Адаптивная подвеска

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности, к подвескам транспортных средств. Подвеска применяется для соединения колес с несущей системой транспортного средства, передает силы и моменты, возникающие при взаимодействии колес с дорогой, обеспечивает перемещение колес относительно корпуса или рамы и плавность хода. Адаптивные подвески отличаются способностью изменять свою жесткость и степень демпфирования в процессе движения. Адаптивная подвеска транспортного средства, содержащая корпус, линейный электродвигатель, подвижный элемент, датчики перемещения и ускорения оси колеса, установленные на корпусе и подключенные к системе автоматического управления, отличающаяся тем, что два линейных электродвигателя размещены соосно в горизонтальной плоскости, а подвижный элемент каждого электродвигателя соединен шарнирно с рычагом и с колесом. Когда транспортное средство неподвижно, его вес полностью компенсируется линейной деформацией рычагов, поэтому расход электроэнергии близок к нулю. При движении по гладкой поверхности возникают малые вертикальные колебания оси колеса. В этом случае, вследствие малого отклонения рычагов от вертикального положения, основная часть силы тяжести по-прежнему будет компенсироваться линейной деформацией рычагов, и расход электроэнергии будет минимален. С увеличением дорожных неровностей увеличивается амплитуда вертикальных колебаний оси колеса и угол отклонения рычагов от вертикали. Вследствие этого, увеличивается составляющая силы тяжести, которая приходится на линейные электродвигатели для компенсации вертикального движения оси колеса. Для уменьшения расхода электроэнергии, в этом случае, электродвигатели работают в режиме генератора, что позволяет рекупирировать значительную часть электрической энергии. Положительный технически результат предлагаемой адаптивной подвески по сравнению с известными значительно снижает энергозатраты необходимые на поддержание веса транспортного средства в статическом состоянии, а так же уменьшается энергопотребление во время движения, за счет адаптации к общему состоянию профиля дороги.

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности, к конструкции автомобиля. Подвеска применяется для соединения колес с несущей системой транспортного средства, передает силы и моменты, возникающие при взаимодействии колес с дорогой, обеспечивает перемещение колес относительно кузова или рамы и, как следствие, обеспечивает плавность хода. Адаптивные подвески отличаются способностью изменять свою жесткость и степень демпфирования в процессе движения в зависимости от состояния дорожного полотна.

Известна пружинная автомобильная подвеска «Макферсон», основным элементом которой служит амортизаторная стойка [http://www.repcar.rii/library/podv/macpherson.htm В качестве упругого элемента используется винтовая цилиндрическая пружина, роль демпфирующего элемента выполняет масляный амортизатор.

Недостатком конструкции являются фиксированные

упругодемпфирующие характеристики, которые не позволяют ей одинаково хорошо работать на различных дорожных покрытиях.

Известна гидропневматическая подвеска [http://systemsauto.ru/pendant/hydroactive.html], в которой используются гидропневматические упругие элементы и предусмотрено автоматическое изменение характеристик. Основными преимуществами

гидропневматической подвески являются высокая плавность хода, возможность регулировки положения кузова относительно дорожного покрытия, эффективное гашение колебаний, адаптация к стилю вождения конкретного человека.

Недостатком указанной подвески являются высокие затраты энергии и низкое быстродействие.

Прототипом полезной модели является адаптивная электромагнитная подвеска компании Bose [bose.ru/knowarticle/?ELEMENT_id=489], приведена на фиг. 1. На корпусе (1) транспортного средства вертикально установлен линейный электродвигатель (2) с подвижным элементом (3), соединенным шарнирно с осью колеса (4), движущимся по дорожному покрытию (5). При движении оси колеса в направлении противоположном силе тяжести электродвигатель создает крутящий момент, а при движении по направлению силы тяжести, работает в режиме генератора и обеспечивает частичную рекупирацию электрической энергии.

Основным недостатком прототипа является необходимость расхода электроэнергии для компенсации силы тяжести, действующей на подрессоренную массу. В частности четыре линейных электродвигателя адаптивной подвески легкового автомобиля, компенсирующих его вес потребляют 20-25 кВт.

Целью заявляемой полезной модели является снижение расхода энергии при работе подвески транспортного средства, особенно при стоянке и при движении по ровной дороге.

Указанная цель достигается тем, что два линейных электродвигателя размещены соосно в горизонтальной плоскости, а подвижный элемент каждого электродвигателя соединен шарнирно с рычагом и с колесом транспортного средства.

Конструкция адаптивной подвески поясняется чертежами: фиг 1, фиг 2 и состоит из корпуса (1), линейных электродвигателей (2), подвижных элементов (3), шарниров (4), рычагов (5), колеса (6) и дорожного покрытия (7).

Когда корпус (1) транспортного средства неподвижен, его вес полностью компенсируется линейной деформацией рычагов (5), подвижные элементы (3) линейных электродвигателей (2) ограничены в перемещении в горизонтальном направлении и расход электроэнергии близок к нулю.

Адаптивная подвеска работает следующим образом. Датчики фиксируют величину горизонтального смещения оси колеса относительно корпуса автомобиля и ее вертикальное ускорение. На основе полученных значений система автоматического управления задает закон горизонтального движения подвижных элементов электродвигателей в противофазе вертикальному движению оси колеса. Рычаги преобразуют горизонтальное движение подвижного элемента каждого электродвигателя в вертикальное движение колеса и обеспечивают, сложение в противофазе вертикальных колебаний вызываемых неровностями дороги и горизонтальных колебаний подвижных элементов двигателей. При движении оси колеса по направлению силы тяжести электродвигатель работает в режиме генератора, что обеспечивает частичную рекуперацию энергии.

С увеличением дорожных неровностей увеличивается амплитуда вертикальных колебаний оси колеса (6) и угол отклонения рычагов от вертикального положения, и адаптивная подвеска переходит в режим большой амплитуды колебаний (фиг. 3). Вследствие этого, увеличивается составляющая силы тяжести, которая приходится на линейные электродвигатели для компенсации вертикального движения оси колеса.

Переключение режимов работы электродвигателя связано с неровностями дороги и может проходить либо в автоматически, системой автоматического управления (на рисунках не показана), либо водителем.

Положительный технический результат предлагаемого технического решения адаптивной подвески по сравнению с прототипом, заключается в значительном снижении энергозатрат, необходимых на поддержание веса транспортного средства в статическом состоянии, а так же во время движения, за счет адаптации к общему состоянию профиля дороги.

Авторам не известна конструкция адаптивных подвесок использующих указанные конструктивные решения, вследствие этого предлагаемая полезная модель соответствует критерию «новизна».

Адаптивная подвеска транспортного средства, содержащая корпус, линейный электродвигатель, подвижный элемент, колесо, датчики перемещения и ускорения оси колеса, установленные на корпусе и подключенные к системе автоматического управления, отличающаяся тем, что два линейных электродвигателя размещены соосно в горизонтальной плоскости, а подвижный элемент каждого электродвигателя соединен шарнирно с рычагом и с колесом.

РИСУНКИ