Какие усилия воспринимают и передают цилиндрические пружины подвески
Перейти к содержимому

Какие усилия воспринимают и передают цилиндрические пружины подвески

  • автор:

Ходовая часть

Ходовая часть автомобиля предназначена для перемещения автомобиля по дороге с определенным уровнем комфорта, без тряски и вибраций. Механизмы и детали ходовой части связывают колеса с кузовом, гасят его колебания, воспринимают и передают силы, действующие на автомобиль со стороны дороги. Ходовая часть легкового автомобиля состоит из передней и задней подвески, колес и шин.

Общее устройство подвески. Совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между колесами и кузовом автомобиля (подрессоренной и неподрессоренной массами) за счет восприятия действующих сил и гашения колебаний, называется подвеской (рис. 12.1). Подвеска уменьшает динамические нагрузки, действующие на подрессоренную массу.

Схема подвески

Рис. 12.1. Схема подвески:

  • 1 неподрессоренная масса; 2 — упругий элемент;
  • 3 подрессоренная масса

Подвеска входит в состав ходовой части автомобиля и состоит из трех основных устройств (рис. 12.2): упругого (7, 9, 11), направляющего (2) и демпфирующего (6). Упругое устройство служит опорой для кузова и исключает жесткую связь между ним и

Передняя подвеска автомобиля Ford Kuga

Рис. 12.2. Передняя подвеска автомобиля Ford Kuga:

  • 1 подрамник; 2 — направляющее устройство (нижний рычаг);
  • 3 теплозащитный экран; 4 — ступица колеса; 5 — опора ступицы;
  • 6 амортизатор; 7 — пружина; 8 — стойка штанги стабилизатора;
  • 9 резинометаллические втулки (сайлент-блоки); 10 — опора стабилизатора; 11 — стабилизатор поперечной устойчивости

Упругое устройство. Применяют следующие типы упругих элементов подвески (рис. 12.3):

  • — металлические: листовые рессоры, спиральные пружины, торсионы (стержни, работающие на скручивание);
  • — неметаллические: пневматические, гидропневматические и резиновые (обеспечивают упругость подвески за счет упругих свойств резины, воздуха и жидкости).

а. _____________________б. г.

Рис. 12.3. Упругие устройства подвески:

а — рессора; 6 — пружина; в — торсион (стабилизатор);

г — пневмобаллон; 1 — коренной лист; 2, 5 — болты; 3 — хомут;

4— прокладка; 6,7— кольца; 8— оболочка

Листовые рессоры (рис. 12.3, а). Во время движения автомобиля усилие от моста через рессоры передается на кронштейны, установленные на раме автомобиля. Поэтому наряду с функцией смягчения ударов и толчков от дорожного покрытия рессоры выполняют функцию передачи продольных и поперечных усилий от колес на шасси во время торможения и ускорения автомобиля.

В процессе резкого торможения на неровном дорожном покрытии на рессоры воздействует вес всего автомобиля одновременно с тормозным усилием. Поэтому рессоры и элементы их крепления — одни из самых высокопрочных деталей автомобиля.

Рессорная подвеска является основной для грузовых автомобилей. Она содержит минимальное число структурных элементов — рессору с узлами крепления и амортизатор.

Рессора состоит из собранных вместе стальных листов выгнутой формы, имеющих одинаковую ширину и различную длину. Кривизна листов неодинакова — она увеличивается с уменьшением длины листов, что необходимо для плотного прилегания их друг к другу в собранной рессоре. Взаимное расположение листов в собранной рессоре обеспечивается стяжным центральным болтом или посредством специальных выдавок, сделанных в средней части листов. Кроме того, листы скреплены хомутами, которые исключают боковой сдвиг одного листа относительно другого и передают нагрузку от коренного (верхнего) листа на другие листы при обратном прогибе рессоры. Коренной лист имеет наибольшую длину. С помощью коренного листа концы рессоры крепятся к раме или кузову автомобиля. От способа крепления рессоры зависит форма концов коренного листа. Они могут быть плоскими, отогнутыми под углом 90°, загнутыми в форме ушек, со съемными коваными или литыми ушками.

Применяются два типа листовых рессор: многолистовые, собранные из нескольких стальных листов разной длины, и параболические, имеющие от двух до четырех листов одинаковой длины и ширины.

На автомобилях с одним задним мостом и задней многолистовой рессорной подвеской в конструкцию подвески входят основные и дополнительные рессоры.

Пружинные подвески (рис. 12.3, 6) в качестве упругого устройства имеют спиральные (витые) цилиндрические пружины и применяются главным образом для легковых автомобилей.

Спиральные (витые) пружины изготовляются из прутка круглого сечения и могут быть цилиндрическими, коническими или бочкообразными. Для изготовления пружин используются рессорно-пружинные стали, как и для листов рессор. По сравнению с листовыми рессорами спиральные пружины имеют меньшую массу, более долговечны, просты в изготовлении и не требуют технического обслуживания. 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.

Торсионы (рис. 12.3, в) применяются при независимой подвеске колес на многоосных автомобилях, прицепах и на некоторых легковых автомобилях. Торсион представляет собой стальной упругий стержень, работающий на скручивание. Торсионы наиболее распространены в независимых подвесках. Их располагают вдоль или поперек автомобиля.

Упругие пневматические элементы (пневмоподвеска) применяются на автомобилях, масса подрессоренной части которых меняется значительно (грузовые автомобили) или требования к плавности хода которых высоки (автобусы) (рис. 12.3, г).

Бортовая пневмосистема (рис. 12.4) состоит из компрессора, резервуара для хранения сжатого воздуха (ресивера) и системы управления и распределения воздуха с регулировочным краном. Производительность компрессора, давление в системе, объем ресиверов, размер клапанов, диаметры воздушных магистралей и прочие параметры конкретной системы подбираются индивидуально в зависимости от веса автомобиля, требований к быстродействию и возможностям подвески.

Пневмоподвеска

Рис. 12.4. Пневмоподвеска:

1 — воздушный ресивер; 2 — рама; 3 — пневматический элемент; 4 — регулировочный кран

Путем изменения давления воздуха в пневматическом элементе можно регулировать жесткость подвески. При этом появляется возможность регулировать высоту пола (автобусы), грузовой платформы или прицепного устройства относительно дороги либо величину дорожного просвета (при независимой подвеске).

Пневматические баллоны (пневмобаллоны) представляют собой резинокордные оболочки, уплотненные по торцам и заполненные воздухом под давлением. Пневмобаллоны не имеют жесткой связи с рамой грузовика, и, чтобы мост не совершал поперечные движения, в конструкции подвески автомобиля применяют продольные и поперечные реактивные тяги.

Направляющее устройство (см. рис. 12.2) определяет характер движения колес, передает продольные и поперечные усилия. При торможении автомобиля через направляющее устройство передается сила торможения и им же воспринимается момент, стремящийся повернуть мост в направлении вращения колес. Кроме того, через направляющее устройство передаются боковые усилия, возникающие при повороте автомобиля.

Рычаги направляющих устройств могут работать на растяжение, сжатие и изгиб, а также испытывать значительные скручивающие нагрузки.

Демпфирующее устройство предназначено для гашения колебаний кузова и колес после проезда неровности путем преобразования энергии колебаний в тепловую и рассеивания ее в окружающую среду.

Конструкция подвески должна обеспечивать требуемую плавность хода, иметь кинематические характеристики, отвечающие требованиям устойчивости и управляемости автомобиля.

Одним из способов уменьшения крена кузова и улучшения показателей управляемости автомобиля является применение упругих дополнительных элементов, называемых стабилизаторами поперечной устойчивости. Применяются они в подвесках легковых автомобилей и автобусов. Стабилизатор поперечной устойчивости представляет собой упругое специальное устройство торсионного типа, которое устанавливается поперек автомобиля. Он состоит из П-образного стержня круглого сечения, изготовленного из пружинной стали, и плеч (стоек). Стержень подвижно (во втулках) крепится на раме или кузове, а плечами шарнирно соединяется с мостом или рычагами подвески.

При боковых кренах и поперечных угловых колебаниях кузова концы (плечи) стержня стабилизатора перемещаются в разные стороны — один опускается, другой поднимается. Вследствие этого средняя часть стержня закручивается и частично изгибается, уменьшая тем самым крен и поперечное раскачивание кузова автомобиля. Создавая сопротивление крену и поперечным колебаниям кузова, стабилизатор в то же время не препятствует его вертикальным и продольным угловым колебаниям.

Сайлент-блок является составляющим элементом подвески и предназначен для шарнирного соединения элементов подвески между собой и кузовом. Сайлент-блок состоит из наружной и внутренней металлических обойм, к которым привулканизиро-ван резиновый массив.

Виды подвесок. Подвески легковых автомобилей подразделяются:

— в зависимости от конструкции направляющих элементов:

полунезависимые (применяются для задних мостов);

— по типу изменения клиренса:

на подвески без изменения дорожного просвета;

с изменением дорожного просвета;

— по оси поворота колеса:

на подвески с обычной осью поворота;

с виртуальной осью поворота.

Зависимая подвеска (рис. 12.5, а) применяется на грузовых автомобилях и характеризуется зависимостью перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса. Она объединяет колеса жесткой балкой и образует так называемый мост автомобиля. Перемещение одного из колес в поперечной плоскости передается другому колесу. Передача сил и моментов от колес на кузов при такой подвеске может осуществляться непосредственно металлическими упругими элементами — пружинами, рессорами или с помощью штанг (штанговая подвеска).

Схемы зависимой (а) и независимой (5) подвесок колес

Рис. 12.5. Схемы зависимой (а) и независимой (5) подвесок колес

Независимая подвеска (рис. 12.5, б) обеспечивает независимость перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса. В независимой подвеске имеется специальный направляющий аппарат (качающиеся рычаги, стойки) для каждого упругого элемента, связывающего подвешенную часть автомобиля с колесом. Поэтому правое и левое колеса одной оси имеют самостоятельные вертикальные перемещения. Независимая подвеска не имеет оси, жестко соединяющей колеса (как зависимая подвеска), следовательно, колеса имеют свободу действий относительно друг друга, чем достигается значительное снижение неподрессоренных масс и повышение плавности хода. Если одно из колес наедет на небольшое препятствие, это никак не отразится на другом. У подобной подвески более сложная кинематика, что значительно улучшает управляемость и влияет на комфорт. На современных легковых автомобилях независимая подвеска используется в качестве основной конструкции передней и задней подвесок.

Независимые подвески применяются преимущественно в легковых автомобилях и по типу направляющего устройства подразделяются на следующие виды:

— рычажная подвеска (на двойных поперечных рычагах и многорычажная);

  • — подвеска МакФерсон;
  • — торсионная подвеска и др.

Рычажная подвеска — подвеска, направляющее устройство которой представляет собой рычажный механизм. В зависимости от количества рычагов подвески могут быть на двойных поперечных рычагах (двухрычажные), многорычажные, на продольных рычагах, а в зависимости от плоскости качания рычагов — поперечно-рычажные, диагонально-рычажные и продольно-рычажные.

Многорычажная подвеска (рис. 12.6) может использоваться как в передней, так и в задней подвеске. Чтобы достичь оптимальной кинематики колес и тем самым добиться лучшей устойчивости и управляемости, в ней используют четыре-пять рычагов. В этой подвеске не обязательно совмещать амортизатор и пружину в амортизационную стойку.

Пятирычажная передняя подвеска Audi Q7

Рис. 12.6. Пятирычажная передняя подвеска Audi Q7:

/ — шаровая опора; 2 — нижняя часть амортизаторной стойки;

  • 3 — амортизатор; 4 — пружина; 5 — направляющий рычаг;
  • 6 распорная крестовина; 7 — верхние рычаги; 8 — поворотный кулак;
  • 9 стойка стабилизатора; 10 — несущий рычаг подвески;
  • 11 — ступица; 12 — несущий рычаг; 13 — подрамник;
  • 14 стабилизатор; 15 — шарнир равных угловых скоростей

Несмотря на то что в случае применения многорычажной подвески крайне затруднительно разместить шарнир равных угловых скоростей, такие подвески все же находят применение на полноприводных легковых автомобилях, а также на автомобилях классической компоновки, т. е. с приводом на задние колеса. 260

Многорычажные независимые подвески более сложны и дороги, но обеспечивают лучшую плавность хода и управляемость автомобиля и хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сай-лент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес.

Главные преимущества многорычажной подвески:

  • — независимость колес друг от друга;
  • — низкая неподрессоренная масса;
  • — независимая продольная и поперечная регулировки;
  • — удобный вариант для использования в схеме 4×4.

Главный недостаток — сложность и соответственно цена.

Подвеска МакФерсон (рис. 12.7) разработана в 1960 г., но в связи с технологичностью и дешевизной широко распространена в современном автомобилестроении; применяется на передней оси автомобиля.

Рис. 12.7. Схема подвески МакФерсон:

  • 1 шаровая опора; 2 — ступица;
  • 3 тормозной диск; 4 — защитный кожух;
  • 5 поворотный рычаг; 6 — нижняя опорная чашка; 7 — пружина подвески;
  • 8— защитный чехол телескопической стойки; 9— буфер сжатия; 10 — верхняя опорная чашка; 11 — подшипник верхней опоры; 12 — верхняя опора стойки;
  • 13 гайка штока; 14 — шток; 15 — опора буфера сжатия; 16 — телескопическая стойка; 17- гайка; 18- эксцентриковый болт; 19 — поворотный кулак; 20 — вал привода переднего колеса; 21 — защитный чехол; 22 — наружный шарнир вала; 23 — нижний рычаг

Подвеска МакФерсон состоит из одного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости и блока из пружинного элемента и амортизатора телескопического типа, называемого качающейся свечой (он закреплен в верхней части к кузову при помощи упругого шарнира и может качаться при движении колеса вверх-вниз). По своей конструкции подвеска МакФерсон является развитием подвески на двойных поперечных рычагах, в которой верхний поперечный рычаг заменен на амортизаторную стойку.

Кинематически схема менее совершенна, чем подвеска на двух поперечных или продольных рычагах: при большом ходе подвески развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться и тем больше, чем больше ход подвески.

Через сайлент-блоки поперечный рычаг крепится к подрамнику (поперечной балке), через шаровую опору он соединен с поворотным кулаком колеса. Роль верхнего рычага выполняет сам кузов автомобиля, к которому крепится амортизационная стойка (амортизатор плюс пружина).

Благодаря компактности конструкции подвеска МакФерсон широко используется на переднеприводных легковых автомобилях, так как позволяет поперечно разместить двигатель и коробку передач в подкапотном пространстве. К другим преимуществам данного типа подвески относятся простота конструкции, а также большой ход подвески, препятствующий пробоям.

Вместе с тем конструктивные особенности подвески (шарнирное крепление амортизаторной стойки, большой ход) приводят к значительному изменению развала колес. По этой причине данный тип подвески не применяется на спортивных автомобилях и автомобилях премиум-класса.

Подвески с изменением дорожного просвета используются на легковых автомобилях и могут быть как с простым изменением клиренса, так и с системой саморегулирования. Подвески с системой саморегулирования бывают адаптивные, которые позволяют автоматически изменять демпфирование, дорожный просвет или положение подвески, и неадаптивные. К адаптивным относятся гидропневматические и пневматические подвески, а также подвески с отключаемыми стабилизаторами поперечной устойчивости.

В качестве примера рассмотрим адаптивную пневматическую подвеску. В пневматической подвеске положение каждого отдельного колеса определяется не с помощью пружин, а по-262 средством сжатого воздуха, необходимое количество которого быстро подводится или отводится через электромагнитные клапаны к имеющим особую конструкцию амортизаторам. Пневматическая подвеска состоит из передних и задних пневматических амортизационных стоек, компрессора, ресивера, блока управления и датчиков, информирующих блок управления о скорости движения, нагрузке автомобиля и угле поворота рулевого колеса (рис. 12.8).

Устройство пневматической подвески

Рис. 12.8. Устройство пневматической подвески:

  • 1 блок управления подвеской; 2 — блок управления двигателем;
  • 3, 6 — задняя стойка с пневмоэлементом; 4 — правый задний датчик положения кузова; 5 — компрессор пневмоподвески; 7— датчик ускорения кузова; 8, 13 — датчик ускорения колеса; 9 — левый задний датчик положения кузова; 10 — ресивер; 11 — левый передний датчик положения кузова; 12, 16 — передняя стойка с пневмоэлементом;
  • 14— правый передний датчик положения кузова;
  • 75 — блок управления ABS

Узлы и механизмы подвески соединены друг с другом воздушными магистралями и подключены в электрическую систему автомобиля с помощью многофункциональной шины электронной передачи данных CAN. Подвеска автоматически активизируется, как только открывается дверь автомобиля. Таким образом, еще до начала движения корректируются клиренс и упругость пневматических амортизаторов.

После этого в работу подвески имеет право вмешаться и сам водитель, который, во-первых, может установить нужный дорожный просвет, подняв или опустив кузов автомобиля, что, например, пригодится для более удобной загрузки багажника либо присоединения прицепа. Во-вторых, можно выбрать режим — комфортный или спортивный, в котором будет работать подвеска во время движения. Режим «комфорт» позволяет водителю и пассажирам буквально «парить» над дорогой. Режим «спорт» улучшает устойчивость и безопасность на больших скоростях движения. Вместе с тем индивидуальное регулирование жесткости амортизаторов на каждом колесе по отдельности позволяет учитывать крен кузова и скорость, с которой автомобиль входит в поворот, оценивать угол поворота и скорость, с которой водитель поворачивает руль. Тем самым жесткость амортизационных стоек может автоматически изменяться в движении так, что будет найден оптимальный и самый эффективный режим работы подвески, адекватно отвечающий конкретным дорожным условиям с точки зрения как безопасности, так и комфортности. Например, при торможении передние колеса будут подрессориваться более жестко, чем задние, а при ускорении — наоборот, но это в обоих случаях позволит избежать неприятного продольного «клевка» кузова.

Уровень дорожного просвета кузова определяется четырьмя датчиками уровня кузова, установленными между подрамниками и нижними рычагами подвески. Результаты измерений сравниваются с заданными величинами, сохраняемыми в памяти блока управления. Заданные величины вводятся в память для каждого автомобиля индивидуально.

Воздух, необходимый для регулирования подвески, обычно подается компрессором под давлением до 16 кгс/см 2 . Компрессор обеспечивает регулирование уровня кузова при скоростях автомобиля свыше 35 км/ч. При необходимости сжатый воздух подается также в ресивер. При скоростях ниже 35 км/ч регулирование уровня кузова осуществляется за счет подачи воздуха из ресивера.

Если дорожный просвет автомобиля изменяется в результате его загрузки или разгрузки, блок управления включает систему регулирования, возвращающую кузов на первоначально заданный уровень. При этом подача воздуха из упругих элементов производится через соответствующие им электромагнитные клапаны, а выпуск из них осуществляется через выпускной клапан.

Основной составляющей пневматической подвески является пневматический упругий элемент (пневмобаллон), который состоит из: корпуса с наружной направляющей, манжеты, поршня (являющегося нижней частью корпуса элемента) и встроенного амортизатора (рис. 12.9).

Рис. 12.9. Пневматический упругий элемент с амортизатором:

  • 1 наружная направляющая манжеты;
  • 2 — воздушная полость; 3 — верхняя часть корпуса; 4 — газовая полость амортизатора;
  • 5— манжета; 6 — двухтрубный гидравлический амортизатор; 7 — компенсационная полость амортизатора; 8— поршень

В зависимости от принятой кинематической схемы подвески оси пневмобаллоны могут устанавливаться не только совместно с амортизаторами, но и отдельно от них.

Система регулирования сопротивления амортизаторов обрабатывает сигналы датчиков ускорений колес и датчиков ускорений кузова и оценивает по результатам этой обработки состояние дороги и движения автомобиля. В результате производится изменение характеристик каждого из амортизаторов в соответствии с рассчитанной интенсивностью гашения колебаний. При этом амортизаторы работают на ходах сжатия и отдачи как полуактив-ные компоненты. Бесступенчатое регулирование демпфирования производится благодаря применению амортизаторов, характеристики которых изменяются посредством электрических исполнительных устройств. Эти амортизаторы встроены в стойки с пневматическими упругими элементами. Силы сопротивления амортизатора регулируются посредством встроенного в него пропорционально действующего электромагнитного клапана. Регулирование производится по многопараметровой характеристике. Изменение сопротивления амортизаторов в зависимости от характера движения автомобиля и состояния дороги производится в течение нескольких миллисекунд.

Тестовые задания по теме «Ходовая часть автомобиля»

Тестовые задания по теме

Минаев Николай

Тесты к теоретическим занятиям по теме « Ходовая часть автомобиля », входящей в состав МДК 01.02 «Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» профессии 23.01.03 «Автомеханик» и МДК 01.01 «Устройство автомобилей» специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» .

Целью настоящих тестов является закрепление студентам знаний, полученных при изучении теоретического материала по теме « Ходовая часть автомобиля », входящей в состав МДК 01.01 «Устройство автомобилей» специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» .

Тесты составлены в соответствии с требованиями программы профессионального модуля ПМ.01 « Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта » специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» дневной формы обучения.

Организация-разработчик: Морской колледж ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет».

Разработчик: Минаев Николай Александрович, преподаватель.

1. Какие упругие элементы применяются в независимой подвеске?

а) листовые полуэллиптические рессоры

б) спиральные цилиндрические пружины

в) упругие элементы обоих указанных типов

2. Что означают в маркировке шин легковых автомобилей буквенные индексы L , P , Q , S ?

а) индекс максимальной допустимой скорости

б) индекс максимально грузоподъемности

в) товарный знак завода-изготовителя

3. Какие силы воздействуют на несущий кузов или раму автомобиля при движении?

б) продольные силы

в) вертикальные силы

д) все перечисленные силы

4. Каким должно быть усилие хода отдачи, создаваемое телескопическим амортизатором?

а) равно усилию хода сжатия

б) больше усилия хода сжатия в 2-3 раза

в) меньше усилия хода сжатия в 2-3 раза

г) в зависимости от конструктивных особенностей амортизатора

5. Какие функции выполняют амортизаторы?

а) увеличивают жёсткость упругих элементов подвески

б) гасят колебания автомобиля, возникающие после наезда на препятствие

в) уменьшают жесткость упругих элементов подвески

г) ограничивают вертикальные перемещения колёс и мостов относительно кузова или рамы

6. Каким образом осуществляется соединение колес с балкой моста на автомобилях с зависимой передней подвеской?

а) цапфа колеса крепится к деталям, имеющим возможность перемещаться относительно балки

б) цапфа шарнирно крепится к концевой части балки

в) цапфа может крепиться любым из названных способов в зависимости от марки автомобиля

7. Какие усилия воспринимают и передают цилиндрические пружины подвески?

а) усилия, направленные горизонтально перпендикулярно к оси движения автомобиля

б) усилия, направленные горизонтально вдоль оси движения автомобиля

в) усилия, направленные вертикально

г) усилия, направленные во всех перечисленных направлениях

8. Что такое сайлентблок?

а) устройство, блокирующее вертикальные перемещения кузова

б) элемент, состоящий из резиновой втулки с железным сердечником

в) подушка под амортизатор

9. Какая подвеска наиболее широко применяется на передней оси автомобиля?

б) на двойных поперечных рычагах

г) Н-образная балка

10. Какую функцию выполняют рычаги подвески?

а) удерживают колесо от продольных и поперечных перемещений

б) сглаживают вибрации во время движения

в) придают дополнительную жёсткость кузову

11. Благодаря каким конструктивным особенностям нашли широкое применение шаровые опоры?

а) возможность вращения в любых плоскостях

б) высокая нагрузочная способность

в) не требовательны к обслуживанию

г) всё вышеперечисленное

12. Какими преимуществами обладает пневмоподвеска?

а) возможность изменения клиренса

б) простота конструкции

в) большая нагрузочная способность

13. Что такое клиренс?

а) величина хода штока амортизаторов

б) максимальная возможная деформация пружин

в) расстояние от дороги до нижней точки днища автомобиля

Ответы на тестовые задания

№11 «Ходовая часть автомобиля»

Внимание! Все тесты в этом разделе разработаны пользователями сайта для собственного использования. Администрация сайта не проверяет возможные ошибки, которые могут встретиться в тестах.

Целью настоящих тестов является закрепление студентами знаний, полученных при изучении теоретического материала по теме «Ходовая часть автомобиля», входящей в состав МДК 01.02 «Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» профессии 23.01.03 «Автомеханик», 1 курс.

Система оценки: 5 балльная

Список вопросов теста

Вопрос 1

Какие упругие элементы применяются в независимой подвеске?

Варианты ответов
  • листовые полуэллиптические рессоры
  • спиральные цилиндрические пружины
  • упругие элементы обоих указанных типов
Вопрос 2

Что означают в маркировке шин легковых автомобилей буквенные индексы L, P, Q, S ?

Варианты ответов
  • индекс максимальной допустимой скорости
  • индекс максимально грузоподъемности
  • товарный знак завода-изготовителя
Вопрос 3

Какие силы воздействуют на несущий кузов или раму автомобиля при движении?

Варианты ответов
  • сила тяжести
  • продольные силы
  • вертикальные силы
  • боковые силы
  • все перечисленные силы
Вопрос 4

Каким должно быть усилие хода отдачи, создаваемое телескопическим амортизатором?

Варианты ответов
  • равно усилию хода сжатия
  • больше усилия хода сжатия в 2-3 раза
  • меньше усилия хода сжатия в 2-3 раза
  • в зависимости от конструктивных особенностей амортизатора
Вопрос 5

Какие функции выполняют амортизаторы?

Варианты ответов
  • увеличивают жёсткость упругих элементов подвески
  • гасят колебания автомобиля, возникающие после наезда на препятствие
  • уменьшают жесткость упругих элементов подвески
  • ограничивают вертикальные перемещения колёс и мостов относительно кузова или рамы
Вопрос 6

Каким образом осуществляется соединение колес с балкой моста на автомобилях с зависимой передней подвеской?

Варианты ответов
  • цапфа колеса крепится к деталям, имеющим возможность перемещаться относительно балки
  • цапфа шарнирно крепится к концевой части балки
  • цапфа может крепиться любым из названных способов в зависимости от марки автомобиля
Вопрос 7

Какие усилия воспринимают и передают цилиндрические пружины подвески?

Варианты ответов
  • усилия, направленные горизонтально перпендикулярно к оси движения автомобиля
  • усилия, направленные горизонтально вдоль оси движения автомобиля
  • усилия, направленные вертикально
  • усилия, направленные во всех перечисленных направлениях
Вопрос 8

Что такое сайлентблок?

Варианты ответов
  • устройство, блокирующее вертикальные перемещения кузова
  • элемент, состоящий из резиновой втулки с железным сердечником
  • подушка под амортизатор
Вопрос 9

Какую функцию выполняют рычаги подвески?

Варианты ответов
  • удерживают колесо от продольных и поперечных перемещений
  • сглаживают вибрации во время движения
  • придают дополнительную жёсткость кузову
Вопрос 10

Благодаря каким конструктивным особенностям нашли широкое применение шаровые опоры?

Варианты ответов
  • возможность вращения в любых плоскостях
  • высокая нагрузочная способность
  • не требовательны к обслуживанию
  • всё вышеперечисленное
Вопрос 11

Что такое клиренс?

Варианты ответов
  • величина хода штока амортизаторов
  • максимальная возможная деформация пружин
  • расстояние от дороги до нижней точки днища автомобиля

Подвеска автомобиля. Виды, устройство и работа подвески

Подвеска является одним из наиболее ответственных узлов автомобиля, определяющим совокупность эксплуатационных свойств — плавность движения, устойчивость и управляемость, среднюю и максимальную скорость, долговечность ряда деталей и узлов. Подвеска вместе с шинами является основным конструктивным элементом, защищающим автомобиль от динамических воздействий со стороны дороги до уровня, приемлемого в соответствии с требованиями нормативных документов и прочности элементов конструкции.

Правильно спроектированная подвеска позволяет снизить расходы на техническое обслуживание и ремонт, расширить эксплуатационные возможности автомобиля. Подвеска обеспечивает упругую связь между несущей системой и колесами автомобиля, передачу сил и моментов, действующих на колесо в площадке контакта с опорной поверхностью, и снижение вибровоздействия и динамических нагрузок на несущую систему.

Подвеска состоит из совокупности конструктивных (функциональных) элементов: направляющего устройства, упругих элементов, демпфирующих элементов (амортизаторов) и стабилизаторов поперечной или продольной устойчивости. Подвеска должна обладать энергоемкостью, исключающей «пробои» при эксплуатационных режимах движения, и обеспечивать соответствие кинематики перемещения колес кинематике перемещения элементов рулевого привода.

Упругие элементы подвески воспринимают и передают на несущую систему (раму) нормальные реакции опорной поверхности и снижают динамические нагрузки. Жесткость упругого элемента Сп влияет на плавность движения, причем снижение жесткости способствует повышению плавности движения.

Направляющее устройство воспринимает действующее на колеса в пятне контакта с опорной поверхностью горизонтальные (продольные и боковые) силы, их моменты и передает на несущую систему автомобиля. Кинематика перемещения колес определяется конструкцией направляющего устройства. По типу направляющего устройства подвески делят на две основные группы: зависимые и независимые.

Демпфирующее устройство (амортизатор) преобразуют механическую энергию колебаний кузова автомобиля в тепловую энергию и излучают ее в окружающую среду. Преобразование энергии колебаний в амортизаторах в основном осуществляется за счёт жидкостного трения.

Стабилизатор поперечной или продольной устойчивости соответственно снижает поперечный крен кузова автомобиля при действии боковых сил или продольный крен при действии на кузов реактивного момента тяговой силы или силы инерции при торможении.

2. Конструкции упругих элементов

Многолистовые рессоры являются наиболее функциональным и простым по конструкции упругим элементом. Одновременно рессоры выполняют функции упругого элемента, направляющего и демпфирующего устройства.

Недостаток листовых рессор — высокая металлоемкость. Энергия упругой деформации (потенциальная энергия деформации), отнесенная к массе, у листовой рессоры в 2… 3 раза меньше, чем у пружин и торсионов. В настоящее время применяют в основном полуэллиптические рессоры, симметричные и несимметричные.

Несимметричные рессоры с более короткой (более жесткой), чем задняя часть длиной передней части позволяют уменьшить «клевки» автомобиля при торможении, частично выполняя, таким образом, и функции стабилизатора продольной устойчивости. Рессора (рис. 1, а) состоит из собранных вместе листов одинаковой ширины, но разной длины.

Кривизна листов увеличивается по мере уменьшения их длины. Толщина и профиль сечения листов (прямоугольный, параболический, трапециевидный) могут быть разными. Их выбор определяется характером распределения напряжений по длине листов и уровнем допустимых напряжений.

В каждом из листов рессоры имеются отверстия для центрального болта, которым листы стягиваются перед установкой. Лист или несколько листов, которыми рессора крепится к несущей системе, называются коренными.

Концы коренных листов дополнительно обрабатываются — формируется ушко (рис. 1, 6) или пробиваются отверстия для установки деталей крепления рессоры к раме (кузову) автомобиля одним из способов: кронштейнов для крепления с помощью пальцев или чашек резиновых опор. Для приближения конструкции рессоры к балке «равного» сопротивления, в которой напряжения изгиба в каждом сечении листов по длине равны, концы остальных листов могут оттягиваться (рис. 1, в) или обрубаться по трапеции.

Многолистовая рессора

Рис. 1. Многолистовая рессора

Малолистовые и однолистовые рессоры (рис. 2) в большей мере, чем многолистовые приближаются к форме балки равного сопротивления. Высота поперечного сечения h листа l рессоры в месте крепления к балке моста 3 с помощью стремянок 2 определяется из условия прочности при заданной нагрузке. При постоянной ширине b листа высота h его сечений по длине листа изменяется по параболе. Толщина концов из легированных сталей: хромомарганцевых — 50ХГ, 50ХГА, кремнемарганцевых 55ГС и кремниевых 60С2.

Малолистовая рессора

Рис. 2. Малолистовая рессора

Долговечность листовых рессор до настоящего времени остается меньшей долговечности других упругих элементов, даже при использовании специальных методов упрочнения металла и обработки поверхности листов. Кроме того, сложность создания независимой рессорной подвески, большая масса неподрессоренных частей и трение между листами рессоры являются причинами снижения показателей плавности движения.

Спиральные пружины (рис. 3) отличаются простотой конструкции и одновременно высокой удельной энергоёмкостью.

Спиральная пружина

Рис. 3. Спиральная пружина

С учетом короткого и простого технологического цикла изготовления, пружины стали наиболее распространёнными упругими элементами в подвесках автомобилей. При создании пружины с переменным шагом витков обеспечивается прогрессивное изменение жесткости пружины. Достоинством такого упругого элемента является компактность, небольшая масса и удобство компоновки деталей подвески. Внутри пружины может быть размещён амортизатор или гидравлическая стойка подвески. Важно обеспечить неподвижность пружин относительно опор, для чего исполнение концов пружин или опорных витков в целом должны отвечать определенным требованиям.

Наименьшую относительную стоимость имеют пружины, концы которых обрезаны под прямым углом и поджаты. Более дорогим вариантом исполнения пружины является поджим и шлифование опорных витков до плоскости. Основное преимущество плоских опорных витков заключается в простоте, а значит легкости изготовления деталей опор пружин. Просты в изготовлении и недороги пружины, концы которых закручены внутрь пружины для образования опорной поверхности. Кроме уменьшения общей длины пружины , они обеспечивают простую установку на опорные поверхности. Недостатком таких пружин является невозможность установки внутрь амортизаторов.

Торсионы , наряду с пружинами и рессорами, широко применяются в качестве упругих элементов подвесок.

Торсион — это вал (стержень), работающий на кручение. Торсионные подвески при равной энергоёмкости обладают существенно меньшей массой упругого элемента по сравнению с рессорой и имеют лучшие компоновочные возможности подвески даже по сравнению с пружинными упругими элементами. Последнее преимущество особенно очевидно при проектировании подвески ведущих колес автомобиля. В подвесках автомобилей применяют торсионные валы с поперечными сечениями , показанными на рис. 4.

В основном сечение торсиона представляет круг или кольцо, в том числе разрезное (рис. 4, а, 6, в). В некоторых конструкциях стержень торсиона составляют из нескольких прутков (рис. 4, г) или полос одинаковой или разной ширины (рис . 4, д, е). Пластинчатые торсионы представляют набор полос равной длины с поперечным сечением, имеющим форму квадрата, в процессе работы подвергаемые закручиванию. Экономически целесообразно изготавливать пластинчатые торсионы из листов с одинаковыми размерами сечений.

Полосы требуемой толщины для наборных пластинчатых торсионов изготавливаются методом проката, что обеспечивает соблюдение жестких требований к точности размеров ширины и высоты профиля. Использование цилиндрических торсионов, имеющих в сечении круг или кольцо, в наибольшей степени соответствует требованиям эффективного использования материала упругого элемента в случае, когда длина стержня не ограничена конструктивным и параметрами.

Сечения торсионов

Рис. 4. Сечения торсионов

Цилиндрические торсионы хорошо работают не только при однократных воздействиях с предельным уровнем напряжений, но при постоянно действующих напряжениях высокого уровня. Это обеспечивается упрочнением и шлифованием поверхности на рабочей длине торсиона. Исполнение концевых участков имеет для цилиндрических торсионов большое значение. Для передачи момента технологически и конструктивно целесообразно изготавливать шлицевые концы с мелким профилем. Такие поверхности могут быть получены накатыванием или нарезанием, что обеспечивает соосность концов торсиона.

Существенным достоинством торсионных подвесок является возможность сравнительно легкой регулировки высоты автомобиля или коррекции крена при неравномерной осадке упругих элементов. Поэтому во многих случаях производители используют относительно сложные конструкции крепления концов торсиона с большим числом деталей, но обеспечивающие бесступенчатое регулирование подвески. Исполнение концевых участков в этих случаях может быть разным, например, с квадратным или шестиугольным сечением.

Резиновые упругие элементы в подвесках автомобилей используются в качестве дополнительных упругих элементов, работающих на сжатие, кручение или сдвиг. Резиновые упругие элементы значительно дешевле и более технологичны в изготовлении, чем любые металлические упругие элементы. Для крепления резиновой рессоры сжатия 2 (рис. 5) используют металлическую втулку 1, устанавливаемую в пресс-форму перед вулканизацией.

Резиновый упругий элемент

Рис. 5. Резиновый упругий элемент

Многие производители автомобилей давно и успешно используют резиновые упругие элементы в конструкциях подвесок автомобилей самого разного назначения в широком диапазоне изменен и я технически допустимой массы.

Достоинством резиновых упругих элементов является прогрессивная характеристика, обеспечивающая существенное увеличение жесткости упругого элемента по мере деформации. Основные ограничения по использованию таких элементов связаны с недостатками, определяемыми качеством исходного материала и технологией изготовления.

Пневматические упругие резина-кордные элементы (рис. 6) используют на транспортных средствах (автобусы, грузовые автомобили, полуприцепы), вес подрессоренных масс которых может значительно меняться.

Пневматический упругий элемент

Рис. 6. Пневматический упругий элемент

Пневматические упругие элементы имеют малый вес, высокую долговечность и прогрессивную нелинейную упругую характеристику. Изготавливаются из двухслойных резино-кордовых оболочек. Для снижения жесткости и уменьшения её изменения при деформации подвески пневматический элемент может дополняться металлическими емкостями, одной или двумя, позиции 1 и 2.

Гидропневматические упругие элементы (рис. 7) отличаются тем, что упругим элементом является камера со сжатым инертным газом, находящимся под большим давлением, а рабочая жидкость передает вертикальную нагрузку.

Гидропневматческий элемент

Рис. 7. Гидропневматческий элемент

Сила нормальной реакции Q от колеса с помощью поршня 4 гидравлической телескопической стойки, рабочей жидкости, заполняющей цилиндр 3, и поршня 2 упругого элемента передается на газ в камере 1. Давление газа в упругом элементе может достигать 20 МПа, что обеспечивает его компактные размеры. Гашение колебаний подрессоренной массы обеспечивается дросселированием жидкости через клапаны 5 и 6.

3. Типы подвесок. Направляющие устройства

Конструкции (типы) подвесок в основном определяются особенностями направляющих устройств и упругих элементов подвески. Наиболее общая классификация предусматривает деление подвесок на два типа по конструкции направляющего устройства: зависимые и независимые, и виду упругого элемента — рессорные, пружинные, пневматические, гидропневматические.

Зависимые подвески применяются в грузовых автомобилях, автобусах, легковых автомобилях. В зависимых подвесках передние или задние колеса связаны общей осью, и колебания одного из них приводят к колебаниям другого, что снижает плавность движения и курсовую устойчивость автомобиля.

Независимые подвески в основном применяются на легковых автомобилях. Направляющее устройство обеспечивает независимое перемещение каждого колеса оси. Плавность движения в этом случае повышается, но кинематика перемещения колес, зависящая от конструкции направляющего устройства, может быть достаточно сложной. Колесо может перемещаться и наклоняется одновременно в продольной и поперечной плоскостях.

Зависимые рессорные подвески грузовых автомобилей передних и задних колес могут отличаться количеством рессор. Конструкция передней подвески с многолистовой полуэллиптической рессорой показана на рис. 8. Передний конец рессоры с помощью отъемного ушка 14 и пальца 16 крепится к кронштейну 1, установленному на раме. Ушко закреплено на коренном листе 3 с помощью болтов, стремянки 2 и накладки 13. Поверхность пальца 16 и втулки 15 смазывается с помощью пресс-масленки 17.

Задний конец рессоры — скользящий, может свободно перемещаться, опираясь на сухарь 20. Боковые усилия воспринимаются пластинами 22,зафиксированными с помощью пальцев 21 и болтов 24. Болт 24 с втулкой 23 удерживает рессору при ходе отбоя. К балке переднего моста рессора крепится с помощью стремянок 12 и кладки 6. С помощью обоймы 4 в накладке 6 установлен буфер хода сжатия 5. Амортизатор 7 крепится к раме и балке моста с помощью пальцев 19. Между пальцами 19, верхней и нижней проушинами амортизатора установлены резиновые втулки 18, зажатые с помощью шайб и гаек.

Передняя рессорная подвеска

Рис. 8. Передняя рессорная подвеска

В задней подвеске (рис. 9) грузовых автомобилей, кроме основной рессоры 31, устанавливается дополнительная рессора 29 (подрессорник). Подрессорник не деформируется при небольшой массе перевозимого груза и включается при увеличении массы груза. Такая конструкция позволяет обеспечить примерно постоянную частоту колебаний несущей системы автомобиля на упругих элементах, т. е. примерно постоянную, независящую от массы груза, плавность движения. Передний и задний концы основной рессоры закреплены подобно креплениям концов передней рессоры (рис. 8).

Подрессорник крепится к балке ведущего моста с помощью стремянок 27, подушки 33, подкладки 34 и накладки 28. Между основной рессорой и дополнительной устанавливаются прокладки 30. Концы дополнительной рессоры свободно скользят по опорным поверхностям металлических сухарей 26, закрепленных на кронштейнах. Кроме описанных способов, применяют другие конструктивные варианты крепления концов рессор (рис. 10). Крепление переднего конца рессоры (рис. 8. 10, а) к кронштейну 1 может быть выполнено с помощью пальца 4 и металлической втулки 7, запрессованной непосредственно в ушко рессоры 2, 3, 6. Смазка пальца осуществляется с помощью пресмасленки 8. Крепление пальца выполнено с помощью клеммового зажима кронштейна, стянутого болтом 5.

Задняя рессорная подвеска

Рис. 9. Задняя рессорная подвеска

Изменение длины рессоры при деформации компенсируется с помощью серьги 9 (рис. 1О, 6), соединяющей ушко заднего конца рессоры с кронштейном.

Крепление концов рессор

Рис. 10. Крепление концов рессор: а — пальцевое; 6 — пальцевое с серьгой; в — пальцевое с резиновыми втулками; г — пальцевое с резиновыми втулками и серьгой

На легковых автомобилях передний и задний концы рессоры (рис. 10, в, г) крепятся к кузову с помощью пальцев 5 и резиновых втулок 4. Кронштейны рессор 1 приклепываются или привариваются к лонжеронам кузова. На один из концов пальца напрессовывается шайба 2, установленная в отверстии щеки кронштейна с натягом. Размер диаметра шайбы 2 обеспечивает монтаж и демонтаж втулок 4.

Предварительное сжатие втулок 4 за счет гайки 6 предотвращает их проворачивание относительно пальца или ушка и износ. Крепление заднего конца рессоры выполнено с помощью серьги 7.

Балансирная подвеска (рис. 11) применяется в трехосных автомобилях для подрессоривания промежуточного (среднего) и заднего ведущих мостов и на двухосных полуприцепах. Кинематика перемещения колес мостов в продольных плоскостях определяется конструкцией направляющего устройства.

Балансирная подвеска. Направляющее устройство

Рис. 11. Балансирная подвеска. Направляющее устройство

К картерам (балка) 1 мостов с каждой стороны приварены кронштейны 2, к которым с помощью шаровых шарниров 3 крепятся нижняя 4 и верхняя 5 продольные штанги (рис. 11). Верхние штанги могу быть установлены под углом к оси автомобиля. Корпус шарнира изготовлен заодно со штангой, шаровые пальцы 6 размещены между сферическими вкладышами 7, а их конические посадочные поверхности фиксируются в конических отверстиях кронштейнов с помощью гаек. Полуэллиптические рессоры 8 балансирной подвески подвижно закреплены на раме автомобиля 9, а их скользящие концы опираются на опоры, установленные внутри кронштейнов 2. К лонжеронам рамы с помощью заклепок крепятся кронштейны 10, рис. 12.

Балансир подвески

Рис. 12. Балансир подвески

На кронштейнах 10 с помощью болтов крепятся кронштейны 11, в которые запрессована ось 12 (ось балансира). На оси балансира на двух подшипниках скольжения 13 установлен башмак 14, который может поворачиваться на оси. От осевого смещения башмак удерживается шайбой 15, гайкой 16 и контргайкой 17. К башмаку 14 с помощью стремянок 18 и накладки 19 закреплена за центральную часть рессора 8. Подшипниковый узел закрыт крышкой 20, внутренняя полость заполняется жидкой смазкой.

В балансирной подвеске рессора воспринимает вертикальные и боковые нагрузки, а горизонтальные силы (тяговая и тормозная) и их реактивные моменты передаются на раму штангами. Конструкция подвески обеспечивает равное распределение нагрузки на мосты за счет их независимого перемещения в вертикальной плоскости при повороте башмака на оси балансира. Возможность перекоса мостов обеспечивается скольжением концов рессор в опорах кронштейнов.

Зависимая подвеска с пневматическими упругими элементами (рис. 13) применяется на грузовых автомобилях, автобусах и полуприцепах в качестве подвески задних (средних и задних) осей колёс.

Зависимая подвеска с пневматическими упругими элементами

Рис. 13. Зависимая подвеска с пневматическими упругими элементами: а — вид сбоку; 6 — вид сверху

Направляющее устройство подвески состоит из двух нижних штанг (рычагов) 1 и двух косых верхних штанг 2, соединяющих мост автомобиля 3 с лонжеронами 4 или кронштейнами 5 несущей системы. Пневматические упругие элементы 6 попарно установлены на кронштейны 7, закрепленные на балке моста.

Регуляторы высоты кузова размещены на несущей системе и тягами 8 соединяются с балкой моста . С каждой стороны подвески установлены по два телескопических амортизатора 9 и буфера хода сжатия-отбоя 10.

Зависимые пружuнные подвески применяются в заднеприводных легковых автомобилях. Конструкция направляющего устройства таких подвесок может быть достаточно сложной. Основными требованиями к кинематике перемещения колес следует считать обеспечение минимально возможных продольных и угловых перемещений ведущих колес, влияющих на динамику трансмиссии. На рис. 14 представлена задняя пружинная зависимая подвеска с гидравлическими амортизаторами и реактивными штангами.

Зависимая пружинная подвеска

Рис. 14. Зависимая пружинная подвеска

Направляющим устройством подвески являются продольные верхние 2 и нижние 3 штанги, и поперечная штанга 8. Задний мост соединен с кузовом автомобиля при помощи четырех продольных и одной поперечной штанги. Для крепления штанг к кронштейнам кузова и кронштейнам ведущего моста 6 , 7, 10 применяются сайлент-блоки 4 и болты 5. Продольные штанги воспринимают продольные силы, поперечная штанга — боковые силы.

Витые цилиндрические пружины 11 воспринимают вертикальную нагрузку. Нижний конец пружины опирается на чашку 14, приваренную к балке моста, верхний на чашку 13 , приваренную к кузову. Амортизатор 15 гасит колебания кузова автомобиля. Для крепления амортизатора применены резинометаллические шарниры. Буфер 12 ограничивает ход сжатия. Буфер 16 крепится к днищу кузова и ограничивает поворот моста под действием реактивного момента тяговых сил. Ход отбоя ограничивается амортизатором.

Полузависимая пружинная подвеска

Рис. 15. Полузависимая пружинная подвеска

Полузавuсимая подвеска (рис. 15) применяется на легковых автомобилях с передним приводом и занимает промежуточное положение между зависимыми и независимыми подвесками. Направляющее устройство состоит из двух продольных рычагов 1, жестко соединенных (сваркой) с балкой 2 П-образноrо сечения. Рычаги имеют площадки с опорами для пружин 3. При различной нагрузке на колеса балка 2 работает на кручение, что обеспечивает разную деформацию пружин 3 и относительно независимое («полунезависимое») вертикальное перемещение колес. Подвеска отличается простотой конструкции, малой неподрессоренной массой и обеспечивает хорошую кинематику перемещения колес.

Независимые подвески применяются преимущественно как передние подвески легковых и грузовых автомобилей. Независимое перемещение колес позволяет снизить динамическое воздействие на раму (кузов) автомобиля, что способствует лучшей плавности движения. В зависимости от конструкции направляющего устройства подвески перемещение колес при колебаниях может совершаться: в продольной плоскости; поперечной плоскости; в продольной и поперечной плоскости. Устойчивость и управляемость автомобилей с независимой подвеской лучше. Конструкции независимых подвесок отличаются по многим признакам, но наиболее значимыми можно считать схему расположения рычагов направляющего устройства и их количества. Известны конструкции подвесок с поперечным и продольным расположением рычагов.

Подвеска на поперечных рычагах с поворотным устройством шкворневого типа (рис. 16), имеет верхние 1 и нижние 2 «трапециевидные» рычаги, установленные поперек автомобиля на продольных осях 3 и 4. Конструкция рычагов обеспечивает передачу на кузов вертикальных, продольных и поперечных сил и их моментов. Упругий элемент — пружина 5 и амортизатор 6 установлены между нижними рычагами и кронштейном 7, закрепленным на балке 8 передней подвески.

Балка 8 с помощью болтов крепится к лонжерону 9 пола кузова. Шкворень 10 установлен в отверстиях проушин стойки 11, неподвижно соединяется с цапфой 12 и вращается в игольчатых подшипниках 13 опор стойки 11. Упарный подшипник 14 уменьшает трение при повороте. Внутренние концы рычагов соединены с осями резинометаллическими шарнирами 15, наружные с помощью резьбовых втулок 16. Нижняя часть пружины опирается на чашку 34, закрепленную на рычагах 2, верхняя на кронштейн 7, закрепленный на балке 8.

Нижний конец амортизатора с помощью сайлент-блока 17 крепится к чашке 34, верхний с помощью резиновых втулок 18 к кронштейну 7. Буферы хода сжатия 32 и отбоя 33 ограничивают деформацию упругого элемента. На поворотной цапфе 28 монтируется тормозной щит 22, ступица 29 с тормозным барабаном 30 и диском колеса 31.

Подвеска на поперечных рычагах с поворотным устройством шкворневого типа

Рис. 16. Подвеска на поперечных рычагах с поворотным устройством шкворневого типа

Подвеска на поперечных рычагах с поворотным устройством бесшкворневого типа (бесшкворневая подвеска) показана на рис. 17.

Бесшкворневая подвеска на поперечных рычагах

Рис. 17. Бесшкворневая подвеска на поперечных рычагах

Направляющий аппарат состоит из верхнего 1 и нижнего 2 трапециевидных рычагов, соединенных с поворотной цапфой (поворотный кулак) 3 с помощью шарниров 4 и 5. Рычаги закреплены и поворачиваются на продольных осях 6 и 7, закрепленных к балке (поперечина) подвески 8, закрепленной на лонжеронах кузова. Крепление внутренних концов рычагов подобно рассмотренным на рис. 14. Пружина 9 нижним концом опирается на специально сформированную поверхность нижнего рычага, верхним концом через резинотканевую шайбу 14 на кронштейн 11 балки 8. Нижний конец амортизатора крепится к нижнему рычагу, верхний к кронштейну 11 балки 8. На поворотной цапфе устанавливается ступица 15 с тормозным барабаном 16. Буфер хода отбоя 12 и сжатия 13 ограничивают перемещение колеса. Бесшкворневые подвески применяются в качестве передних подвесок заднеприводных легковых и легких грузовых автомобилей.

Подвеска «макферсон» (рис. 18) применяется как передняя подвеска большинства переднеприводных автомобилей. Подвеска имеет направляющее устройство, состоящее из поперечно установленных нижних рычагов 1, к которым шарнирно (шарнир 3) крепится поворотная цапфа (поворотный кулак) 2.

Рис. 18. Подвеска «макферсон»

Верхний рычаг 4 поворотного кулака жестко соединяется с корпусом амортизаторной телескопической стойки 5 с помощью штампованного клеммового кронштейна 6. Шток 7 амортизаторной стойки 5 соединен с кузовом автомобиля через резиновую опору 8. В опору установлен подшипник 9, обеспечивающий поворот стойки при повороте управляемых колес. Пружина 10 установлена между опорой 11, приваренной к корпусу стойки и опорой 12, неподвижно закрепленной относительно штока. Буфер хода сжатия 13 ограничивает перемещение колеса вверх, ход отбоя ограничен буфером расположенным в цилиндре амортизаторной стойки.

Продольные силы, действующие на колесо, воспринимают продольно расположенные рычаги стабилизатора поперечной устойчивости, штанга которого крепится к кузову автомобиля. Подвеска обеспечивает удобный привод передних управляемых колес и имеет сравнительно простую конструкцию.

Подвеска на косых рычагах (рис. 19.) отличаются простотой конструкции.

Схема подвески на косых рычагах

Рис. 19. Схема подвески на косых рычагах

С каждой стороны располагается по одному косому рычагу 1, оси поворота 2 которых наклонены в поперечном и продольном направлении. Данная подвеска не обеспечивает относительную стабильность колеи, т.е. чем больше изменяется развал при прохождении поворотов, тем больше расширяется в ходе сжатия колея. Эта подвеска обладает полезными свойствами для задней оси: она препятствует крену авто на торможении, прижимая кузов к земле, кроме того, с ее помощью можно повлиять на характер управляемости — изменять недостаточную поворачиваемость на избыточную (и наоборот).

4. Стабилизатор поперечной устойчивости

Стабилизатор поперечной устойчивости (рис. 20) устанавливается для уменьшения кренов кузова автмобиля при поворотах и устранения бокового раскачивания кузова при прямолиненом движении. Штанга стабилизатора 1 изготавливается из пружинной стали и может иметь

достаточно сложную форму, определяемую компоновочными соображениями.

Стабилизатор поперечной устойчивости

Рис. 20. Стабилизатор поперечной устойчивости: а — схема; 6 — конструкция

Средняя часть штанги при помощи резиновых втулок 2 крепится в кронштейнах 3, приваренных к кузову автомобиля. Концы штанги (рычаги) 4 шарнирно через резиновые втулки 6, 7 и стойки 5 соединены с опорными чашками 8 пружин подвески. При одновременном перемещении колес вверх или вниз штанга 1 поворачивается во втулке, при перемещении колес на разную величину штанга стабилизатора закручивается и на кронштейны (кузов) действуют силы, препятствующие наклону кузова.

5. Гидравлические телескопические амортизаторы

Гидравлические амортизаторы обепечивают гашение колебаний подрессоренной части автомобиля и являются основными конструктивными элементами, влияющими на показатели плавности движения и условия контакта шин с опорной поверхностью. По конструкции амортизаторы делятся на два типа: двухтрубные и однотрубные.

Конструкция однотрубных амортизаторов признана более технологичной, но их эффективность может снижаться за счет упругих составляющих сил, действующих на подрессоренные массы. Двухтрубные амортизаторы этого недостатка не имеют. Как правило, на современных транспортных средствах применяют амортизаторы «двухстороннего» действия , обеспечивающие создание сопротивления и гашение колебаний как при ходе «сжатия », так и ходе «отдачи».

Гидравлический телескопический двухтрубный амортизатор двухстороннего действия (рис. 21) состоит из следующих основных частей: цилиндра 1 с закрепленным в его нижней части корпусом клапана хода сжатия 2; штока 3 с поршнем 4 и направляющей втулкой 5; корпу­са амортизатора 6 .

Гидравлический телескопический двухтрубный амортизатор

Рис. 21. Гидравлический телескопический двухтрубный амортизатор

Проушина 7 корпуса 6 соединяется с направляющим устройством подвески, а проушина 8 штока с подрессоренной частью автомобиля. В поршне 4 имеются отверстия 9, равномерно расположенные на равном удалении от оси штока и отверстия 10, расположенные также на окружности, но большего радиуса. Отверстия 10 прикрываются тарелкой обратного клапана 11, а отверстия 9 — тарелкой клапана хода отбоя 12, поджимаемой к поршню пружиной 13. В корпусе 2 расположены: клапан хода сжатия 14 , закрывающий отверстия 15 , и обратный клапан 16, закрывающий расположенные по окружности отверстия 17. Клапан 14 нагружен упругой силой пружины 18 , поджатой гайкой 19. Цилиндр и часть резервуара 20 (полость Б) заполнены специальным маслом, в верхней части полости Б содержится воздух, позволяющий ком­пенсировать изменение объема жидкости при перемещении штока.

Поршень относительно цилиндра уплотняется с помощью колец 21, направляющая штока 5 и обойма сальников 25 относительно корпуса уплотняется кольцом 22 . Наиболее сложным является уплотнение шток а, состоящее из пыльников 26, сальника 27, постоянно поджимаемого пружиной 24 и кольца 23. Жидкость, выносимая штоком из цилиндра, сливается в полость резервуара Б через отверстия А.

Амортизатор работает в двух режимах: дроссельном и клапанном. При «плавном» перемещении штока (дроссельный режим) на ходе сжатия жидкость сво­бодно перетекает из полости В в полость Г через отверстия 10. Объем полости Г меньше объема полости В на объем, равный объему што­ка, поэтому избыток жидкости перетекает через отверстия 15, не закрытые обратным клапаном 16, зазоры клапана сжатия 14 в полость резервуара. При «резком» ходе поршня открывается разгрузочный клапан 14, давление в полости В и сила сопротивления ограничиваются и больше не увеличиваются. На ходе отдачи, отверстия 10 в поршне 4 закрываются об­ратным клапаном 11. Жидкость из полости г в полость

В проходит через отверстия 9, в дроссельном режиме через зазоры клапана 12, а при резком ходе, через открытый клапан 12. Недостаток жидкости в полости В компенсируется перетеканием жидкости из полости резервуара через отверстия 17, открытый клапан 16 в по­лость г.

Однотрубный телескопический гидравлический амортизатор с газовой камерой (рис. 22) имеет более простую конструкцию, чем двухтрубный.

Однотрубный амортизатор

Рис. 22. Однотрубный амортизатор

Состоит из рабочего цилиндра 3, внутри которого размещен шток 1 с поршнем 2. Уплотнение штока относительно цилиндра обеспечивается сальниками 6. Камера 5 амортизатора заполнена сжатым инертным газом. Газовая камера изолирована от жидкости разделительным поршнем 4. В поршне 4 (рис. 22, а, б) имеются два ряда сквозных косо расположенных отверстий 9 и 10. Внутренние отверстия закрыты сверху клапаном сжатия 7, а снизу клапаном отбоя 8. Клапаны состоят из тонких стальных дисков одинаковой толщины, собранных в пакет. В местах выхода отверстий внутреннего ряда на поршне выполнены калиброванные просечки, через которые жидкость проходит при работе амортизатора в дроссельном режиме.

В клапанном режиме давление жидкости увеличивается, и диски клапанов отгибаются, и проходные сечения клапанов увеличиваются. На рис. 22, б показана работа клапанов на ходе сжатия, на рис. 22, в на ходе отбоя.

6. Принципиальные схемы пневматической и гидропневматической подвесок. Устройство и работа

Подвеска с пневматическими упругими элементами содержит следующие основные функциональные элементы (рис. 23).

Принципиальная схема пневматической подвески

Рис. 23. Принципиальная схема пневматической подвески

Компрессор 1 нагнетает сжатый воздух через фильтр водомаслоотделитель 2 и регулятор давления 3 в ресивер 4. Из ресивера 4 через воздухоочиститель 6 воздух поступает в регулятор положения высоты кузова 9. Двойной круглый баллон 13 соединен с дополнительным металлическим резервуаром постоянного объема 8, необходимым для увеличения объема сжимаемого воздуха и обеспечения плавного изменения давления и жесткости подвески.

Регулятор 9 обеспечивает постоянное положение высоты кузова при любой нагрузке. При изменении нагрузки, меняется расстояние между кузовом 14 и мостом 15 автомобиля, стойка 12 смещает плунжер 10 регулятора и воздух при уменьшении нагрузки выходит через отверстие 11 в атмосферу, а при увеличении нагрузки поступает из ресивера в упругий элемент подвески (баллоны 8 и 13).

Пневматические подвески обеспечивают высокую плавность движения автомобиля, постоянство нагрузочной высоты, отсутствие кренов кузова при неравномерном распределении массы груза.

Подвеска с гидропневматическими упругими элементами. Гидропневматическими назыJВают пневматические упругие элементы телескопического типа, в которых давление на газ передается через жидкость, п. 2. Поскольку жидкость практически несжимаема, а давление газа в пневматической части упругого элемента может достигать 20 МПа, упругие элементы получаются намного компактнее пневматических. Дросселирование жидкости в гидравлическом цилиндре упругого элемента обеспечивает гашение колебаний кузова автомобиля.

Гидропневматическая подвеска (рис. 24) состоит: из бака 1, насоса 2, обратного клапана 3, гидроаккумулятора 4, регулятора высоты кузова 5 и гидропневматического упругого элемента 6.

схема гидропневматической подвески

Рис. 24. Принципиальная схема гидропневматической подвески

Шток 7 поршня 8 соединяется с направляющим устройством подвески 9, а его цилиндр 10 крепится к подрессорной части автомобиля 11. Насос 2 подаёт рабочую жидкость под давлением в полости А и Б гидроакумулятора 4, обеспечивающего быстрое пополнение при постоянном давлении рабочей полости А2 гидропневматического элемента 6. Постоянное давление поддерживается с помощью разгрузочного устройства 12, состоящего из поршня (золотника) 13, установленного в цилиндре разгрузочного устройства.

Давление жидкости, действующее на поршень 13, уравновешивается упругой силой пружины 14. При превышении установленного давления поршень 13 смещается вниз, при этом открывается канал слива 11. Обратный клапан 15 закрывается при падении давления в нагнетательной магистрали 1. Высокое давление газа в полости С гидроаккумулятора обеспечивает примерно постоянное давление жидкости на выходе даже при больших расходах жидкости. Регулятор 5 обеспечивает постоянное положение кузова относительно поверхности дороги, за счет пополнения полости высокого давления Б1 жидкостью или наоборот слива жидкости.

Пространство между поршнем 8 и разделительной диафрагмой 16 заполнено жидкостью, полость C1 — сжатым газом. Сжатый газ является рабочим телом и обеспечивает упругие свойства подвески, а жидкость передает силы от направляющего аппарата. Изменяя давление газа или объем газовой полости С1, можно изменять жесткость подвески. При колебаниях жидкость проходит через клапаны 17, 18 и испытывает сопротивление. В результате обеспечивается гашение колебаний колес и кузова автомобиля.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *