Назначение, основные устройства и типы

Подвеской называется совокупность устройств, осуществляю­щих упругую связь колес с несущей системой автомобиля (рамой или кузовом).

Подвеска служит для обеспечения плавности хода автомобиля и повышения безопасности его движения.

Плавность хода — свойство автомобиля защищать перевозимых людей и грузы от воздействия неровностей дороги. Смягчая толч­ки и удары от дорожных неровностей, подвеска обеспечивает воз­можность движения автомобиля без дискомфорта и быстрой утом­ляемости людей и повреждения грузов.

Подвеска повышает безопасность движения автомобиля, обес­печивая постоянный контакт колес с дорогой и исключая их от­рыв от нее.

Подвеска разделяет все массы автомобиля на две части: под­рессоренные и неподрессоренные. Подрессоренные — части, опи­рающиеся на подвеску: кузов, рама и закрепленные на них меха­низмы. Неподрессоренные — части, опирающиеся на дорогу: мо­сты, колеса, тормозные механизмы.

При движении по неровной дороге подрессоренные части ав­томобиля колеблются с низкой частотой (60... 150 мин"1), а не-подрессоренные — с высокой частотой (350...650 мин"').

Подвеска автомобиля (рис.1) состоит из четырех основных устройств: направляющего 1, упругого 2, гасящего 3 и стабилизи­рующего 4.

Направляющее устройство подвески направляет движение ко­леса и определяет характер его перемещения относительно кузо­ва и дороги. Направляющее устройство передает продольные и поперечные силы и их моменты между колесом и кузовом авто­мобиля.

Упругое устройство подвески смягчает толчки и удары, пере­даваемые от колеса на кузов автомобиля при наезде на дорожные неровности. Упругое устройство исключает копирование кузовом неровностей дороги и улучшает плавность хода автомобиля.

Гасящее устройство подвески уменьшает колебания кузова и колес автомобиля, возникающие при движении по неровностям дороги, и приводит к их затуханию. Гасящее устройство превра­щает механическую энергию колебаний в тепловую энергию с последующим ее рассеиванием в окружающую среду.

Стабилизирующее устройство подвески уменьшает боковой крен и поперечные угловые колебания кузова автомобиля.

Работа подвески осуществляется следующим образом. Крутя­щий момент М_к, передаваемый от двигателя на ведущие колеса, создает между колесом и дорогой силу тяги Р_т, которая приводит к возникновению на ведущем мосту толкающей силы Р_х. Толкаю­щая сила через направляющее устройство 1 подвески передается на кузов автомобиля и приводит его в движение. При движении по неровностям дороги колесо перемещается в вертикальной плос­кости вокруг точек О₁ и О₂. Упругое устройство 2 подвески дефор­мируется, а кузов и колеса совершают колебания, которые гасит амортизатор. Корпус амортизатора 3, заполненный амортизаторной жидкостью, прикреплен к балке моста. В корпусе находится поршень с отверстиями и клапанами, шток которого связан с кузовом автомобиля. В процессе колебаний кузова и колес пор­шень совершает возвратно-поступательное движение. При ходе сжатия (колесо и кузов сближаются) амортизаторная жидкость из полости под поршнем вытесняется в полость над поршнем, а при ходе отдачи (колесо и кузов расходятся) перетекает в обратном направлении. При этом жидкость проходит через отверстия в пор­шне, прикрываемые клапанами, испытывает сопротивление, и в результате жидкостного трения обеспечивается гашение колеба­ний кузова и колес автомобиля.

Боковой крен и поперечные угловые колебания кузова автомо­биля уменьшает стабилизатор 4 поперечной устойчивости, кото­рый представляет собой специальное упругое устройство, устанавливаемое поперек автомобиля. Средней частью стабилизатор связан с кузовом, а концами — с рычагами подвески. При боко­вых кренах и поперечных угловых колебаниях кузова концы ста­билизатора перемещаются в разные стороны: один опускается, а другой поднимается. Вследствие этого средняя часть стабилизато­ра закручивается, препятствуя тем самым крену и поперечным угловым колебаниям кузова автомобиля. В то же время стабилиза­тор не препятствует вертикальным и продольным угловым коле­баниям кузова, при которых он свободно поворачивается в своих опорах.

На автомобилях в зависимости от их класса и назначения при­меняются различные типы подвесок (рис. 2).

По направляющему устройству все подвески автомобилей раз­деляются на два основных типа: зависимые и независимые.

Зависимой называется подвеска (рис. 3, а), при которой коле­са одного моста связаны между собой жесткой балкой, вследствие чего перемещение одного из колес вызывает перемещение друго­го колеса. На легковых автомобилях зависимые подвески приме­няются обычно для задних колес. Они просты по конструкции и в обслуживании, имеют малую стоимость.

Независимой называется подвеска (рис.3, б), при которой колеса одного моста не имеют между собой непосредственной связи, подвешены независимо друг от друга и перемещение одно­го колеса не вызывает перемещения другого.

По направлению движения колес относительно дороги и кузо­ва автомобиля независимые подвески могут быть с перемещени­ем колес в поперечной, продольной и одновременно в продоль­ной и поперечной плоскостях.

Независимые подвески в легковых автомобилях применяются для передних и задних колес. Эти подвески обеспечивают более высокую плавность хода, чем зависимые подвески, но сложнее по конструкции, при обслуживании и более дорогостоящие. Тип подвески автомобиля также определяет и упругое ее устройство, которое может быть выполнено в виде листовой рессоры, спи­ральной пружины, торсиона и др. При этом упругость подвески обеспечивается за счет упругих свойств металла, из которого из­готовлены рессоры, пружины и торсионы.

В соответствии с упругим устройством подвески называются рессорными, пружинными, торсионными и пневматическими.

Рессорные подвески в качестве упругого устройства имеют лис­товые рессоры (рис. 4, а).

Рессора состоит из собранных вместе отдельных листов выг­нутой формы. Стальные листы имеют обычно прямоугольное се­чение, одинаковую ширину и различную длину. Кривизна лис­тов неодинакова и зависит от их длины. Она увеличивается с уменьшением длины листов, что необходимо для плотного при­легания их друг к другу в собранной рессоре. Вследствие различ­ной кривизны листов также обеспечивается разгрузка листа 1 рессоры.

Взаимное положение листов в собранной рессоре обычно обес­печивается стяжным центровым болтом 2. Кроме того, листы скреплены хомутами 3, которые исключают боковой сдвиг одного лис­та относительно другого и передают нагрузку от листа 1 (разгру­жают его) на другие листы при обратном прогибе рессоры. Лист 1, имеющий наибольшую длину, называется коренным. Часто он имеет и наибольшую толщину. С помощью коренного листа кон­цы рессоры крепят к раме или кузову автомобиля. От способа креп­ления рессоры зависит форма концов коренного листа, которые в легковых автомобилях делаются загнутыми в виде ушков.

При сборке рессоры ее листы смазывают графитовой смазкой, которая предохраняет их от коррозии и уменьшает трение между ними. В рессорах легковых автомобилей для уменьшения трения между листами по всей длине или на концах листов часто уста­навливают специальные прокладки 4 из неметаллических анти­фрикционных материалов (пластмассы, фанеры, фибры и т.п.).

Основным преимуществом листовых рессор является их спо­собность выполнять одновременно функции упругого, направля­ющего и гасящего устройств подвески.

Листовые рессоры способствуют также гашению колебаний кузова и колес автомобиля. Кроме того, листовые рессоры про­сты в изготовлении и легко доступны для ремонта. По сравне­нию с упругими устройствами других типов листовые рессоры имеют повышенную массу (наиболее тяжелые), менее долговеч­ны, обладают сухим (межлистовым) трением, ухудшают плав­ность хода автомобиля и требуют ухода (смазывания) в процессе эксплуатации.

Листовые рессоры получили наибольшее применение в зави­симых подвесках. Обычно их располагают вдоль автомобиля. Кон­цы рессоры шарнирно соединяют с рамой или кузовом автомоби­ля. Передний конец закрепляют с помощью пальца, а задний, чаще всего, — подвижной серьгой. При таком соединении концов рессоры се длина может изменяться во время движения автомо­биля. Для крепления концов рессоры применяют резинометаллические шарниры.

Пружинные подвески в качестве упругого устройства имеют спи­ральные (витые) цилиндрические пружины (рис.4, б).

Пружины подвески изготовляют из стального прутка круглого сечения.

В подвеске витые пружины воспринимают только вертикаль­ные нагрузки и не могут передавать продольные и поперечные усилия и их моменты от колес на раму и кузов автомобиля. Поэто­му при их установке требуется применять направляющие устрой­ства. При использовании витых пружин также необходимы гася­щие устройства, так как в пружинах отсутствует трение. По срав­нению с листовыми рессорами спиральные пружины имеют мень­шую массу, более долговечны, просты в изготовлении и не требу­ют технического обслуживания.

Спиральные пружины в качестве основного упругого элемента применяются главным образом в независимых подвесках и значи­тельно реже в зависимых. Их обычно устанавливают вертикально на нижние рычаги подвески.

Торсионные подвески в качестве упругого устройства имеют торсионы (рис.4, в).

Торсион представляет собой стальной упругий стержень, ра­ботающий на скручивание. Он может быть сплошным круглого сечения, а также составным — из круглых стержней или прямо­угольных пластин. На концах торсиона имеются головки (утолще­ния) с нарезанными шлицами или выполненные в форме много­гранника (шестигранные и т.д.). С помощью головок торсион од­ним концом крепится к раме или кузову автомобиля, а другим — к рычагам подвески. Упругость связи колеса с рамой обеспечива­ется вследствие скручивания торсиона.

Торсионы, как и пружины, требуют применения направляю­щих и гасящих устройств. По сравнению с листовыми рессорами торсионы обладают теми же преимуществами, что и спиральные пружины. Однако по сравнению со спиральными пружинами тор­сионы менее долговечны. Торсионы наиболее распространены в независимых подвесках. На автомобиле торсионы могут быть рас­положены как продольно, так и поперечно.

Пневматические подвески в качестве упругого устройства име­ют пневматические баллоны различной формы. Упругие свойства в таких подвесках обеспечиваются за счет сжатия воздуха. Наи­большее применение в пневматических подвесках получили двой­ные (двухсекционные) круглые баллоны.

Двойной круглый баллон (рис. 6.4, г) состоит из эластичной оболочки 8, опоясывающего или разделительного кольца 7и при­жимных колец 6 с болтами 5. Оболочка баллона резинокордовая, обычно двухслойная. Корд оболочки капроновый или нейлоно­вый. Внутренняя поверхность оболочки покрыта воздухонепрони­цаемым слоем резины, а наружная — маслобензостойкой рези­ной. Для упрочнения бортов оболочки внутри них заделана метал­лическая проволока, как у покрышки пневматической шины. Опо­ясывающее кольцо 7 служит для разделения секций баллона и позволяет уменьшить его диаметр. Прижимные кольца 6 с болта­ми 5 предназначены для крепления баллона. Грузоподъемность двойных круглых баллонов обычно составляет 2... 3 т при внутрен­нем давлении воздуха 0,3...0,5 МПа. Двойные круглые баллоны распространены в подвесках автобусов, грузовых автомобилей, прицепов и полуприцепов. Обычно баллоны располагают верти­кально в количестве от двух (передние подвески) до четырех (зад­ние подвески).

Резиновые упругие элементы широко применяются в подвесках современных автомобилей в виде дополнительных упругих устройств, которые называются ограничителями или буферами. Час­то внутрь буферов вулканизируют металлическую арматуру, кото­рая повышает их долговечность и служит для крепления буферов. Различают буфера сжатия и отдачи. Первые ограничивают ход колес вверх, а вторые — вниз. При этом буфера сжатия ограничи­вают деформацию упругого устройства подвески и увеличивают его жесткость. Буфера сжатия и отдачи совместно применяют обыч­но в независимых подвесках. В зависимых подвесках используют главным образом буфера сжатия.

Поиск по сайту: