система подвески, автомобиль-амфибия, содержащий систему подвески

Формула изобретения

1. Система подвески для автомобиля-амфибии, содержащая рычаг управления, установленный с возможностью поворота на корпусе автомобиля и проходящий к кронштейну колеса, при этом рычаг управления и кронштейн колеса установлены с возможностью поворотного перемещения относительно друг друга, и кронштейн колеса включает средства для опоры колеса автомобиля, при этом система подвески дополнительно содержит приводное средство, установленное с возможностью поворота на корпусе автомобиля с пространственной взаимосвязью относительно установки рычага управления и с возможностью поворота рычага управления вокруг его поворотного соединения с корпусом для смещения кронштейна колеса и тем самым колеса автомобиля для перемещения между двумя предельными положениями, в первом из которых колесо расположено в основном вертикально для сцепления с дорогой, и во втором из которых колесо находится в убранном положении для использования автомобиля на воде, отличающаяся тем, что приводное средство установлено с возможностью поворота на корпусе автомобиля в среднем положении относительно его длины, так что при использовании приводное средство поворачивается относительно корпуса автомобиля при движении кронштейна колеса между первым и вторым предельными положениями.

2. Система подвески по п.1, в которой приводное средство является продолговатым и изменяется по длине для перемещения кронштейна колеса между первым и вторым предельными положениями, при этом приводное средство смонтировано на корпусе автомобиля с возможностью поворота вокруг оси, которая расположена, примерно, в зоне центральной трети длины приводного средства, когда кронштейн колеса находится в своем первом предельном положении.

3. Система подвески по любому из п.1 или 2, в которой приводное средство установлено с возможностью поворота на угол 20° или более при перемещении кронштейна колеса между первым и вторым предельными положениями.

4. Система подвески по п.3, в которой приводное средство установлено с возможностью поворота на угол 35° при перемещении кронштейна колеса между первым и вторым предельными положениями.

5. Система подвески по любому из пп.1-4, в которой приводное средство установлено с возможностью поворота на корпусе автомобиля с помощью, по меньшей мере, одной цапфы.

6. Система подвески по любому из пп.1-5, в которой приводное средство содержит гидравлический цилиндр двойного действия или силовой цилиндр.

7. Система подвески по п.6, в которой силовой цилиндр содержит шток, соединенный с рычагом управления на одном конце и с поршнем, находящимся в цилиндре, на другом конце, при этом цилиндр установлен с возможностью поворота на корпусе автомобиля.

8. Система подвески по любому из п.6 или 7, в которой гидравлический силовой цилиндр обеспечивает подвеску колеса, когда кронштейн колеса находится в первом предельном положении.

9. Система подвески по любому из пп.1-8, в которой рычаг управления является первым рычагом управления и кронштейн колеса прикреплен с возможностью поворота к корпусу автомобиля с помощью второго рычага управления, установленного над первым рычагом управления.

10. Система подвески по п.9, в которой как первый, так и второй рычаги управления соединены с кронштейном колеса с помощью шаровых шарниров, которые обеспечивают совместное перемещение рычагов управления и кронштейна колеса подобно параллелограмму.

11. Система подвески по любому из п.9 или 10, в которой первый и второй рычаги управления содержат двойную систему подвески рычажного типа.

12. Автомобиль-амфибия, содержащий систему подвески по любому из пп.1-11.

Описание изобретения к патенту

Данное изобретение относится к системе подвески автомобиля и, в частности, но не исключительно, к системе подвески для автомобиля-амфибии.

В обычных системах подвески амортизатор или стойка подвески установлена своим верхним концом на корпусе автомобиля, а ее нижний конец - на рулевой тяге колеса автомобиля. Стойка подвески обычно состоит из цилиндра и штока, который вдвигается и выдвигается внутри цилиндра, при этом цилиндр и шток предварительно нагружены внутри и демпфированы. Цилиндр установлен на рулевой тяге и обычно несет седло для винтовой пружины. Винтовая пружина сжата между седлом и корпусом автомобиля.

В более сложных системах подвески автомобиля известна установка гидравлического цилиндра его верхним концом на корпусе автомобиля и его нижним концом на рулевой тяге колеса автомобиля. Цилиндр обычно соединен с накопителем в виде резервуара с гидравлической жидкостью, которая сжимается сжатым газом. Сжатый газ придает упругость гидравлической системе, и обеспечивается демпфирование за счет ограничений в гидравлических магистралях.

Часто для автомобилей-амфибий требуется, чтобы колеса автомобиля можно было отводить вверх и внутрь корпуса автомобиля для создания гладкой поверхности корпуса для обеспечения хороших водных характеристик. Обычные системы подвески не обеспечивают достаточного перемещения стойки подвески или гидравлического цилиндра без создания помех отводимому колесу.

Отводимые подвески, согласно уровню техники, для амфибийных транспортных средств раскрыты в US 5690046 (Grzech). Это транспортное средство является амфибийным трехколесным мотоциклом, в котором используются гидравлические цилиндры для отвода винтовых пружин и демпфирующих блоков на переднем и задних колесах. Основным недостатком этого решения является то, что имеется незначительное изменение развала колеса при работе подвески, но не когда колесо отведено. При относительно небольших раскрытых колесах это не является проблемой, поскольку колеса можно располагать вертикально внутри корпуса транспортного средства. Однако такие небольшие колеса ограничивают как клиренс на дороге, так и подъем днища (глубину V-образного поперечного сечения) корпуса амфибийного транспортного средства. Это в свою очередь ограничивает скорость на воде и возможности управления. Следует также отметить, что транспортное средство должно наклоняться при поворотах на дороге и использовать мотоциклетные шины для обеспечения адекватного сцепления с поверхностью дороги без изменения развала колес на поворотах. Поэтому это решение не подходит для автомобиля-амфибии.

В WO 95,23074 (Roycroft) раскрыты поворотные торсионы, которые поднимают дорожные колеса. Это является элегантным решением, однако требует много пространства вне колес в центре автомобиля. Аналогичным образом, в US 5755173 (Rorabaugh и Costa) раскрыта система, использующая боковые винтовые домкраты, которые проходят поперек центра автомобиля вблизи передней и задней осей, что снова создает проблемы с размещением. В автомобильном деле принято считать, что предпочтительно содержать подвеску колес полностью внутри соответствующих надколесных дуг, что является одной из причин того, что как торсионная подвеска, так и подвеска с пластинчатыми пружинами не пользуются популярностью.

Поэтому задачей данного изобретения является создание улучшенной системы подвески, которая обеспечивает увеличенное перемещение колеса автомобиля вперед и внутрь при убирании.

Согласно первому аспекту данного изобретения создана система подвески для автомобиля-амфибии, содержащая рычаг управления, установленный с возможностью поворота на корпусе автомобиля и проходящий к кронштейну колеса, при этом рычаг управления и кронштейн колеса установлены с возможностью поворотного перемещения относительно друг друга, и кронштейн колеса включает средства для опоры колеса автомобиля, при этом система подвески дополнительно содержит приводное средство, установленное с возможностью поворота на корпусе автомобиля с пространственной взаимосвязью относительно установки рычага управления и с возможностью поворота рычага управления вокруг его поворотного соединения с корпусом для смещения кронштейна колеса и тем самым колеса автомобиля с целью перемещения между двумя предельными положениями, в первом из которых колесо расположено в основном вертикально для сцепления с дорогой, и во втором из которых колесо находится в убранном положении для использования автомобиля на воде, характеризуемая тем, что приводное средство установлено с возможностью поворота на корпусе автомобиля в среднем положении относительно его длины, так что при использовании приводное средство поворачивается между первым и вторым предельными положениями.

Приводное средство предпочтительно является продолговатым и изменяется по длине для перемещения кронштейна колеса между первым и вторым предельными положениями, при этом приводное средство смонтировано на корпусе автомобиля с возможностью поворота вокруг оси, которая расположена в зоне примерно центральной трети длины приводного средства, когда кронштейн колеса находится в своем первом предельном положении.

Система подвески предпочтительно выполнена так, что приводное средство может поворачиваться на угол 20° или более при перемещении кронштейна колеса между первым и вторым предельными положениями. Более предпочтительно система подвески выполнена так, что приводное средство может поворачиваться на угол около 35° при перемещении кронштейна колеса между первым и вторым предельными положениями.

Предпочтительно приводное средство установлено с возможностью поворота на корпусе автомобиля с помощью, по меньшей мере, одной шаровой опоры.

Приводное средство может содержать гидравлический цилиндр двойного действия или силовой цилиндр, в этом случае силовой цилиндр может содержать шток, соединенный с рычагом управления на одном конце и с поршнем, находящимся в цилиндре, на другом конце, при этом цилиндр установлен с возможностью поворота на корпусе автомобиля. В этой системе предпочтительно, чтобы гидравлический силовой цилиндр обеспечивал подвеску колеса, когда кронштейн колеса находится в первом предельном положении.

Рычаг управления предпочтительно является первым рычагом управления, и кронштейн колеса также прикреплен с возможностью поворота к корпусу автомобиля с помощью второго рычага управления, установленного над первым рычагом управления. Более предпочтительно, как первый, так и второй рычаги управления соединены с кронштейном колеса с помощью шаровых шарниров, которые обеспечивают совместное перемещение рычагов управления и кронштейна колеса подобно параллелограмму. В особенно предпочтительном варианте выполнения первый и второй рычаги управления содержат двойную систему подвески рычажного типа.

Согласно второму аспекту данного изобретения создан автомобиль-амфибия, содержащий систему подвески, согласно первому аспекту.

Ниже приводится подробное описание изобретения только в качестве примера, со ссылками на чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - система подвески, согласно данному изобретению, в изометрической проекции;

фиг.2 - система подвески, согласно фиг.1, в которой колесо и подвеска находятся в выдвинутом положении для использования на дороге, на виде с торца; и

фиг.3 - вид, аналогичный фиг.2, однако колесо и подвеска находятся в убранном положении для использовании в водном режиме.

Как показано на фиг.1 и 2, система подвески для колеса 8 автомобиля-амфибии обозначена в целом позицией 10. Колесо 8 установлено с возможностью вращения вокруг оси 12 моста (не изображен), которая установлена обычным образом на стойке 14 кронштейна колеса. Верхний рычаг 18 управления и нижний рычаг 20 управления поддерживают стойку 14 кронштейна колеса относительно корпуса 16 автомобиля. Рычаги 18, 20 управления находятся на одной линии на расстоянии друг от друга и установлены с возможностью поворота на корпусе 16 автомобиля вокруг соответствующих параллельных осей 22, 24. Это известно как двойная система подвески рычажного типа.

Соответствующие шаровые шарниры 28, 30 соединяют рычаги 18, 20 управления со стойкой 14 кронштейна колеса. Шаровые шарниры обеспечивают поворотное движение стойки 14 кронштейна колеса и тем самым колеса 8 в боковой плоскости, обеспечивая управление в дорожном режиме, как показано стрелкой А. Шаровые шарниры 28, 30 также обеспечивают совместное перемещение рычагов управления 18, 20 подобно параллелограмму во время нормальной дорожной работы подвески. Как и в обычных двойных системах рычажного типа, система управления (не изображена) автомобиля соединена со стойкой 14 кронштейна автомобиля. В случае задних колес автомобиля, которыми не управляют, стойка 14 кронштейна колеса удерживается в неподвижном положении с помощью поперечной рулевой тяги (не изображена), которая закреплена на корпусе автомобиля известным образом.

Система 10 подвески дополнительно содержит стойку подвески или приводное средство 32 в виде гидравлического цилиндра 34 с поршнем двойного действия (35 на фиг.2 и 3) и штока 36, при этом шток может совершать телескопическое перемещение в и из цилиндра 34. На соответствующих концах цилиндра 34 предусмотрены входы 31, 33, которые соединены с гидравлическими магистралями для подачи под давлением гидравлической жидкости в цилиндр с целью обеспечения подвески и выдвигания и вдвигания штока 36.

Шарнирная опора 42 в виде цапфы присоединяет нижний конец цилиндра 34, через который приводится в действие шток 36, к корпусу 16 автомобиля. Верхний конец цилиндра 34 не закреплен на корпусе 16 автомобиля, что позволяет цилиндру беспрепятственно поворачиваться вокруг шарнирной опоры 42. Конец штока 36, который выступает из цилиндра 34, соединен в точке 39 с рычагом 20 управления с возможностью поворота вокруг оси 40, в положении вблизи конца рычага управления, смежного с колесом 8.

Как показано на фиг.2, система 10 подвески находится в дорожном режиме, при этом колесо 8 находится в сцеплении с дорожной поверхностью 44 в целом в вертикальном положении. Шток 36 стойки 32 подвески почти полностью выдвинут, дальнейшее выдвижение штока 36 обеспечивает колесу 8 возможность реагировать на углубления в дорожной поверхности 44. Если колесо 8 переводить в убранное положение, показанное штриховым контуром 9, то можно видеть, что колесо 8 столкнется с цилиндром 34, если цилиндр не перемещается.

Когда автомобиль входит в воду и необходимо убрать колесо вверх и внутрь корпуса 16 автомобиля для водного режима, то находящаяся под давлением гидравлическая жидкость подается в нижний вход 31 цилиндра. В соответствии с этим поршень 35 цилиндра 34 втягивает шток 36 в цилиндр. При втягивании штока 36 рычаг 20 управления поворачивается вокруг оси 24 в направлении, обозначенном стрелкой В, и поворотное соединение штока 36 с рычагом управления, имеющее ось 40, проходит по дуге, указанной штриховой линией 46. Местоположение соединения 39 между рычагом 20 управления и штоком 36 и условие сохранения штока 36 и цилиндра на одной оси приводит к тому, что цилиндр 34 поворачивается вокруг шарнирной опоры 42, как показано стрелкой С, в ответ на перемещение рычага 20 управления. Таким образом, во время вдвигания сохраняется совпадение осей штока 36 и цилиндра 34.

Когда шток 36 полностью вдвинут в цилиндр 34, как показано на фиг.3, то рычаг 20 управления и колесо переместились вверх на угол примерно 60° в направлении корпуса 16 автомобиля и гидравлический цилиндр 34 повернулся вокруг шарнирной опоры 42 на угол примерно 35° в положение, почти параллельное положению поднятого колеса 8. Это угловое движение цилиндра 34 перемещает цилиндр из пути движения колеса 8 при поднимании колеса и обеспечивает перемещение основной части колеса внутрь корпуса автомобиля.

Для опускания колеса из убранного положения в вертикальное положение для дорожного режима находящуюся под давлением гидравлическую жидкость подают в верхний вход 33 цилиндра 34. В соответствии с этим поршень 35 движется в цилиндре вниз, так что шток 36 выдвигается, вызывая движение рычага 20 управления, колеса 8 и цилиндра 34 обратно в их дорожные положения по тому же пути движения, что и при убирании, но в противоположном направлении.

Как показано на фиг.2, ось 22, с возможностью поворота вокруг которой установлено приводное средство 32 на корпусе 16 автомобиля, находится посредине пути вдоль длины приводного средства, когда колесо находится в выдвинутом положении. Ось 22 предпочтительно находится где-нибудь в зоне, которая содержит центральную треть длины хода штока приводного средства, когда колесо находится в выдвинутом положении.

В описанной выше системе 10 подвески приводное средство 32 для перемещения узлов подвески и колеса между выдвинутым и убранным положениями, выполнено в виде гидравлического цилиндра двойного действия или силового цилиндра. Однако это не является обязательным условием и можно использовать любой подходящий вид приводного средства. Например, приводное средство 32 может быть выполнено в виде пневматического цилиндра и поршня или любого другого подходящего механического средства, приводимого в действие гидравлическим, пневматическим или электрическим способом.