Направляющее устройство — подвеска — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Направляющее устройство — подвеска
Cтраница 1
Направляющее устройство подвески передает толкающие, тормозные и боковые усилия от колес на раму или корпус автомобиля. При пружинной подвеске роль направляющего устройства выполняют рычаги и штанги подвески, при рессорной — сама листовая рессора обладает свойством передавать продольные и боковые усилия, вследствие чего конструкция такой подвески упрощается. [2]
По типу направляющего устройства подвески делятся на зависимые ( левое и правое колеса связаны жесткой балкой) и независимые. Благоприятная характеристика направляющего устройства способствует реализации основного условия хорошей подвески — значительных перемещений колес и малой жесткости упругого устройства. [3]
По типу направляющего устройства подвески
Передний мост автобуса ЛиАЗ — 677 ( рис. 86) состоит из цельной кованой балки / двутаврового сечения, на которой имеются четыре площадки с отверстиями для крепления пневматических баллонов и направляющего устройства подвески. В концевых бобышках оси выполнены отверстия под шкворни 4 и приливы, служащие ограничителями поворотных цапф. В отверстиях цапфы 9 запрессованы втулки 6 из томпака, которые смазывают через две пресс-масленки. [6]
Все нагрузки, действующие на автомобиль в условиях эксплуатации, передаются на его несущую систему. К ним относятся: вес агрегатов и полезной нагрузки, усилия, действующие от амортизаторов, упругих элементов и направляющего устройства подвески, а также силы инерции, возникающие при колебаниях, разгоне, торможении и повороте автомобиля. При движении автомобиля с прицепом ( полуприцепом) на несущую систему действуют нагрузки от тягово-сцепного или опорно-сцепного устройства. [7]
Направляющее устройство не только передает продольные и поперечные силы и их моменты. Оно определяет характер движения колес автомобиля. По типу направляющего устройства подвески делят на две основные группы: зависимые и независимые. Отличительной особенностью зависимой подвески является наличие жесткой балки, связывающей левое и правое колеса оси ( рис. 127, а), вследствие чего перемещение одного из них в поперечной плоскости передается-другому. [9]
Направляющее устройство не только передает продольные и поперечные силы и их моменты. Оно определяет характер перемещения колес относительно рамы ( кузова) автомобиля. По типу направляющего устройства подвески делят на две основные группы: зависимые и независимые. Отличительной особенностью зависимой подвески является наличие жесткой балки, связывающей левое и правое колеса оси ( рис. 148, а), вследствие чего перемещение одного из них в поперечной плоскости передается другому. [10]
Различают шкворневую и бесшкворневую независимые подвески. На стойке при помощи шкворня 9 укреплен поворотный кулак 10 колеса. Рычаги 7 и 12 и стойка 11 подвески образуют направляющее устройство подвески, служащее для передачи сил от колеса раме. Упругим элементом является пружина 8, установленная между нижними рычагами 7 и поперечиной 13 подрамника. [11]
Для обеспечения движения автомобиля на его раму и кузов необходимо передать от ведущих колес тяговую силу Рт, которая возникает под действием момента Мк. Рассмотрим, каким образом происходит эта передача. Приложим к центру колеса две равные по величине Рг, но противоположные по направлению силы Р т и РТ — Сила Р т не может быть передана на раму и кузов упругим устройством 10, выполненным в виде спиральной пружины. Для передачи этой силы предназначен рычаг 9, который называется направляющим устройством подвески. [13]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
Направляющие элементы подвесок: назначение, классификация, принцип работы.
Подвеска автомобиля – совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между подрессоренной и неподрессоренной частями автомобиля, уменьшение динамических нагрузок на кузов и колёса, и затухание их колебаний, а также регулирование положение кузова автомобиля во время движения.
Подвеска автомобиля имеет следующее общее устройство:
• направляющий элемент;
• упругий элемент;
• гасящее устройство;
• стабилизатор поперечной устойчивости;
• опора колеса;
• элементы крепления.
Направляющие элементы обеспечивают соединения и передачу сил на кузов автомобиля. Направляющие элементы определяют характер перемещения колес относительно кузова автомобиля. В качестве направляющих элементов используются всевозможные рычаги: продольные, поперечные, сдвоенные и др.
Упругий элемент воспринимает нагрузки от неровности дороги, накапливает полученную энергию и передает ее кузову автомобиля. различают металлические и неметаллические упругие элементы. Металлические упругие элементы представлены пружиной, рессорой и торсионом.
В подвесках легковых автомобилей широко используются витые пружины, изготовленные из стального стержня круглого сечения. Пружина может иметь постоянную и переменную жесткость. Цилиндрическая пружина, как правило, постоянной жесткости. Изменение формы пружины (применение металлического прутка переменного сечения) позволяет достичь переменной жесткости.
Листовая рессора применяется на грузовых автомобилях.
Торсион представляет собой металлический упругий элемент, работающий на скручивание.
К неметаллическим относятся резиновые, пневматические и гидропневматические упругие элементы. Резиновые упругие элементы (буферы, отбойники) используются дополнительно к металлическим упругим элементам.
Работа пневматических упругих элементов основана на упругих свойствах сжатого воздуха. Гидропневматический упругий элемент представлен специальной камерой, заполненной газом и рабочей жидкостью, разделенных эластичной перегородкой.
Амортизатор предназначено для уменьшения амплитуды колебаний кузова автомобиля, вызванных работой упругого элемента. Работа амортизатора основана на гидравлическом сопротивлении, возникающем при протекании жидкости из одной полости цилиндра в другую через калибровочные отверстия (клапаны).
Стабилизатор поперечной устойчивости противодействует увеличению крена при повороте за счет перераспределения веса по колесам автомобиля. Стабилизатор представляет собой упругую штангу, соединенную через стойки с элементами подвески. Стабилизатор может устанавливаться на переднюю и заднюю ось.
Шаровой опорой называется вид шарнирного соединения, который за счет степени свободы обеспечивает правильную геометрию поворота ведущих колес. Шаровая опора устанавливается на нижнем рычаге передней подвески, а также на конце тяги рулевого механизма. Для удобства эксплуатации шаровые опоры делают съемными.
В зависимости от конструкции направляющих элементов различают два типа подвески — независимая и зависимая.
Амортизаторы. Назначение, устройство и работа гидравлических амортизаторов.
Амортизаторы предназначены для гашения колебаний подвески при движении автомобиля по неровной дороге. В настоящее время на автомобилях устанавливают гидравлические телескопические амортизаторы двустороннего действия, в которых гашение колебаний происходит как при подъеме, так и опускании колеса за счет трения перетекаемой в них жидкости из одной полости в другую. При установке амортизаторов у задних колес легковых автомобилей с поперечным наклоном они частично выполняют роль стабилизаторов поперечной устойчивости автомобиля.
Гидравлические амортизаторы делятся на несколько подвидов:
· По конструкции:
· рычажные (распространённые до 50-х — 60-х годов)
· двухтрубные (основной тип в настоящее время)
· однотрубные (получают распространение)
· По давлению внутри амортизатора:
· без газового подпора
· с газовым подпором низкого давления
· с газовым подпором высокого давления
Гидравлические двухтрубные
Двухтрубный гидравлический амортизатор
Двухтрубный амортизатор состоит из двух соосных (одна в одной) труб, внешняя из которых является корпусом, внутренняя заполнена рабочей жидкостью и в ней перемещается поршень с клапанами. Пространство между труб заполнено запасом жидкости для охлаждения и компенсации утечек, а также воздухом — для компенсации изменения объёма (температурное расширение жидкости и вход-выход штока).
Достоинства:
· Относительная простота изготовления и ремонта
· Приемлемые рабочие характеристики (в том числе надёжность) для большинства применений в транспорте
· Отсутствие выступающих деталей — может устанавливаться внутри пружины подвески
· Малая нагрузка и соответственно требования к уплотнению штока — нагрузка только при отбое (вытягивании штока), при небольшом пропускании запаса масла в амортизаторе может хватить на несколько лет при полном сохранении работоспособности амортизатора (но ухудшении охлаждения).
Недостатки:
· Должен устанавливаться корпусом вниз (штоком вверх), что ухудшает характеристики подвески (увеличение неподрессоренных масс)
· При сильных нагрузках (пересечённые местности, спорт) при работе жидкость сильно греется и может вспениться или смешаться с компенсационным газом, что сильно ухудшит демпфирование, а это опасно).
Требования, предъявляемые к рулевому управлению, его составные части
При помощи рулевого управленияосуществляется поворот управляемых колес, и тем самым изменяется направление движения автомобиля.
1) рулевого механизма;
2) рулевого привода;
3) рулевого усилителя (устанавливается не на всех автомобилях).
Рулевое управление представляет собой устройство, от которого во многом зависит безопасность движения автомобиля, потому к нему предъявляются следующие требования:
1) легкость управления;
2) обеспечение хорошей маневренности автомобиля при минимальном радиусе поворота;
3) допускать минимальное боковое скольжение колес при повороте;
4) минимальная передача толчков на рулевое колесо;
5) исключать возможность возникновения автоколебаний управляемых колес;
6) высокая надежность;
7) исключать самопроизвольный поворот управляемых колес.
На большинстве автомобилей управление осуществляется поворотом управляемых колес. Практически на всех двухосных автомобилях управляемыми колесами являются передние колеса. Исключение составляют специальные автотранспортные средства с задними управляемыми колесами. В трехосных автомобилях, которые имеют сближенные оси задней тележки (например КамАЗ), управление также осуществляется передними колесами. В некоторых трехосных автомобилях управляемыми колесами являются колеса крайних осей (передней и задней). Благодаря этому автомобиль становится более маневренным и более проходимым. В таких автомобилях промежуточную ось размещают посередине автомобиля.
Рулевой механизм обеспечивает поворот управляемых колес при небольшом усилии на рулевые колеса, это достигается за счет увеличения передаточного, числа рулевого механизма. Конструкция рулевого механизма включает в себя:
1) рулевую пару (рулевую передачу), которая размещается в картере;
2) рулевой вал;
3) рулевое колесо.
Рулевой вал в зависимости от условий компоновки рулевого механизма может состоять из двух или трех частей, соединенных карданными шарнирами. Рулевое колесо в зависимости от принятого в стране направления движения может находиться справа или слева.
Рулевые механизмы в зависимости от типа рулевой передачи делятся на:
1) шестеренные;
2) червячные;
3) винтовые;
4) кривошипные.
Рулевой привод состоит из:
1) рулевой трансмиссии;
2) рычагов и тяг, которые связывают рулевой механизм с рулевой трансмиссией;
3) рулевой усилитель.
В конструкции рулевого привода имеются поперечная и продольная тяги. Поперечная тяга изготавливается из бесшовной стальной трубы, на резьбовые концы которой навертываются наконечники с шаровыми кольцами. Длина поперечной тяги должна быть регулируемой, так как от нее зависит величина схождения колес.
Продольная тяга связывает сошку с поворотным рычагом. Продольная тяга чаще всего применяется при зависимой подвеске. На концах тяги размещаются шаровые шарниры, которые поджимаются жесткими пружинами. За счет таких шарниров и пружин удается немного амортизировать удары, воспринимаемые управляемыми колесами.
infopedia.su
Подвеска автомобиля.
Подвеска автомобиля
Назначение и типы подвесок
Подвеской называется совокупность механизмов и устройств, соединяющих несущую систему (раму или кузов) автомобиля с его колесами. Подвеска предназначена для обеспечения плавности хода автомобиля и повышения безопасности его движения.
Плавностью хода называют свойство автомобиля гасить динамические воздействия, передаваемые колесам от неровности дороги во время движения. Кроме того, обеспечивая постоянный контакт колес с дорогой, подвеска способствует повышению безопасности движения, поскольку отрыв колес (или даже одного колеса) от дорожного полотна способен привести к потере управляемости автомобилем.
Через подвеску вес автомобиля передается на колеса и распределяется между ними. В то же время удары и толчки, возникающие при движении по неровностям дороги, передаются прежде всего элементам подвески, и уже через них на несущую систему автомобиля.
Наличие подвески обеспечивает возможность вертикального перемещения колес относительно корпуса автомобиля.
***
Составные элементы подвески
Подвеска разделяет все массы автомобиля на две части: подрессоренные и неподрессоренные.
Подрессоренными называют массы частей автомобиля, опирающиеся на подвеску. К подрессоренным массам автомобиля относятся кузов, рама, а также расположенные на них механизмы.
Неподрессоренные массы – массы частей автомобиля, расположенные между подвеской и дорогой – колеса, мосты, тормозные механизмы и пр.
В состав подвески входят:
- упругие элементы, которые смягчают толчки и удары, возникающие при движении автомобиля по неровностям дороги;
- гасящие элементы, предназначенные для быстрого гашения колебаний, возникающих в результате работы упругих элементов при прохождении колесами неровностей дороги;
- направляющие устройства, которые определяют характер перемещения колес относительно несущей системы автомобиля и дороги, а также передают продольные и поперечные усилия, возникающие между колесами и кузовом автомобиля;
- стабилизирующие устройства, которые уменьшают боковой крен и поперечные угловые колебания кузова автомобиля при прохождении поворотов и на косогорах.
К упругим элементам подвески могут относятся рессоры, пружины, торсионные валы, пневмобаллоны, а также различные демпфирующие элементы, например, выполненные из резиновых материалов.
К гасящим элементам относятся амортизаторы различных конструкций.
Направляющими устройствами являются рычаги и реактивные штанги. Часто роль направляющего элемента выполняет сама рессора. К направляющим элементам следует относить и балки мостов, однако, по установившимся определениям их относят к другим составным частям автомобиля.
Иногда стабилизирующие устройства могут выполнять часть функций упругих элементов подвески.
Стабилизирующее устройство 4 (рис. 1) или стабилизатор поперечной устойчивости является дополнительным упругим элементом в подвеске легкового автомобиля и представляет собой упругий стержень, установленный поперек автомобиля. Средней частью такой стабилизатор связан с кузовом, а концами – с направляющими устройствами 1 – рычагами подвески.
При боковых кренах концы стабилизатора перемещаются в разные стороны: один опускается, другой поднимается. Вследствие этого средняя часть стабилизатора закручивается, препятствуя тем самым крену и поперечным колебаниям кузова автомобиля.
***
Типы автомобильных подвесок
Автомобильные подвески классифицируются по различным определяющим показателям.
По типу направляющего устройства различают независимые, зависимые подвески, при этом зависимые подвески в свою очередь подразделяются на автономные и балансирные.
По типу применяемых упругих элементов различают рессорные, пружинные, торсионные, пневматические, гидропневматические и комбинированные подвески.
По наличию в конструкции гасящего устройства подвески бывают с амортизаторами и без амортизаторов.
По применяемым стабилизирующим устройствам различают подвески со стабилизаторами и без них.
***
Принципиальная схема работы подвески автомобиля
Крутящий момент Мк на ведущих колесах создает между ними и дорогой силу тяги Рт, которая приводит к возникновению толкающей силы Рх. Толкающая сила передается на кузов автомобиля через направляющее устройство (рычаги), а при возникновении толчков от неровности дороги деформируется упругий элемент 1 (в данном случае пружина) 2, смягчая эти толчки. Колесо при этом перемещается в вертикальной плоскости вокруг точек О1 и О2.
Чтобы после сжатия пружины кузов вместе с ней совершал затухающие колебания и не раскачивался долгое время, между кузовом и балкой моста установлен амортизатор. Поршень амортизатора, закрепленный через шток к кузову, перемещается с сопротивлением в цилиндре, закрепленном на мосту, что и приводит к быстрому гашению колебаний кузова.
Кинематическая схема подвески определяет характер связи отдельных колес между собой и с рамой автомобиля, а также кинематику перемещения колес относительно рамы. В зависимости от этого подвески делят на зависимые и независимые.
В зависимой подвеске (рис. 2, а) колеса располагаются на общей оси и колебания одного колеса в вертикальной или горизонтальной плоскостях неизбежно вызывает колебания второго колеса, поскольку между ними существует жесткая кинематическая связь.
При независимой подвеске (рис. 2, б) каждое колесо автономно соединяется с кузовом или рамой посредством рычагов или отдельных элементов связи, и перемещение одного колеса не вызывает существенного перемещения другого.
Для трехосных автомобилей наиболее типична автономная зависимая подвеска передних колес (рис. 3) и зависимая балансирная подвеска колес среднего и заднего мостов.
При балансирной подвеске средний и задний мост образуют балансирную тележку, которая может качаться вместе с рессорами на оси 2 (по принципу детских качелей), в результате чего обеспечивается постоянный контакт всех колес с дорогой, даже если автомобиль движется по неровной дороге. Этим обеспечивается высокая проходимость автомобиля и хороший контакт всех колес тележки с дорогой.
***
Упругие элементы подвески
k-a-t.ru
Устройство и назначение подвески. Направляющая, упругая и демпфирующая функции подвески
Поделись с друзьямиПодвеска служит для улучшения плавности хода, чем обеспечивается возможность длительного движения без быстрой утомляемости людей и повреждения перевозимых грузов. Она представляет собой совокупность устройств, осуществляющих упругую связь рамы с мостами, обеспечивающих смягчение толчков и ударов, возникающих при наезде колес на неровности дороги, и передачу сил и моментов, действующих между колесами и рамой. Подвеска состоит из упругого, направляющего и гасящего устройств.
Упругое устройство подвески служит для уменьшения динамических нагрузок, обусловленных главным образом действием вертикальных сил. При наезде колеса на неровность дороги упругое устройство деформируется, значительно смягчая ударную нагрузку от колеса на кузов автомобиля. В результате работы упругого устройства уменьшаются перемещения рамы автомобиля, копирующие профиль дорожных неровностей, и улучшается плавность хода автомобиля.
В качестве упругих устройств на автомобилях КамАЗ-5320 и Урал-4320 применяют металлические листовые рессоры.
Направляющее устройство подвески определяет характер перемещения колеса при деформации упругого устройства относительно рамы автомобиля, а также передает силы и моменты, действующие между колесом и рамой (силу тяги, тормозную силу, боковые силы и их моменты).
Функции направляющих устройств на автомобилях КамАЗ-5320 и Урал-4320 выполняют рессоры, балансиры и рычаги.
Гасящие устройства предназначены для быстрого гашения колебаний кузова автомобиля, возникших под воздействием упругого устройства подвески. Отсутствие гасящих устройств при больших скоростях движения автомобиля по неровной дороге может привести к резонансным колебаниям и как следствие этого к пробоям подвески (удары рессор в ограничители).
Гашение колебаний сводится к превращению механической энергии колебаний рамы и закрепленных на нем составных частей в тепловую энергию благодаря трению в узлах подвески с последующим ее рассеиванием в окружающую среду. Трение в деталях упругого устройства (в листовых рессорах) в какой-то мере обеспечивает гашение колебаний (производит амортизирующее действие). Однако трение между листами рессор преобразует в тепло весьма незначительное количество кинетической энергии вертикальных колебаний остова, и толчки со стороны неровностей дороги передаются от колес к нему в достаточно большой степени. Поэтому для гашения колебаний применяются специальные устройства, амортизаторы, работа которых основана на наличии внутреннего трения в вязкой жидкости, проходящей через отверстие ограниченного сечения, зазор или приоткрытый клапан.
Листовые рессоры представляют собой упругие балки, собранные из отдельных стальных листов различной длины, стянутых центровым болтом. Лист, имеющий наибольшую длину, называется коренным. От боковых сдвигов листы предохраняются стяжными хомутами, которые также передают нагрузку от верхнего коренного листа на нижние при обратном прогибе рессоры.
Основным преимуществом листовых рессор является их способность выполнять одновременно функции направляющего, упругого и гасящего устройств.Передняя подвеска автомобилей состоит из двух листовых рессор и двух телескопических амортизаторов.
|
|
|
Рис. 11.1. Рессора передней подвески автомобиля КамАЗ-5320: 1 – отъемное ушко; 2 – болт; 3 – втулка; 4 – пресс-масленка; 5 – передний кронштейн; 6 – болт; 7 – накладка передней рессоры; 8 – чашка основного буфера; 9 – стремянка; 10 – накладка листа; 11 – задний кронштейн; 12 – сухарь; 13 – вкладыш заднего кронштейна; 14 – палец сухаря; 15 – болт; 16 – втулка болта; 17 – кронштейн амортизатора; 18 – палец; 19 – болт; 20 – накладка ушка. |
Рессора передней подвески автомобиля КамАЗ-5320 (рис. 11.1) набрана из 15 листов. Коренной лист рессоры прямоугольного сечения, а остальные Т-образного. Это позволяет уменьшить массу рессоры на 7—10% при сохранении ее характеристик. Передний конец рессоры с помощью ушка 1 и пальца 18 соединен с кронштейном 5 рамы. Отъемное ушко 1 прикреплено к коренному листу рессоры болтом 2 и накладкой 20, которая закреплена на ушке двумя болтами 19. В ушко запрессована втулка 3. Палец 18, соединяющий ушко с кронштейном, зафиксирован двумя болтами 6. Смазка пальца производится через масленку 4. Задний конец рессоры скользящий и через наклепанную на коренной лист накладку опирается на сменный сухарь 12, напрессованный на кронштейн. Для предохранения от износа стенок кронштейна 11 на пальцах 14 сухарей установлены вкладыши 13, стянутые болтом 15 через распорную втулку 16.
В средней части рессоры установлена накладка 7, через которую рессора двумя стремянками 9 крепится к переднему мосту. Накладка имеет выштамповку, которая входит в углубление первого листа. Каждый лист рессоры своей выдавкой входит в углубление нижележащего листа, причем выдавка последнего листа входит в соответствующее углубление кронштейна амортизатора 17, зафиксированного, в свою очередь, на балке переднего моста. От бокового смещения листы рессоры дополнительно скреплены хомутами.
Для исключения жестких ударов переднего моста о раму к нижним полкам лонжеронов привернуты резиновые буфера 8.
Рессора передней подвески автомобиля Урал-4320 (рис.11.2) набрана из 10 листов. Коренной и подкоренной листы рессоры прямоугольного сечения, а остальные Т-образного.
Ход моста вверх ограничивается резиновым буфером 5, закрепленным в накладке 12 рессоры, и дополнительным буфером 10 на лонжероне рамы. Дополнительный буфер также уменьшает напряжение в рессоре при резком торможении автомобиля, ограничивая ее закрутку.
Механическая подвеска — подвеска, не использующая пневматических устройств, только механические — рессорная, пружинная или торсионная подвеска.
1) Рессорная подвеска — механическая подвеска, упругим элементом которой является листовая рессора. Рессоры обычно применяются в зависимой подвеске грузовых автомобилей, а также в задней подвеске некоторых легковых. Листовые рессоры применяются по всей день, в основном на тяжелой технике и типичных «рабочих лошадках». Когда-то это был самый распространенный тип упругих элементов. Преимущества рессор заключаются в том, что они могут выступать в качестве конструктивных элементов, крепящих ось к раме, и за счет трения между листами обладают небольшими амортизирующими свойствами. В основном используются там, где требуется высокая грузоподъемность, и почти всегда в задней подвеске современных пикапов.
2) Пружинная подвеска — механическая подвеска, упругим элементом которой является пружина подвески. На сегодняшний день витые пружины почти полностью вытеснили рессоры, ведь пружинная подвеска лучше «отслеживает» профиль дороги, а значит положительно влияет на комфорт и управляемость и обеспечивает лучшую артикуляцию подвески, что, в свою очередь, позитивно сказывается на проходимости. Пружины легче и меньше, с их помощью можно по-разному компоновать подвеску, они проще и дешевле в производстве. А столь распространенная сегодня подвеска, как McPherson, вообще была бы немыслима без пружин.
3) Торсионная подвеска — механическая подвеска, упругим элементом которой является торсион. Торсион – это стальной стержень определенной длины, который работает на скручивание. Если взять в руки металлический прут и попробовать его скрутить, то он будет упруго сопротивляться. Так, например, автомобили Toyota Land Cruiser 100VX, Mitsubishi Pajero II и Pajero Sport оснащены передней независимой подвеской, где в качестве упругих элементов применяются торсионы. Они крепятся к рычагу подвески и располагаются вдоль рамы, не занимая места под капотом. Если торсион по причине износа начнет проседать, то его реально подтянуть, другие упругие элементы (рессоры, пружины) можно лишь заменить. Один из концов торсиона (этого стального стержня)жестко закреплен на раме или несущем кузове автомобиля, а на другом конце установлен рычаг. Усилие на свободном конце рычага создает момент, закручивающий торсион. Продольная и боковая силы на торсион практически не действуют, поскольку воспринимаются его опорами. Если сравнивать торсион с витой пружиной подвески, широко применяемой в подвесках современных авто, то можно заметить, что характер деформации материала в этих упругих элементах совершенно идентичен. Для подтверждения этого обстоятельства рассмотрим половину обособленного витка пружины. При возрастании общей силы сжатия пружины к концам такого полувитка приложена пара сил, создающая в сечении закручивающий момент. Характер деформаций стержня торсиона подобен деформации материала пружины. Вертикальная сила, действующая на рычаг подвески, создает момент, закручивающий торсион. Следовательно, стержень торсиона можно рассматривать как витки пружины, растянутые в одну линию. Получается, что при одинаковой длине и поперечном сечении прутка, из которого изготовлена пружина, и стержня торсиона характеристики их упругих свойств будут одинаковы. В то же время конструктивные возможности торсионов более широки, чем у витой пружины. Ничто не мешает сделать стержень торсиона составным. Обычно это набор плоских пластин, как и в листовых рессорах. Распространены также торсионы из многогранных стержней, собранных в пучок. Известны и конструкции из пучка круглых стержней, соединенных по концам. Витую же пружину почти всегда изготавливают из сплошного круглого стержня, поэтому, при равных с торсионом диаметре и длине жесткость пружины оказывается больше, а долговечность ниже.
Упругие элементы в виде пружин и торсионов используются в независимой передней подвеске легковых автомобилей.
Подвеска может быть рессорной, пружинной, торсионной и пневматической.
students-library.com
Устройство подвески грузового автомобиля
Подвеска осуществляет упругую связь рамы или кузова автомобиля с мостами или непосредственно с колесами, смягчая толчки и удары, возникающие при наезде колес на неровности дороги.
Устройство подвески грузового автомобиля:
Требования, предъявляемые к подвескам:
• оптимальная характеристика жесткости — зависимость между нормальной (перпендикулярно опорной поверхности) нагрузкой на колесо и деформацией (прогибом) подвески, измеряемая как нормальное перемещение центра колеса относительно кузова;
• оптимальная кинематика; работа направляющего устройства подвески при вертикальных перемещениях, крене либо галопировании (продольные угловые колебания) кузова автомобиля вызывает не только вертикальные перемещения колес, но также боковые и угловые перемещения как относительно дороги, так и относительно кузова;
• оптимальные характеристики демпфирования — гашение колебаний колес и кузова автомобиля, возникших в результате воздействия главным образом дорожных неровностей; может происходить вследствие трения в некоторых типах упругих элементов и в шарнирах направляющего устройства подвески;
• минимальное число не подрессоренных частей; к ним относятся колеса и шины, тормозные механизмы колес, поворотные кулаки, стойки подвески, мосты и т. п.;
• хороший контакт колеса с дорогой; при переезде автомобилем на большой скорости выпуклых неровностей (трамплинов) на дорожной
поверхности из-за недостаточного хода отбоя подвески, либо большой ее инерционности, возможен отрыв колеса от дороги;
• низкие уровень шума и вибрации; при эксплуатации автомобиля возникают скрипы из-за трения подвески в металлических шарнирах, резиновых опорах и упругих элементах и стуки в шарнирах из-за их изнашивания и образования зазоров;
• рациональная компоновочная схема.
Устройство подвески грузового автомобиля:
а — зависимая; б — независимая шкворневая; в — независимая бесшкворневая; 1 — кронштейн; 2 — рессора; 3 — хомут; 4 — балка переднего моста; 5 — серьга; 6 — стремянка; 7 и 12 — рычаги; 8 — пружина; 9 — шкворень; 10— поворотный кулак; 11 — поворотная стойка; 13— поперечина подрамника.
Устройство подвески грузового автомобиля ГАЗ-53:
1, 3 и 6 — кронштейны; 2 — лонжерон; 4 — шарнир; 5 — амортизатор; 7 и 12 — обоймы концов коренных рессорных листов; 8 и 13 — верхние и нижние опоры; 9 — буфер; 10 — стремянка; 11 — двойной коренной лист; 14 —торцовый упор.
www.autoezda.com
37. Назначение, классификация и устройство подвесок.
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, а неподрессоренные – с высокой частотой.
Подвеска автомобиля состоит из четырех основных устройств – направляющего, упругого, гасящего и стабилизирующего.
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.
Подвеска обеспечивает движение автомобиля, и ее работа осуществляется следующим образом. Крутящий момент, передаваемый от двигателя на ведущие колеса, создает между колесом и дорогой тяговую силу, которая приводит к возникновению на ведущем мосту толкающей силых. Толкающая сила через направляющее устройство подвески передается на кузов автомобиля и приводит его в движение. При движении по неровностям дороги колесо перемещается в вертикальной плоскости. Упругое устройство подвески деформируется, а кузов и колеса совершают колебания, гасит которые амортизатор. Корпус амортизатора, 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 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 применяют различные типы подвесок.
подвески | |||
по направляющему устройству | по упругому устройству | по гасящему устройству | по стабилизирующему устройству |
зависимые | рессорные | с амортизаторами | со стабилизатором |
пружинные | |||
торсионные | |||
независимые | пневматические | без амортизаторов | без стабилизатора |
гидропневматические | |||
комбинированные | |||
По направляющему устройству все подвески разделяются на два основных типа — зависимые и независимые.
Зависимой называется подвеска, 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, при которой колеса одного моста не имеют между собой непосредственной связи, подвешены независимо друг от друга и перемещение одного колеса не вызывает перемещения другого колеса.
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 устройство, которое может быть выполнено в виде листовой рессоры, спиральной пружины, торсиона и пневмобаллона. При этом упругость подвески обеспечивается за счет упругих свойств металла, из которого изготовлены рессоры, пружины и торсионы, и сжатия воздуха.
В зависимости от применяемого упругого устройства подвески называются рессорными, пружинными, торсионными, пневматическими, гидропневматическими и комбинированными.
Рессорные подвески в качестве упругого устройства имеют листовые рессоры. 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 рессоры. Взаимное положение листов в собранной рессоре обычно обеспечивается стяжным центровым болтом. Кроме того, листы скреплены хомутами, которые исключают боковой сдвиг одного листа относительно другого и передают нагрузку от листа (разгружают его) на другие листы при обратном прогибе рессоры. Лист, 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 из неметаллических антифрикционных материалов (пластмассы, фанеры, фибры и т.п.). Основным преимуществом листовых рессор является их способность выполнять одновременно функции упругого, направляющего, гасящего и стабилизирующего устройств подвески.
Листовые рессоры способствуют гашению колебаний кузова и колес автомобиля. Кроме того, они просты в изготовлении и легко доступны для ремонта в эксплуатации. По сравнению с упругими устройствами других типов листовые рессоры имеют увеличенную массу, менее долговечны, обладают сухим 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 ее длина может изменяться во время движения автомобиля. Для крепления концов рессоры применяют шарниры различных типов.
Пружинные подвески в качестве упругого устройства имеют спиральные (витые) цилиндрические пружины. Пружины изготавливают 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. 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 состоит из эластичной оболочки, опоясывающего или разделительного кольца и прижимных колец с болтами. 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 их заделана металлическая проволока, как у покрышки пневматической шины. Опоясывающее кольцо служит для разделения секций баллона и позволяет уменьшить его диаметр. Прижимные кольца с болтами предназначены для крепления баллона. Двойные круглые баллоны применяют 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 применяют 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. Буфера подразделяются на буфера сжатия и отдачи. Первые ограничивают ход колес вверх, 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.
studfiles.net
Устройство подвески грузового автомобиля
Подвеска осуществляет упругую связь рамы или кузова автомобиля с мостами или непосредственно с колесами, смягчая толчки и удары, возникающие при наезде колес на неровности дороги.
Устройство подвески грузового автомобиля:
Требования, предъявляемые к подвескам:
• оптимальная характеристика жесткости — зависимость между нормальной (перпендикулярно опорной поверхности) нагрузкой на колесо и деформацией (прогибом) подвески, измеряемая как нормальное перемещение центра колеса относительно кузова;
• оптимальная кинематика; работа направляющего устройства подвески при вертикальных перемещениях, крене либо галопировании (продольные угловые колебания) кузова автомобиля вызывает не только вертикальные перемещения колес, но также боковые и угловые перемещения как относительно дороги, так и относительно кузова;
• оптимальные характеристики демпфирования — гашение колебаний колес и кузова автомобиля, возникших в результате воздействия главным образом дорожных неровностей; может происходить вследствие трения в некоторых типах упругих элементов и в шарнирах направляющего устройства подвески;
• минимальное число не подрессоренных частей; к ним относятся колеса и шины, тормозные механизмы колес, поворотные кулаки, стойки подвески, мосты и т. п.;
• хороший контакт колеса с дорогой; при переезде автомобилем на большой скорости выпуклых неровностей (трамплинов) на дорожной
поверхности из-за недостаточного хода отбоя подвески, либо большой ее инерционности, возможен отрыв колеса от дороги;
• низкие уровень шума и вибрации; при эксплуатации автомобиля возникают скрипы из-за трения подвески в металлических шарнирах, резиновых опорах и упругих элементах и стуки в шарнирах из-за их изнашивания и образования зазоров;
• рациональная компоновочная схема.
Устройство подвески грузового автомобиля:
а — зависимая; б — независимая шкворневая; в — независимая бесшкворневая; 1 — кронштейн; 2 — рессора; 3 — хомут; 4 — балка переднего моста; 5 — серьга; 6 — стремянка; 7 и 12 — рычаги; 8 — пружина; 9 — шкворень; 10— поворотный кулак; 11 — поворотная стойка; 13— поперечина подрамника.
Устройство подвески грузового автомобиля ГАЗ-53:
1, 3 и 6 — кронштейны; 2 — лонжерон; 4 — шарнир; 5 — амортизатор; 7 и 12 — обоймы концов коренных рессорных листов; 8 и 13 — верхние и нижние опоры; 9 — буфер; 10 — стремянка; 11 — двойной коренной лист; 14 —торцовый упор.
www.autoezda.com