie-rod connecting the movable elements changes the vehicle ground clearance in reverse proportion. Device transmitting the impulse, which is opposite to the steering one, to the tie-rod connecting the movable elements, must have an input pulse from the steering control, to transform it into a pulse, which is opposite to the steering, mechanical, electromechanical, hydraulic methods.

EFFECT: achieving equalization of loads on tires of outer and inner wheels.

3 cl, 3 dwg

Description

Область применения:Application area:

подвеска спортивного автомобиля с наклоном колес и кузова в сторону поворота относится к независимым подвескам транспортных средств.the suspension of a sports car with a tilt of the wheels and the body in the direction of rotation refers to independent suspension of vehicles.

Уровень техники:The prior art:

независимые подвески транспортных средств получили широкое распространение. Известно множество разновидностей по типу, например: схемы на поперечных, продольных рычагах, многорычажные, тип «качающаяся свеча» и их производные. Independent vehicle suspensions are widespread. Many varieties are known by type, for example: circuits on wishbones, trailing arms, multi-link, type "swinging candle" and their derivatives.

Все известные схемы по приложению усилия от упругого элемента делятся на две группы:All known schemes for applying force from an elastic element are divided into two groups:

1. Передающие усилие от упругого элемента непосредственно на кузов транспортного средства.1. The transmitting force from the elastic element directly to the vehicle body.

2. Передающие усилие от упругого элемента на кузов транспортного средства через подвижный элемент.2. Transmitting force from the elastic element to the vehicle body through the movable element.

Передача усилия от упругого элемента на кузов транспортного средства через подвижный элемент позволяет обеспечить прогрессивную характеристику усилия, оптимизировать положение упругих элементов относительно кузова, объединять упругие элементы в блоки, в том числе со стабилизаторами поперечной устойчивости, изменять наклон кузова и колес транспортного средства в случае приложения дополнительного усилия на подвижный элемент.The transfer of force from the elastic element to the vehicle body through the movable element allows us to provide a progressive force characteristic, optimize the position of the elastic elements relative to the body, combine elastic elements into blocks, including with anti-roll bars, change the tilt of the body and wheels of the vehicle if additional effort on the movable element.

Известные аналоги, представляющие схемы подвесок транспортных средств, относятся к трициклам или средствам мотоциклетного типа. Наклон кузова и колес в них прямо пропорционален и момент, передаваемый на подвижный элемент прикладывается к продольной относительно кузова оси на которой расположен подвижный элемент. Источником момента является либо сам кузов, то есть его принудительный динамический наклон, либо рулевое управление через механическую или гидравлическую связь, и соответствует «мотоциклетной природе» динамических процессов данной группы транспортных средств.Known analogues representing vehicle suspension schemes relate to tricycles or motorcycle type means. The inclination of the body and wheels in them is directly proportional and the moment transmitted to the movable element is applied to the longitudinal axis relative to the body on which the movable element is located. The source of the moment is either the body itself, that is, its forced dynamic tilt, or steering through mechanical or hydraulic communication, and corresponds to the "motorcycle nature" of the dynamic processes of this group of vehicles.

В качестве прототипов известны:As prototypes are known:

US 4921263 B60G 21/007. 01.05.1990 г.US 4921263 B60G 21/007. 05/01/1990 g.

Наклонная машина.Inclined car.

US 4974863 B62D 9/02. 04.12.1990 г.US 4974863 B62D 9/02. 12/04/1990

Устройство стабилизации для наклонного транспортного средства.Stabilization device for an inclined vehicle.

US 5040812 B60G 21/07 20.08.1991 г.US 5040812 B60G 08/21/1991

Наклоняемый автомобиль.Tiltable car.

US 7591337 B60G 3/20 22.09.2009 г.US 7591337 B60G 3/20 09/22/2009

Транспортное средство, включающее раму, рычаги, правое, левое колесо. Система наклонной подвески включает поперечную балку (подвижный элемент) левый, правый упругие элементы. Поперечная балка соединена с рамой и поворачивается вокруг продольной оси транспортного средства, с ней шарнирно соединены упругие элементы.Vehicle, including frame, levers, right, left wheel. The inclined suspension system includes a transverse beam (movable element) left, right elastic elements. The transverse beam is connected to the frame and rotates around the longitudinal axis of the vehicle, elastic elements are pivotally connected to it.

Патент РФ 2466033 B60G 3/14 10.11.2012 г.RF patent 2466033 B60G 3/14 11/10/2012

Независимая подвеска легкового автомобиля содержащая стойки макферсона, стабилизатор, нижние рычаги перемещаемые тягой с гидравлическим приводом в поперечном направлении, с целью изменения угла наклона колес.An independent passenger car suspension containing MacPherson struts, a stabilizer, lower arms moved by a thrust with hydraulic drive in the transverse direction, in order to change the angle of inclination of the wheels.

US 8602421 B2 B62D 9/02 10.12.2013 г. US 8602421 B2 B62D 9/02 12/10/2013

Транспортное средство, включающее раму с седлом и рулем, правую и левую подвески, упругие элементы, крепящиеся нижними концами на цапфах колес, верхними - на подвижном элементе, поворачивающимся за счет поворота руля, в сторону противоположную повороту. Момент рулевого управления прикладывается на ось подвижного элемента расположенную параллельно продольной оси транспортного средства.A vehicle, including a frame with a saddle and a steering wheel, right and left pendants, elastic elements that are fastened with the lower ends on the axles of the wheels, and the upper ones - on the movable element, which is rotated by turning the steering wheel, in the direction opposite to the rotation. The steering moment is applied to the axis of the movable element parallel to the longitudinal axis of the vehicle.

US 9090281 B2 B62D 9/02 28.07.2015 г.US 9090281 B2 B62D 9/02 07/28/2015

Транспортное средство включает кузов и колеса, подвешенные на изогнутых рычагах, имеющих на концах в кузове зубчатые колеса связанные с зубчатым колесом в кузове. За счет движения рычагов в разные стороны происходит наклон кузова в сторону поворота. The vehicle includes a body and wheels suspended on curved levers having gears at the ends in the body connected to a gear in the body. Due to the movement of levers in different directions, the body is tilted in the direction of rotation.

US 9834271 B60G 9/00 05.12.2017 г.US 9834271 B60G 9/00 12/05/2017

Рычаги подвески вращающиеся вокруг одной и той же точки. Поворотная рама вращается вокруг той же точки. Блок управления – контролер управляющий наклоном колес согласно сигналам датчиков.Suspension arms rotating around the same point. The swing frame rotates around the same point. The control unit is a controller controlling the inclination of the wheels according to the signals of the sensors.

US 10023019 B2 B60G 17/00 17.07.2018 г. US 10023019 B2 B60G 07/17/2018

Система подвески с балансирным механизмом и сервоприводами с компьютерным управлением.Suspension system with balancing mechanism and computer-controlled servos.

US 10076939 B62D 9/04 18.09.2018 г. Система подвески, включающая поперечную многорычажную подвеску с системой балансировки, приводящей первый и второй поворотные кулаки.US 10076939 B62D 9/04 09/18/2018 Suspension system, including a transverse multi-link suspension with a balancing system, leading the first and second knuckles.

US 10077091 B60G 7/02 18.09.2018 г.US 10077091 B60G 7/02 09/18/2018

US 10486747 B62D 21/183 26.11.2019 г.US 1,0486747 B62D 21/183 11/26/2019

Моторизованный автомобиль с поворотной кабиной, сочетающей в себе черты автомобиля и мотоцикла. Транспортное средство, содержащее раму, имеющую три и более колес. Передний узел подвески и задний узел подвески, двигательную установку, кабину, подвешенную на горизонтальной оси, проходящей выше центра тяжести автомобиля. A motorized car with a rotary cab, combining the features of a car and a motorcycle. A vehicle containing a frame having three or more wheels. The front suspension unit and the rear suspension unit, the propulsion system, a cabin suspended on a horizontal axis passing above the center of gravity of the vehicle.

Цель изобретенияThe purpose of the invention

Целью изобретения подвеска спортивного автомобиля с наклоном колес и кузова в сторону поворота было не разрушение известных и хорошо зарекомендовавших себя конструкций, а поиск пути внедрения в них узлов улучшающих их характеристики.The aim of the invention was to suspend a sports car with a tilt of the wheels and the body in the direction of rotation that was not the destruction of well-known and well-proven structures, but the search for ways to introduce nodes to improve their performance.

Для группы конструкций основанных на схемах с поперечными двойными рычагами, многорычажных схемах, схемах качающаяся свеча, «применительно к автомобильной природе» наклон продольной плоскости колес должен быть нулевым или слегка положительным в сторону поворота, наклон кузова может быть больше наклона плоскости колеса, но активных, экстремальных значений использующихся в мотоциклетных конструкциях не требуется. For a group of designs based on double-wishbone schemes, multi-link schemes, swinging candle schemes, “in relation to automotive nature”, the inclination of the longitudinal plane of the wheels should be zero or slightly positive in the direction of rotation, the inclination of the body may be greater than the inclination of the plane of the wheel, but active, extreme values used in motorcycle designs are not required.

Наклон плоскости колеса обуславливается оптимизацией положения точки контакта колеса, обеспечением выгодных условий работы беговой дорожки шин, выравнивании нагрузок на шины, наружного и внутреннего колес. The inclination of the plane of the wheel is determined by optimizing the position of the contact point of the wheel, providing favorable working conditions for the tire treadmill, balancing the loads on the tires, the outer and inner wheels.

Наклон кузова должен быть положительным в сторону поворота, но не приводящих к резким изменениям основных параметров кинематической схемы.The tilt of the body should be positive in the direction of rotation, but not leading to sharp changes in the basic parameters of the kinematic scheme.

В этом случае изменение наклона в сторону поворота прежде всего позволяет выровнять, перераспределить нагрузку между наружной и внутренней сторонами конструкции.In this case, a change in the slope towards the rotation primarily allows you to align, redistribute the load between the outer and inner sides of the structure.

Подвеска спортивного автомобиля с наклоном колес и кузова в сторону поворота состоящая из кузова 1 фиг.1 соединенного посредством шарниров с поперечными рычагами, 2 фиг.1 и колесными узлами включающими цапфы 3 фиг.1, колеса 4 фиг.1, содержащая упругие элементы в виде цилиндрических пружин в блоке с амортизаторами, 5 фиг. 1 закрепленными одним концом на цапфе, а другим на подвижном элементе (качалке) 6 фиг. 1 отличается тем, что свободные концы качалок связаны поперечно-расположенной тягой 7 фиг.1 , на которую подается поперечный оси кузова импульс противоположный по направлению рулевому импульсу.Suspension of a sports car with a tilt of the wheels and the body in the direction of rotation consisting of a body 1 of Fig. 1 connected by hinges with wishbones, 2 of Fig. 1 and wheel assemblies including axles 3 of Fig. 1, wheels 4 of Fig. 1, containing elastic elements in the form coil springs in a block with shock absorbers, 5 of FIG. 1 fixed at one end on a trunnion and at the other on a movable element (rocking chair) 6 of FIG. 1 differs in that the free ends of the rocking chairs are connected by a transverse thrust 7 of FIG. 1, to which a transverse axis of the body is supplied with a pulse opposite in direction to the steering pulse.

При движении по прямой схема работает как классическая независимая подвеска, при повороте рулевые тяги и тяга 7 фиг.2. соединяющая качалки, движутся в противоположные стороны. Наружная к повороту качалка 6 фиг.2. опускает точку приложения усилия наружного упругого элемента 5 фиг.2. А внутренняя качалка 6фиг.2. поднимает точку приложения усилия внутреннего упругого элемента 5 фиг.2. При этом происходит удлинение диагонали 1-2; и укорочение диагонали 3-4.When driving in a straight line, the circuit works as a classic independent suspension, while turning steering rods and rod 7 of Fig.2. connecting rocking, moving in opposite directions. External to the rotation of the rocking 6 of Fig.2. lowers the point of application of the force of the external elastic element 5 of figure 2. And the internal rocking chair is 6. 2. raises the point of application of the force of the inner elastic element 5 of figure 2. In this case, the diagonal is lengthened 1-2; and shortening the diagonal 3-4.

За счет этого продольные плоскости колес 4 фиг. 2. и продольная плоскость кузова 1 фиг.2. наклоняются в сторону поворота.Due to this, the longitudinal planes of the wheels 4 of FIG. 2. and the longitudinal plane of the body 1 of Fig.2. lean towards the turn.

При этом во всех фазах и режимах подвеска спортивного автомобиля с наклоном колес и кузова в сторону поворота является полностью независимой, а нагрузка на наружную и внутреннюю стороны подвески распределяется более равномерно. At the same time, in all phases and modes, the suspension of a sports car with the wheels and the body inclined in the direction of rotation is completely independent, and the load on the outer and inner sides of the suspension is distributed more evenly.

За счет подбора соотношений рабочих величин плеч подвижных элементов (качалок) и величины импульса на тяге, соединяющей эти элементы, можно задавать различные углы наклона колес и кузова при повороте рулевого колеса на один и тот же угол.By selecting the ratios of the working values of the shoulders of the movable elements (rocking chairs) and the momentum on the link connecting these elements, you can set different angles of inclination of the wheels and the body when the steering wheel is turned at the same angle.

Устройство, передающее импульс, обратный рулевому импульсу на динамическую цепь подвески от точки 1 до точки 4 должно иметь входящий импульс от рулевого механизма, трансформировать его механическим, электромеханическим, гидравлическим способами в импульс обратный по направлению. Так как реактивные реакции от рулевого механизма и устройства передающего импульс на механизм изменения наклона спортивного автомобиля противоположны по направлению, то подбором конструктивных параметров их взаимное негативное влияние можно нейтрализовать. The device transmitting the impulse inverse to the steering impulse to the dynamic suspension circuit from point 1 to point 4 should have an incoming impulse from the steering mechanism, transform it mechanically, electromechanically, hydraulically into an impulse in the opposite direction. Since reactive reactions from the steering mechanism and the device transmitting the impulse to the mechanism for changing the inclination of a sports car are opposite in direction, their mutual negative influence can be neutralized by the selection of design parameters.

Изменение длины тяги 7 фиг.1 изменяет клиренс транспортного средства в обратной пропорции. Описанная схема компактна, независима по конструкции и исполнению от конструкции большинства спортивных автомобилей и может быть интегрирована в существующие модели.Changing the length of the thrust 7 of figure 1 changes the clearance of the vehicle in inverse proportion. The described scheme is compact, independent in design and execution from the design of most sports cars and can be integrated into existing models.

Испытания прототипа подвески спортивного автомобиля с углом наклона колес и кузова в сторону поворота показали, что узлом передачи импульса, обратного рулевому, на тягу 7 фиг.1 необходимо оснастить подвеску управляемой оси, подвеска неуправляемой оси повторяет движение, заданное подвеске управляемой оси.Tests of the prototype of the suspension of a sports car with the angle of inclination of the wheels and the body in the direction of rotation showed that the impulse transmission unit opposite the steering gear to the traction 7 of Fig. 1 needs to equip the steering axle suspension, the uncontrolled axle suspension repeats the movement specified by the steering axle suspension.

Claims

1. Подвеска спортивного автомобиля с наклоном колес и кузова в сторону поворота с передачей усилия от упругих элементов через подвижные элементы, состоящая из кузова, соединенного посредством рычагов, содержащих шарниры с колесными узлами, состоящими из цапфы и колес, передающими усилие от колес через упругие элементы и подвижные элементы на кузов, отличающаяся тем, что свободные концы подвижных элементов связаны поперечной тягой, на которую подается поперечный оси кузова импульс, противоположный по направлению рулевому импульсу, наклон колес и кузова происходит за счет движения тяги, соединяющей подвижные элементы, закрепленные на кузове в направлении, противоположном рулевому моменту, изменение длины тяги, соединяющей подвижные элементы, изменяет клиренс автомобиля в обратной пропорции, устройство, передающее импульс, обратный рулевому, на тягу, соединяющую подвижные элементы, должно иметь входящий импульс от рулевого управления, трансформировать его в импульс, обратный рулевому, механическим, электромеханическим, гидравлическим способами.1. Suspension of a sports car with a tilt of the wheels and the body in the direction of rotation with the transfer of force from the elastic elements through movable elements, consisting of a body connected by levers containing hinges with wheel assemblies consisting of a pin and wheels transmitting force from the wheels through the elastic elements and movable elements on the body, characterized in that the free ends of the movable elements are connected by a transverse link, to which a transverse axis of the body is supplied with an impulse opposite to the direction of the steering impulse, the tilt of the wheels and the body is due to the movement of the link connecting the movable elements, mounted on the body in direction opposite to the steering moment, changing the length of the rod connecting the movable elements, changes the clearance of the car in inverse proportion, the device transmitting the impulse opposite to the steering, to the rod connecting the movable elements, must have an incoming pulse from the steering, transform it into a pulse, reverse steering, fur anic, electromechanical, hydraulic methods.

2. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что при движении тяги, соединяющей подвижные элементы, закрепленные на кузове в поперечном, противоположном рабочему ходу рулевой трапеции направлении, согласованное движение подвижных элементов увеличивает длину диагонали от колесной цапфы наружного колеса до точки вращения подвижного элемента на кузове, на который предается усилие от колеса, и уменьшает длину диагонали от колесной цапфы до точки вращения подвижного элемента, на который передается усилие от внутреннего колеса.2. The suspension according to claim 1, characterized in that when the movement of the rod connecting the movable elements mounted on the body in the transverse direction opposite to the working stroke of the steering trapezoid, the coordinated movement of the movable elements increases the length of the diagonal from the wheel pin of the outer wheel to the point of rotation of the movable element on the body, on which the force is transmitted from the wheel, and reduces the length of the diagonal from the wheel pin to the point of rotation of the movable element, to which the force is transmitted from the inner wheel.

3. Подвеска по п.1, отличающаяся тем, что узлом передачи момента, обратного по направлению рулевому, на тягу, соединяющую подвижные элементы, необходимо оснащать подвеску управляемой оси автомобиля, подвеска неуправляемой оси повторяет движение подвески управляемой оси.3. The suspension according to claim 1, characterized in that the node transmitting the opposite moment in the direction of the steering to the traction connecting the movable elements, it is necessary to equip the suspension of the steered axle of the vehicle, the suspension of the uncontrolled axis repeats the movement of the suspension of the steered axis.