Подвеска

В соответствии с предъявляемыми требованиями подвеска должна:

- обеспечивать высокую плавность хода автомобиля;

- обладать высокой динамической энергоёмкостью;

- эффективно гасить колебания кузова и колёс автомобиля при движении;

- обеспечивать правильную кинематику управляемых колёс автомобиля;

- иметь минимальную массу неподрессоренных частей.

Плавность хода автомобиля можно оценивать по упругой характеристики подвески и по амплитудно – частотной характеристике автомобиля.

Упругой характеристикой подвески называют зависимость между вертикальной нагрузкой и прогибом подвески, измеренным по перемещению колеса.

По упругой характеристике подвески можно определить следующие параметры: статический прогиб подвески f_ст, динамический прогиб подвески при ходе колеса вверх f_д.в, и вниз f_д.н, жёсткость подвески с_п, коэффициент динамичности к_д и статическую силу сухого трения F_ст в подвеске.

Статический прогиб подвески f_ст определяется путём проведения касательной линии к упругой характеристике в точке, соответствующей статической нагрузке G_ст. Желательно, чтобы статический прогиб подвески составлял 200…250 мм для легковых автомобилей, 80…140 мм для грузовых автомобилей и 110…200 мм для автобусов.

Динамический прогиб подвески при ходе колеса вверх f_д.в, включая прогиб резинового буфера, ограничивающего ход колеса, должен составлять: 0,5f_ст для легковых автомобилей; 1f_ст для грузовых автомобилей и 0,75f_ст для автобусов.

Динамический прогиб подвески при ходе колеса вниз f_д.н должен быть приблизительно равен динамическому прогибу при ходе колеса вверх (f_д.н=f_д.в).

Жёсткость подвески определяется как тангенс угла наклона касательной к средней линии упругой характеристики подвески:

С_п=tgα= .

При снижении жёсткости подвески уменьшается частота колебаний подрессоренной подвески и повышается плавность хода автомобиля. Это достигается применением независимой подвески, жёсткость которой меньше, чем у зависимой подвески.

Статическая сила трения F_ст в подвеске определяется как половина разности ординаты, заключённой между кривыми нагружения и разгружения подвески. Эту силу называют силой сухого трения. Динамическая сила сухого трения в подвеске меньше, чем статическая, и её значение приблизительно составляет F_д=(0,5…0,7)F_ст.

Амплитудно-частотной характеристикой автомобиля называется зависимость перемещений кузова и колёс и ускорений кузова автомобиля от частоты возмущающей силы. Периодически действующая на автомобиль возмущающая сила, обусловленная волнистой поверхностью дороги, вызывает вынужденные колебания автомобиля. Эти колебания зависят от частоты возмущающей силы (чередование дорожных неровностей), с^-1:

ν= ,

где v – скорость автомобиля, км/ч; l_д – длина неровностей, км/ч.

Энергоёмкость подвески характеризуется коэффициентом динамичности.

Коэффициент динамичности представляет собой отношение максимальной нагрузки, которая может передаваться через подвеску, к статической нагрузке на подвеску: к_д= .

При небольшом коэффициенте динамичности наблюдаются частые пробои подвески (удары в ограничители), а при больших его значениях подвеска будет очень жёсткой.

При движении автомобиля по неровностям дороги подвеска должна обеспечивать правильную кинематику управляемых колёс при их вертикальных перемещениях. Кинематика передних управляемых колёс считается правильной, если угол α наклона колеса при максимальном его подъёме не превышает 5…6⁰, а изменение колеи ΔВ компенсируется упругостью шины колеса.

Правильная кинематика колёс определяется типом подвески и её направляющим устройством. От направляющего устройства подвески зависят изменение колеи и стабилизация управляемых колёс, правильная кинематика рулевого привода и боковой крен кузова.

При зависимой подвеске правильную кинематику управляемых колёс невозможно обеспечить полностью. При наезде колёс на дорожную неровность их колея не остаётся постоянной, а изменяется, что может вызвать нарушение условий качения колёс (боковое скольжение).

Независимые подвески обеспечивают правильную кинематику управляемых колёс автомобиля. Однако правильная кинематика достигается не при всех типах направляющих устройств подвески.

Наилучшую кинематику управляемых колёс обеспечивает рычажно-телескопическая подвеска. Она обеспечивает небольшое изнашивание шин и хорошую устойчивость автомобиля при движении и при торможении на скользкой дороге.

Мосты

Специальные требования, которые предъявляются к мостам следующие:

- мосты должны иметь минимальную массу, наименьшие габаритные размеры и высокую жёсткость;

- мосты должны обеспечивать стабильные углы установки управляемых колёс и осей их поворота (шкворней).

Масса ведущего моста зависит от типа автомобиля и типа самого моста. Она составляет примерно 10…15 % от сухой массы шасси грузовых автомобилей и 3…5 % от сухой массы легковых автомобилей. Для грузовых автомобилей верхний предел массы относится к ведущим мостам с двойной главной передачей.

Масса управляемого моста составляет примерно 5…9 % от сухой массы шасси грузовых автомобилей.

Масса комбинированных мостов зависят от их балок, которые выполняют цельными или разъёмными, сварными, штампованными или литыми.

Габаритные размеры ведущего моста зависят от типа главной передачи и, следовательно, её размеров. Так, в грузовых автомобилях и автобусах тип главной передачи определяется диаметром ведомой шестерни при заданном размере шин с учётом необходимого дорожного просвета под картером ведущего моста.

Ведущие мосты с одинарными коническими и гипоидными главными передачами имеют меньшие размеры, чем с двойными главными передачами. Ведущие мосты с червячной главной передачей имеют меньшие габаритные размеры, чем мосты с другими типами главных переда, но при этом они имеют более высокую стоимость и поэтому очень редко используются на автомобилях.

Жёсткость мостов оценивается максимальным статическим прогибом балки при действии нагрузки, соответствующей полной массе автомобиля. Для ведущих мостов максимальный статический прогиб балки не должен превышать 1,5 мм на 1 м колеи ведущих колёс.

Высокой жёсткостью обладают штампованные из листовой стали сварные балки из двух половин. Литые неразъёмные ведущие мосты также обладают высокой жёсткостью. Высокую жёсткость при малой массе имеют трубчатые балки управляемых мостов. Однако они сложнее в производстве и дороже двутавровых балок.

Балки комбинированных мостов, изготовленные цельными, разъёмными, сварными штампованными и литыми, имеют высокую жёсткость.

Обеспечение управляемым мостом стабильности углов установки управляемых колёс необходимо для создания наименьшего сопротивления движению автомобиля, уменьшения изнашивания шин и снижения расхода топлива.

Углом развала управляемых колёс называется угол α_к, заключённый между плоскостью колеса и вертикальной плоскостью, параллельной продольной оси автомобиля. Угол развала считается положительным, если колесо наклонено от автомобиля наружу и отрицательным при наклоне колеса внутрь.

Угол развала (рис. 27) обеспечивает перпендикулярное расположение управляемых колёс к поверхности дороги. Он создаётся конструкцией управляемого моста путём наклона поворотной цапфы.

Угол схождения δ_к=0⁰20´…1⁰, определяемый разностью размеров А-Б=2…8 мм между колёсами необходим для предотвращения бокового скольжения управляемых колёс при их качении с развалом.

Угол β_ш=5…10⁰ поперечного наклона шкворня при повороте управляемого колеса обеспечивает создание весового стабилизирующего момента, действующего на колесо.

Угол γ_ш=0…3,5⁰ продольного наклона шкворня при повороте управляемого колеса обеспечивает создание скоростного стабилизирующего момента, также действующего на колесо.

Стабилизация управляемых колёс – свойство колёс сохранять положение, соответствующее прямолинейному движению, и автоматически в него возвращаться. Чем выше стабилизация управляемых колёс, тем легче управлять автомобилем, выше безопасность движения, меньше изнашиваются шины и рулевое управление.

На автомобилях стабилизация управляемых колёс обеспечивается наклоном шкворня или оси поворота колёс в поперечной и продольной плоскостях, и упругими свойствами пневматической шины, которые создают стабилизирующие моменты – соответственно весовой, скоростной и упругий.

На автомобилях применяют различные типы ведущих мостов, отличающихся между собой: по конструкции балки моста (разъёмные и неразъёмные) и по способу изготовления балки моста (штампосварные и литые).

Разъёмные ведущие мосты применяются на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъёмности.

Неразъёмные мосты обладают высокой жёсткостью и прочностью, но имеют большую массу и габаритные размеры. Кроме того, неразъёмные ведущие мосты более удобны в обслуживании, чем разъёмные, так как для доступа к главной передаче и дифференциалу не требуется снимать мост с автомобиля.

Комбинированный мост выполняет функции ведущего и управляемого моста одновременно и включает в себя главную передачу, дифференциал и привод ведущих управляемых колёс.

Передним управляемым мостом называется поперечная балка с ведомыми управляемыми колёсами, к которым не подводится крутящий момент от двигателя. Этот мост служит для поддержания несущей системы автомобиля и обеспечения его поворота. Передние управляемые мосты различных типов широко применяются на легковых, грузовых автомобилях и автобусах с колёсной формулой 4х2, а также на грузовых автомобилях с колёсной формулой 6х4.

В зависимости от типа подвески управляемых колёс передние мосты автомобилей могут быть неразрезными и разрезными. В неразрезных мостах управляемые колёса непосредственно связаны с балкой моста. В разрезных мостах связь управляемых колёс с балкой моста осуществляется через подвеску. Неразрезные мосты применяются на грузовых автомобилях и автобусах при зависимой подвеске колёс. Разрезные мосты устанавливаются на легковых автомобилях и автобусах при независимой подвеске колёс.

Поддерживающий мост предназначен только для поддерживания несущей системы автомобиля. Мост передаёт нагрузку от рамы и кузова автомобиля к колёсам. Поддерживающие мосты применяют на прицепах и полуприцепах, на многоосных грузовых автомобилях в качестве промежуточных мостов, а также на легковых автомобилях с приводом на передние колёса в качестве задних мостов.

Мосты автомобиля рассчитывают на прочность по сцеплению колёс автом0биля с дорогой при максимальном значении коэффициента сцепления. Расчёт выполняют для различных режимов движения автомобиля. При расчёте значения сил и моментов, действующих на мосты при движении автомобиля, принимаются максимальными.

Вопросы для самопроверки

1. На что рассчитываются детали сцепления и привода сцепления?

2. Что и на какие нагрузки рассчитывается в коробке передач?

3. Требования к карданной передаче.

4. На какие нагрузки рассчитываются детали в главной передаче?

5. Требования, предъявляемые к полуосям.

6. Значение массы мостов.

7. Упругая характеристика подвески.

8. Какие эксплуатационные свойства автомобиля зависчят от рулевого управления?

9. Требования, предъявляемые к тормозным системам.

_.

Поиск по сайту: