Подвеска

Подвеска входит в несущую систему автомобиля, она связывает колеса с кузовом, воспринимает силы, действующие на движущийся автомобиль и гасит колебания кузова.

Подвеска автомобиля (рис. 49.) обеспечивает упругую связь между колёсами автомобиля и его кузовом (рамой). Подвеска снижает величину силового воздействия на элементы конструкции автомобиля от дороги, уменьшая тем самым вероятность поломок и обеспечивает постоянный контакт колес с дорогой.

Рис. 49. Схема устройства подвески автомобиля

Общая классификация подвесок представлена на рис. 50.

Подвеска любого автомобиля состоит из направляющего, упругого, гасящего устройств и элементов крепления подвески. В конструкции подвесок большинства автомобилей применяют стабилизаторы поперечной устойчивости.

С помощью направляющего устройства подвески колесо автомобиля соединяется с кузовом или рамой автомобиля. Через элементы направляющего устройства на кузов автомобиля передаются все силы, возникающие в контакте колеса с дорогой. Кроме того, направляющее устройство определяет характер перемещения колёс относительно кузова автомобиля.

При наезде колеса на неровность дороги оно приподнимается, и это перемещение воспринимается упругим устройством подвески, которое деформируется и тем самым накапливает полученную энергию. Затем накопленная энергия передается кузову автомобиля, который в свою очередь, приподнимается на некоторую высоту, а затем начинает опускаться. Для уменьшения амплитуды применяются гасящие устройства – амортизаторы, которые эффективно рассеивают энергию и приводят к быстрому затуханию

колебаний. На самочувствие человека влияет не только амплитуда колебаний кузова, но и их частота. Поэтому при конструировании подвески с помощью подбора упругих и гасящих устройств разработчики стремятся обеспечить необходимые характеристики.

Конструкция подвески автомобиля в значительной степени определяется соотношением между подрессоренными и неподрессоренными массами. Подрессоренной массой автомобиля считается та его часть, которая воспринимается подвеской и имеет между собой и дорогой упругий элемент. К неподрессоренным массам относятся все ставшиеся части: колёса, шины, ступицы колес, тормозные барабаны или диски. При наезде колеса на дорожную неровность оно поднимается и передаёт усилие на кузов, действуя через упругий элемент. Воздействие этого перемещения колеса на перемещение кузова зависит от того, насколько кузов тяжелее колеса и всего, что соединено с ним, - другими словами, от соотношения подрессоренных и неподрессоренных масс. Чем меньше влияние неподрессоренных масс, тем меньшее воздействие на плавность хода оказывает движение по неровной дороге.

Это явилось основной причиной перехода к независимым подвескам, которые не имеют тяжёлой балки, соединяющей колёса, и в которых только само колесо и всё, что с ним связано является неподрессоренным.

Рис. 51. Передняя подвеска грузового автомобиля:

1 – балка передней оси; 2 – амортизатор; 3 – стремянки; 4 – стяжной хомутик; 5 – накладная стремянка наклонного ушка; 6 – стремянка крепления накладного ушка; 7 – накладное ушко; 8 – стяжной болт; 9 – палец рессоры; 10 – передний кронштейн; 11 – передняя рессора; 12 – упорный кронштейн буфера; 13 – накладка; 14 – основной буфер; 15, 23 – кронштейны крепления амортизатора; 16 – шайба; 17 – верхний вкладыш скользящей опоры;

18 – стяжной болт заднего кронштейна; 19 – боковой вкладыш скользящей опоры; 20 – задний кронштейн; 21 – дополнительный буфер;

22 – угольник; 24 – гайка крепления стремянок; 25 – втулка;

26 – маслёнка; 27 – палец крепления накладного ушка

В зависимости от направляющего устройства, которое определяет характер перемещения колёс относительно кузова, подвески подразделяются на зависимые и независимые (рис. 52).

Зависимые подвески имеют жёсткую балку, с помощью которой соединяются левое и правое колёса. Образующийся таким образом мост автомобиля называют неразрезным. Перемещение одного из колёс зависимой подвески в поперечной плоскости передаётся другому.

Независимая подвеска отличается тем, что колёса одной оси не имеют между собой непосредственной связи и могут перемещаться независимо друг от друга.

Рис. 52. Схемы зависимой (а) и независимой (б) подвесок колес автомобиля

Из большого многообразия применявшихся в разное время независимых подвесок в конструкциях современных легковых автомобилей в основном используются всего пять. Это подвеска на двойных рычагах, подвеска Мак-Ферсон, на продольных рычагах, торсионная балка и многозвенная подвеска Multilink.

Подвеска на двойных рычагах, представляет собой классическую независимую подвеску, состоящую из двух рычагов, расположенных друг над другом, раздвоенные стороны которых крепятся к кузову, а противоположные концы с помощью шарниров к верхней и нижней частям поворотной цапфы. К недостаткам такого типа подвески следует отнести то, что она занимает довольно много места по ширине автомобиля, а это создаёт определённые сложности в размещении поперечно расположенного силового агрегата.

Подвеска Мак-Ферсон, (рис. 53) основным элементом которой служит амортизационная стойка, является развитием подвески на двойных поперечных рычагах, но имеет только снизу один или два поперечных рычага. К основным преимуществам этой подвески следует отнести то, что она занимает небольшой объём и создаёт удобства при поперечном размещении силового агрегата, что обусловило её широкое применение.

Многозвенные подвески называются такие, у которых поворотный кулак или ступица колеса соединяются с кузовом не менее, чем четырьмя звеньями. Изменение формы рычагов многозвенной подвески даёт возможность не только варьировать пространство для размещения агрегатов автомобиля, но и задавать желаемые характеристики изменения развала или колеи колёс при движении.

Независимая подвеска на продольных рычагах получается простым присоединением колеса к рычагу, расположенному вдоль продольной оси автомобиля и шарнирно закреплённому к кузову или подрамнику другим концом. Подвеска получается простой и компактной и, кроме того, эффективно воспринимает боковые усилия. Она часто применяется в качестве задней подвески небольших автомобилей.

Рис. 53. Схема подвески Мак-Ферсон

Подвеска с торсионной балкой похожа на подвеску на продольных рычагах, с тем отличием, что рычаги не соединяются шарнирно с балкой, а составляют с ней единое целое. Такая подвеска сейчас широко применяется в качестве задней подвески на большинстве переднеприводных автомобилей малого и среднего классов. Преимущество такой подвески в невысокой стоимости и удобстве монтажа в процессе производства.

Активная подвеска обеспечивает с одной стороны возможность перемещения колёс по траекториям, копирующим дорожные неровности, а с другой – сохраняет уровень пола кузова. Гидравлические системы, используемые в таких подвесках, требуют большой мощности привода.

На трёхосных автомобилях для среднего и заднего ведущих мостов применяется балансирная подвеска, которая обеспечивает равномерное распределение нагрузки между мостами и допускает в то же время возможность независимого их перемещения вверх и вниз за счёт шарнирных соединений и скольжения концов рессор (рис. 54).

Рессорная подвеска заднего моста, помимо основной рессоры, содержит дополнительную – подрессорник.

Рис. 54. Задняя балансирная подвеска грузового автомобиля:

1 – рама автомобиля; 2 – ведущие мосты; 3 – верхние реактивные штанги;

4 – центровой болт; 5 – кронштейн реактивных штанг; 6 – накладка рессоры; 7 – рессора; 8 – нижние реактивные штанги; 9 – кронштейн балансира;

10 – балансир; 11 – стремянка; 12 – гайка стремянки; 13 – пробка;

14 – контргайка; 15, 18 – замковые шайбы; 16 – крышка; 17 – ось подвески; 19 – гайка крепления балансира; 20 – пробка наконечника реактивной штанги; 21 – пружина; 22, 23 – вкладыш шарового пальца; 24 – шаровой палец; 25 – сальник; 26 – гайка шарового пальца

Конструкция задней балансирной подвески автомобиля КрАЗ – 257 показана на рис. 54. К лонжеронам рамы приварены подрамники, к которым крепятся кронштейны 9 с запрессованной в них осью 17. на концах этой оси на подшипниках скольжения установлены качающиеся балансиры 10, закреплённые гайками 19 с замковыми шайбами и контргайками. Через отверстия, закрываемые пробками 13, производятся заливка и контроль уровня смазки в балансирах, а её удержание обеспечивается сальником и крышкой 16. Полуэллиптические рессоры, состоящие из пятнадцати листов, соединённых центровым болтом и скреплённых двумя хомутами, центральной частью крепятся стремянками 11 к балансирам. Концы рессор свободно опираются на цилиндрические поверхности специальных опор, закреплённых на балках среднего и заднего мостов. Рессора воспринимает только вертикальные нагрузки, а толкающие усилия, тормозные и реактивные моменты передаются на раму через верхние 3 и нижние 8 реактивные штанги, которые шарнирно соединены с картерами мостов и рамой автомобиля.

В подвеске современных грузовых автомобилей, прицепов, полуприцепов и автобусов часто применяется пневматическая подвеска. Пневматическая подвеска автобусов обеспечивает постоянство уровня пола вне зависимости от количества пассажиров, что увеличивает комфорт и безопасность при их посадке и высадке.

Дата добавления: 2015-07-16