RS1447U1

RS1447U1 - Pomoćno vešanje zadnjih točkova automobila

Info

Publication number: RS1447U1
Application number: RS20150005U
Authority: RS
Inventors: Zdravko Banjac
Original assignee: Zdravko Banjac
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2015-01-28
Publication date: 2016-04-28
Also published as: WO2016122339A1

Abstract

Pomoćno vešanje zadnjih točkova automobila, karakterisano time, što je dodato na postojeće vešanje zadnjih točkova i što se sastoji od: oscilujuće zglobne poluge (1) koja je šarnirnim zglobom (2) vezana za osovinu točka i sferičnim zglobom (3) za zglobnu polugu (4); zglobne poluge (4) koja je sferičnim zglobom (3) vezana za polugu (1) i sferičnim zglobom (5) za oslonac (6); i fiksnog oslonca (6) na strukturi vozila.Prijava sadrži još 4 zavisna patentna zahteva.

Description

Oblast tehnike na koju se odnosi pronalazak

Pomoćno vešanje zadnjih točkova automobila spada u kategoriju saobraćaja (klasa B). u oblasti vozila (B60), vešanje točkova i amortizera na vozilima (B60G). Po svojoj strukturi svrstava se u grupu vešanja sa dve ili više zglobnih poluga (3/18), a po prirodi problema koji se njime rešava i načinu rada vezanje i za klasu B60T - podklasa 7/00, 8/00.

Osnovno razvrstavanje uređaja po ovom pronalasku, po Međunarodnoj klasifikaciji patenata, je B60G-3/18.

Tehnički problem

Poznato je da se kod vozila, kod vožnje unapred, pri kočenju dešava pojava da se prednji kraj vozila spušta a zadnji podiže, u odnosu na uravnoteženi položaj pre kočenja. Pri vožnji unazad je obrnuto. Ta pojava je univerzalna i odnosi se na sve vrste vozila na točkovima, bez obzira na vrstu ogibljenja, odnosno vešanja točkova. Spuštanje prednjeg, odnosno dizanje zadnjeg kraja vozila se dešava usled preraspodele težine vozila u prisustvu sile inercije kao posledice sile trenja, odnosno zbog usporenja pri kočenju (globalna pojava). Zbog toga se sila prianjanja na zadnjim točkovima uvek smanjuje pri kočenju (zbog smanjene sile pritiska točka na podlogu), dok se na prednjim točkovima povećava. To dovodi do smanjenja pouzdanosti kočenja, jer je moguća opasna pojava proklizavanja zadnjih točkova i oduvek je predmet istraživanja i unapređenja sistema kočenja. Moderni sistemi za izbegavanje blokiranja točkova, kao stoje ABS (anti-lock braking svstem), u osnovi rešavaju ograničavanje sile kočenja na točkovima, posebno zadnjim, tako da ne dođe do blokiranja. Tu se polazi od postojećeg stanja, gde je sila pritiska točka na podlogu određena i na nju se ne utiče tim sistemom. Sistem ABS utiče na pritisak radnog fluida, onosno na silu trenja na disku ili dobošu (kočionu silu). To znači da se takvi sistemi bave ograničavanjem sile kočenja s obzirom na uslove vozila i puta. Problem koji ostaje nerešen je smanjena sila pritiska zadnjih točkova na podlogu. Ta sila se kod određenih sistema vešanja točkova još dopunski smanjuje u prelaznom procesu kočenja (lokalna pojava), gde su prvi trenuci kočenja kritični i povećava se rizik od proklizavaja. Ovo se odnosi na sisteme vešanja zadnjih točkova sa oscilujućim polugama koje nose točak ili osovinu točkova, gde, po prirodi takve veze, moment sila koje se javljaju pri kočenju teži da podigne oscilujuću polugu, odnosno točak, i time smanji silu pritiska točka na podlogu. Postoji veliki broj automobila sa ovakvim vešanjem, pošto je većina automobila sa prednjim pogonom. Ovo ističe potrebu da se problem smanjene sile pritiska zadnjih točkova na podlogu (globalni i lokalni) reši mehaničkim sistemom, tako da se sila kočenja iskoristi i usmeri na povećanje sile pritiska točkova na podlogu, a bez dodavanja posebnih složenih sistema aktivne kontrole. Opravdano rešenje je da mehanički sistem bude jednostavan i da ne utiče na postojeće stanje vešanja i funkcije točkova. Definisanje odgovarajuće mehaničke konstrukcije je tehnički problem koji se rešava ovim pronalaskom.

Stanje tehnike

U oblasti B60 postoje dve problematike koje su spregnute po svojoj prirodi i konstruktivnim osobenostima: problematika vešanja točkova (B60G) i problematika sistema kočenja (B60T).

U problemu koji je ovde istaknut ne može se odvojiti jedan sistem od drugoga kao nezavisan. Tako postoje rešenja koja pripadaju obema klasama, od kojih je jedna osnovna po kojoj se svrstava konstrukcija rešenja. Problem kvaliteta, odnosno pouzdanosti kočenja koji se rešava mehanički kroz konstrukciju je obično u domenu konstrukcije kočionog sistema dok je u nekim slučajevima spregnut sa sistemom vešanja. Veliki broj rešenja, odnosno patenata, je usmeren na rešavanje problematike kočenja mehaničkim vezama (npr. YU1902900A, YU139978A, YU31695B). Takođe je veoma veliki broj rešenja koja se bave ograničavanjem sile kočenja u funkciji sprečavanja blokiranja (ABS), što nije direktno korelirano sa problemom kojim se bavi ovaj pronalazak. Nije poznato da postoje rešenja kojim se utiče na povećanje sile pritiska točkova na podlogu korištenjem osobina sistema vešanja ili na drugi način. Problem smanjene sile pritiska zadnjih točkova na podlogu pri kočenju postoji, a sva poznata rešenja su usmerena na ograničavanje i prilagođavanje sile kočenja uslovima vožnje i puta. Tako je na automobilima u današnjoj upotrebi standardna oprema ABS. Rešenje po ovom pronalasku je jedinstveno u toj oblasti, pošto tretira povećanje sile pritiska točka na podlogu koristeći svojstva novog konstruktivnog rešenja pomoćnog sistema vešanja, što je nezavisno od rada ABS na vozilu.

Suštinapronalaska

Rešenje po ovom pronalasku se odlikuje karakteristikama koje, u stvari, rešavaju u određenoj meri osnovni problem smanjene sile pritiska zadnjih točkova vozila na podlogu pri kočenju. Suština je u tome da su iskorištene osobine dodatnog pomoćnog sistema vešanja tako da se sila kočenja usmeri na povećanje sile pritiska točka na podlogu. Ovo znači prirodan način za povećanje pouzdanosti kočenja. Na postojeći sistem vešanja točka se dodaje pomoćni sistem koji ne učestvuje u dinamici kretanja vozila i ne trpi opterećenja vožnje i uslova puta. Samo pri kočenju predmetni sistem deluje tako da, koristeći silu kočenja, utiče na silu pritiska točka na podlogu. Po prestanku kočenja dodatni pomoćni sistem ponovo postaje pasivan, odnosno neutralan za vožnju. Osnovno u tom rešenju je što je kočioni podsklop premešten na pomoćnu oscilujuću zglobnu polugu, koja je usmerena obrnuto od glavne oscilujuće poluge. U tom slučaju moment sprega sila (reakcije na silu kočenja), koje sada deluju na pomoćnu oscilujuću polugu, teži da spusti prednji kraj pomoćne oscilujuće poluge, odnosno točak. Time se aktivno deluje na povećanje sile pritiska točka na podlogu. Ovo nije direktno vezano za ograničavanje sile kočenja, nego će sistem ABS raditi nezavisno, ali na višem nivou sile pritiska točka na podlogu. Ovo znači da će se smanjiti rizik od proklizavanja zadnjih točkova i takođe smanjiti zaustavni put vozila.

Kratakopisslika nacrta

Pronalazak je detaljno opisan na primeru konstrukcije postojećeg sistema vešanja, gde je dodat kao pomoćno vešanje, i prikazanje na nacrtu u kome:Slika1 prikazuje bočni (levi) izgled pomoćnog vešanja zadnjih točkova automobila, koji je dodat na postojeći sistem vešanja vozila VW GOLF (patent GB 1482500A, odnosno DE 19742456793). Postojeća konstrukcija vešanja je prikazana tankom linijom, a elementi pomoćnog vešanja po ovom pronalasku debljom linijom. Brojčano su označeni samo elementi ovog pronalaska.

Slika 2 prikazuje izgled odozgo, leva polovina, pomoćnog vešanja zadnjih točkova automobila, takođe dodatog na postojeći sistem vešanja. Postojeće stanje je dato tankom linijom, a novo debljom. Brojčano su označeni samo elementi novog pomoćnog vešanja.

Slika 3 prikazuje bočni izgled pomoćnog vešanja u varijanti sa disk kočnicom, sa

prikazanim silama koje deluju na oscilujuću polugu pomoćnog vešanja.

Slika 4 prikazuje bočni izgled pomoćnog vešanja u varijanti sa doboš kočnicom, sa prikazanim silama koje deluju na oscilujuću polugu pomoćnog vešanja.

Detaljan opis pronalaska

Pomoćno vešanje zadnjih točkova automobila (slike 1 i 2) se u osnovi sastoji od zglobnih poluga 1 i 4 vezanih za osovinu točka i karoseriju, kao i međusobno. Na polugu 1 je pričvršćen kočioni podsklop 7. Pod izrazom "kočioni podsklop" se u ovom tekstu podrazumeva sklop "klešta" 7 u slučaju disk kočnice, odnosno osnova 11 sa kočionim cilindrom i papučicama kod doboš kočnice. Oscilujuća zglobna poluga 1 je osnovni deo pomoćnog vešanja točka. Na svom prednjem kraju (u smeru vožnje) ima šarnirni zglob 2 kojim je vezana za osovinu točka, tako da se. nezavisno od osnovnog vešanja točka, može da obrće oko osovine točka. Osa zgloba 2 se poklapa sa osom točka. Na zadnjem kraju je sferični zglob 3, kojim je vezana za zglobnu polugu 4. Na slikama 1 i 2 je prikazan kočioni podsklop 7 ("klešta") za slučaj disk kočnice. Kočioni podsklop 7 je vezan za polugu 1 zavrtnjima 8, odnosno fiksnom vezom. Na poluzi 1 se nalaze proširenja 9 za vezu sa kočionim podsklopom 7. Zglobna poluga 4 je na svom donjem kraju vezana za polugu 1 sferičnim zglobom 3, a na svom gornjem kraju sferičnim zglobom 5 za oslonac 6 na karoseriji. Sferični zglobovi 3 i 5 su uvedeni zbog toga što kretanje točka u opštem slučaju nije u vertikalnoj ravni. Oslonac 6 je fiksno vezan za karoseriju. Alternativni položaj oslonca 6 je 6', koji se uzima ako je konstruktivno pogodniji. U tom slučaju poluga 4 je 4'. Zglobna poluga 4 služi kao oslonac za oscilujuću polugu 1, i kinematskom spregom omogućava obrtanje poluge 1 oko osovine točka pri dizanju i spuštanju točka u ćelom opsegu. Izbor položaja oslonca 6 je vezan i za uslov da se obezbedi pravilna kinematska sprega poluga 1 i 4 u realnoj konstrukciju ovog sklopa.

Pri obrtanju poluge 1 oko osovine točka (pri dizanju ili spuštanju točka) menja se relativni ugao poluga 1 i 4, kao i ugao poluge 1 u odnosu na osnovni sistem vešanja. Relativni odnos kočionog podsklopa 7 i diska 10 je obezbeđen kvalitetnom šarnirnom vezom poluge 1 i osovine točka, odnosno diska, pomoću zgloba 2. Pri dizanju i spuštanju točka u vožnji dešava se relativno kretanje (obrtanje) poluge 1 sa kočionim podsklopom 7 u odnosu na disk 10. Time se ne menja karakter veze kočionog podsklopa 7 i diska 10, odnosno odvija se normalno kočenje. Ova kretanja su kinematski uslov da bi ovo rešenje normalno funkcionisalo. Isto važi i za doboš kočnicu.

Funkcionisanje pomoćnog vešanja se odvija prema sledećem (slike 3 i 4):

Pri početku kočenja javlja se sila trenja diska 10 (slika 3) i frikcionih pločica kočionog podsklopa 7 (sila Ffr) u smeru suprotnom od obrtanja diska (točka), koja deluje na usporavanje točka, kao i sila reakcije u ležištu točka (sila -Ffr). Sila Ffrpredstavlja silu kočenja, koja sa silom -Ffrčini spreg i proizvodi moment kočenja. Suprotna od sile trenja Fo je sila diska Fd, kojom disk 10 deluje povratno na polugu 1 preko kočionog podsklopa 7, u smeru obrtanja točka. Takođe se javlja i sila reakcije u ležištu točka (sila -Fd), suprotnog smera od sile diska, koja sa silom diska čini spreg sila, čiji moment teži da spusti prednji kraj poluge 1, odnosno točak. To stvara dodatnu silu pritiska točka na podlogu, što je osnovni cilj ovog rešenja. Spreg sile diska i reakcije u ležištu točka (Fd, -Fd) može da se zameni novim spregom sile na zadnjem kraju poluge 1 u zglobu 3 (F3) i nove reakcije u ležištu točka u zglobu 2 (F2), sa istim momentom, pri čemu jeFj=- ¥2=Fd<*>r/c. Sila F2deluje na osovinu točka, preko šarnirnog zgloba 2. i teži da pritisne točak na dole. Sila F3na zadnjem kraju poluge 1 deluje na više1teži da digne karoseriju vozila preko poluge 4. ;U varijanti sa doboš kočnicom (slika 4) sile trenja F|-ri -F|>se javljaju između doboša 12 i papučica kočionog podsklopa 11. i simetrično su raspoređene u odnosu na osu točka, a usmerene su suprotno od obrtanja točka. Spreg sila reakcije (Fj. -Fd). kojim doboš 12 deluje povratno na oscilujuću polugu 1 preko kočionog podsklopa 11, ima isti efekat kao i u slučaju disk kočnice. Zamenom tog sprega novim spregom (F2, F3) u zglobovima 2 i 3 , koji ima isti moment, dobijaju se sile Fj= -1<;>2=Fd<*>2r/c. Spreg sila (F2, F3) deluje, kao i u slučaju diska, tako što sila F2teži da pritisne točak uz podlogu, a sila F3teži da izdigne zadnji kraj karoserije vozila preko poluge 4. Povećana sila pritiska točka na podlogu znači veću silu prianjanja točka, koja je proizvod normalne sile i koeficijenta trenja.

Izdizanje zadnjeg kraja vozila, pod dejstvom poluge 4 preko oslonca 6, odnosno relativno spuštanje točka u odnosu na karoseriju, je normalna posledica funkcionisanja pomoćnog vešanja pri kočenju. Kinematska sprega poluga 1 i 4 pomoću zglobova 2. 3 i 5 omogućava da se relativno kretanje točka odvija uz proces kočenja. To izdizanje karoserije ne predstavlja nikakav problem, a za uzvrat je dobijen povećan pritisak točka na podlogu. Istovremeno se rasterećuje i opruga osnovnog sistema vešanja u iznosu koji odgovara veličini porasta sile pritiska točka na podlogu. Sve ovo je nezavisno od globalnog efekta izdizanja zadnjeg kraja vozila, kao posledice preraspodele težine pri kočenju.

Kod postojećih sistema vešanja zadnjih točkova smer sprega sila u kočionom sklopu i ležištu točka je takav da teži da podigne točak, odnosno zadnji kraj oscilujuće poluge sistema vešanja i tako umanji silu pritiska točka na podlogu, što je posledica karakteristike sistema vešanja (za razliku od globalnog efekta preraspodele težine).

Poluge 1 i 4 su u toku kočenja opterećene samo silama kočenja, a po prestanku kočenja ne učestvuju u opterećenju osnovnog sistema vešanja i ničim ga ne afektiraju.

Položaj poluga 1 i 4 je određen tako da ima najpovoljniji odnos pri normalno opterećenom vozilu (vozač sa jednim putnikom). Za veće ili manje opterećenje vozila ploložaj poluga se automatski uspostavlja. Pri ekstremnom dizanju točka (ekstremno opterećenje vozila) poluge omogućavaju kinematsku funkciju. Pri ekstremnom spuštanju točka (pri dizanju vozila na dizalicu) poluge takođe obezbeđuju kinematsku funkciju.

Pomoćni sistem vešanja zadnjeg točka na ovaj način kompenzuje smanjenje sile pritiska zadnjih točkova na podlogu uzrokovano preraspodelom težine vozila na prednje i zadnje točkove (globalno smanjenje) i efektom sistema vešanja točka sa oscilujućom polugom usmerenom unazad (lokalno smanjenje). Ovo predstavlja prirodan način povećanja pouzdanosti kočenja, putem povećanja efikasnosti kočenja zadnjih točkova, u odnosu na postojeće stanje na vozilima, gde se to ne dešava. Pomoćno vešanje zadnjih točkova ničim ne utiče na rad sistema ABS, odnosno ta dva načina deluju nezavisno i imaju zbirni efekat.

Mogućnost proizvodnje i primene

Rešenje po ovom pronalasku je prikazano na primeru patenta za vozilo VW GOLF, ali je primenjivo prvenstveno na sve tipove vešanja zadnjih točkova baziranih na osnovnoj oscilujućoj poluzi usmerenoj unazad, i za koju je vezan točak ili osovina točkova. Takođe je primenjivo uopšteno na sve vrste vešanja zadnjih točkova vozila.

Ovo rešenje je potpuno primenjivo i na avione, na zadnje noge stajnog trapa. Pri tome se oslonac 6 postavlja na fiksni neamortizovani deo noge stajnog trapa, koji u ovom slučaju pripada strukturi letelice. Ukoliko zadnje noge stajnog trapa imaju po dva točka poluga 1 se postavlja na svaki točak, a poluga 4 je zajednička za levi i desni točak jedne noge. Zglobovi 3 i 5 tada ne moraju biti sferičnog tipa. Ukoliko zadnje noge stajnog trapa imaju po četiri točka pomoćno vešanje se postavlja na zadnja dva točka na svakoj nozi.

Claims

1. Pomoćno vešanje zadnjih točkova automobila,karakterisano time,što je dodato na postojeće vešanje zadnjih točova i što se sastoji od: oscilujuće zglobne poluge (1) koja je šarnirnim zglobom (2) vezana za osovinu točka i sferičnim zglobom (3) za zglobnu polugu (4); zglobne poluge (4) koja je sferičnim zglobom (3) vezana za polugu (1) i sferičnim zglobom (5) za oslonac (6); i fiksnog oslonca (6) na strukturi vozila.

2. Pomoćno vešanje prema patentnom zahtevu 1.karakterisano time,što je kočioni podsklop (7) vezan fiksno za oscilujuću zglobnu polugu (1) i što se poklapa sa položajem diska (10) u aksijalnom i radijalnom pravcu osovine točka.

3. Pomoćno vešanje prema patentnom zahtevu 1,karakterisano time,što jc kočioni podsklop (11) vezan fiksno za oscilujuću zglobnu polugu (1) i što se poklapa sa položajem doboša (12) u aksijalnom pravcu osovine točka.

4. Pomoćno vešanje prema patentnom zahtevu 1,karakterisano time,što je zglob (2) poluge (1) šarnirnog tipa, vezan za osovinu točka i čija se osa poklapa sa osom točka i što su zglobovi (3) i (5) poluge (4) sferičnog tipa.

5. Pomoćno vešanje prema patentnom zahtevu 1,karakterisano time,što je oslonac (6) poluge (4) fiksno vezan za strukturu vozila.