Анализ конструкции подвески

Министерство Образования Российской Федерации

Пермский Государственный Технический Университет

Кафедра «Автомобили и автомобильное хозяйство»

Курсовой проект

«Задняя зависимая пружинная подвеска автомобиля УАЗ-3160»

Выполнил студент:

Гр. АБз-02-3

Устюгов А. В.

Проверил:

Петухов М. Ю.

Пермь 2006

АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ПОДВЕСКИ

Подвеской автомобиля называется совокупность устройств обеспечивающих упругую связь между несущей системой и мостами или колесами автомобиля, уменьшение динамических нагрузок на несущую систему и колеса и затухание их колебаний, а также регулирование положения кузова во время движения.

По назначению детали подвесок делятся на упругий элемент, включающий в себя стабилизатор поперечной устойчивости, направляющее устройство и гасящее устройство.

Конструкция подвески зависит от того, для каких колес она применяется передних или задних, ведущих или нет. Кроме того, различают зависимые и независимые подвески. К последним относятся подвески на двойных поперечных рычагах и с направляющими пружинными и амортизаторными стойками, которые требуют мало места в поперечном направлении, оставляя, например, в середине место для двигателя. другие независимые подвески — на продольных и на косых рычагах — почти не занимают пространства по высоте и позволяют получить широкий багажник с широким полом. На всех зависимых подвесках балка перемещается на полную величину хода подвески. Свободное место которое должно быть оставлено для этого сверху, уменьшает объем заднего багажника и затрудняет размещение запасного колеса. Спереди такая балка оказалась бы под двигателем, и для обеспечения достаточного хода сжатия потребовалось бы поднять двигатель или сместить его назад. По этой причине зависимые передние подвески применяются только на грузовых автомобилях и полноприводных многоцелевых легковых автомобилях. Многие изготовители устанавливают на все модели с одинаковым типом привода одинаковые по конструкции подвески. Независимо от типа привода отмечается явная тенденция к применению направляющих стоек в передних подвесках. На легковых автомобилях классической компоновки задняя зависимая подвеска всё больше вытесняется подвесками на косых и двойных поперечных рычагах. В то же время зависимые подвески всё чаще применяются для задних колёс на переднеприводных и полноприводных легковых автомобилях.

Ходовая часть легкового автомобиля должна с запасом удовлетворять условиям движения, которые могут быть созданы двигателем. В условиях все возрастающих ускорений, скоростей движения (в том числе и на поворотах) и замедлений ходовая часть должна обеспечивать безопасность движения. Эти требования легче выполнить, применяя независимые подвески, которые имеют следующие основные преимущества:

— компактность;

- возможность кинематического или эластокинематического схождения колес в направлении недостаточной поворачиваемости;

- небольшая масса;

— отсутствие взаимовлияния колес.

два последних преимущества важны для хорошего сцепления с дорогой, особенно на поворотах с волнистым дорожным покрытием.

Поперечные и продольные рычаги обеспечивают желательные кинематические характеристики колес при ходах сжатия и отбоя и осуществляют передачу сил на кузов. Боковые силы образуют дополнительно момент, усиливающий поперечный крен кузова на повороте. Опоры рычагов деформируются под нагрузкой и влияют на характеристики упругости: либо увеличивают жесткость за счет скручивания резиновых элементов, либо трение за счет скольжения деталей.

Зависимые подвески имеют ряд недостатков, существенных для легковых автомобилей:

- большая масса балки при расположении в ней главной передачи.

- склонность к смещению на дороге с поперечными волнами.

- взаимосвязанное положение колес.

- собственный поворот оси при прямолинейном движении по дороге с выбоинами (то есть разноименном или одностороннем ходе подвески).

- необходимость свободного пространства над осью, соответствующего ходу сжатия подвески;

- малое расстояние bh между опорами упругих элементов на кузове, которое может быть увеличено лишь при усложнении конструкции

- Расстояние bh между пружинами, как правило, меньше колеи bh, соответственно уменьшается и жесткость при разноименном ходе подвески chφ (см. рис.).

- Попёречный крен кузова под действием центробежной силы приложенной в центре масс автомобиля, при зависимой подвеске увеличивается.

Из-за большой массы зависимая подвеска ведущих колес на волнистой, неровной дороге (в особенности на поворотах) не достигает по уровню параметров независимых подвесок, однако склонность к смещению может быть в определенной степени снижена установкой амортизаторов. Эти амортизаторы позволяют без заметного ухудшения плавности хода повысить усилие сжатия. В результате усилие демпфирования будет лучше противодействовать подскакиванию колес при ходе сжатия. Эта мера является самым простым и, возможно, самым экономичным способом устранения основного недостатка зависимой подвески.

преимущества зависимой подвески:

- простота и экономичность изготовления;

- отсутствие изменения колеи, схождения и развала при ходах подвески, что обуславливает малый износ шин и хорошую боковую устойчивость;

- постоянство развала колес при крене кузова на повороте, то есть стабильная передача шинами боковых сил;

- восприятие момента боковых сил поперечной штангой, которую можно расположить почти на любой высоте, что позволяет изменять

поворачиваемость под действием боковой силы.

существует много возможностей закрепить балку зависимой подвески под кузовом или рамой. Часто в качестве единственного несущего и одновременно упругого связующего элемента применяются продольные рессоры, поскольку они могут воспринимать силы во всех трех направлениях, а также тяговые и тормозные моменты. Этот экономически выгодный тип подвески имеет еще и то преимущество, что погрузочная поверхность на грузовых автомобилях и кузов на легковых автомобилях поддерживаются сзади в двух точках: под задним сиденьем и под багажником. За счет этого снижается нагруженность задней части кузова при полной загрузке багажника или рамы грузового автомобиля при полной нагрузке.

направляющие функции в продольном направлении могут также выполнять два нагружаемых на изгиб боковых рычага, которые передают тяговый и тормозной моменты, уменьшая тем самым продольный крен кузова. При разноименном ходе подвески происходит взаимный перекос обоих рычагов (рис. 3). Конструкция подвески должна обеспечивать возможность такого перекоса без ухудшения направляющих свойств. Направленные назад рычаги крепятся к балке подвески с помощью двух резиновых втулок (см. рис.). В направлении вращения колес (как в прямом, так и в обратном) эти втулки должны быть настолько жесткими, чтобы при разгоне и торможении не могли возникнуть слишком большие угловые перемещения вокруг оси колес. В то же время они должны быть настолько мягкими, чтобы при разноименном ходе подвески в ее деталях не возникали излишне большие напряжения. Кроме того, (для задней подвески) взаимный перекос продольных рычагов вызывает упругую деформацию резиновых элементов, осуществляя стабилизацию на повороте, что позволяет разгрузить стабилизатор или обойтись вовсе без него (см. рис.).

В качестве упругого элемента на зависимых подвесках может быть установлена пружина. Металл в пружине работает на кручение, момент прикладывается посредством рычага, нитки являются таким рычагом с длиной, равной среднему радиусу нитка.

Энергоемкость и долговечность пружины, больше, чем у листовой рессоры, а масса соответственно меньше. Однако этот упругий элемент нуждаются в направляющем устройстве подвески, поэтому значительного выигрыша в массе обычно не получается, хотя экономия пружинных сталей здесь очевидна.

В качестве основного упругого элемента спиральные пружины применяются главным образом для легковых автомобилей. Решающим фактором, пожалуй, является удобство установки пружины соосно амортизатору или стойке подвески либо между рычагом и кузовом.

I-шайба вибропоглощающая; 2, 17-кронштейны пружины; 3-амортизатор; 4, 21 -шарниры резинометаллические; 5 - гайки, б -стремянка; 7, 8 - втулки резиновые; 9, 16-кронштейны продольного рычага; 11 - шайба 12- шарниры резиновые; 13 -кронштейн стабилизатора; 14 -стабилизатор; 15 -продольная штанга; 18-пружина; 19 -буфер; 20, 23-кронштейны поперечной тяги; 22- поперечная тяга

Пружины изготавливаются из прутка круглого сечения и могут быть цилиндрическими, коническими или бочкообразными, для изготовления пружин используются примерно такие же рессорно-пружинные стали, что и для рессор.

Вследствие неточностей изготовления пружин их реальные жесткости отличаются от расчетных. Поэтому по результатам испытаний пружины сортируют на 2-3 группы с разбросом жесткостей в одной группе, не вызывающим заметного перекоса автомобиля на подвеске.

Основным недостатком простой цилиндрической пружины является линейность ее характеристики жесткости. В последнее время в связи с развитием технологических возможностей автостроения расширяется применение разнообразных пружин с нелинейной характеристикой.

для получения нелинейной характеристики подвески необходимо, подобно тому, как это делается в рессорных подвесках, применять пружины с непостоянной длиной работающей части прутка, из которого она изготовлена. Этого можно достичь, используя пружины с различной жесткостью витков. В таком случае при сжатии пружины ее нитки, начиная с имеющего наименьшую жесткость, будут последовательно плавно садиться на опору или друг на друга, и выключаться из работы. Тогда жесткость оставшейся рабочей части пружины будет непрерывно возрастать.

Пружину, витки которой имеют различную жесткость, можно получить, сделав переменным диаметр пружины (такую пружину называют фасонной) либо навив цилиндрическую пружину из конического прутка. Аналогичного результата достигают, делая переменным шаг витков цилиндрической пружины из цилиндрического прутка.

Выбор характеристики подвески автомобиля.

При проектировании подвески автомобиля должен быть решен комплекс вопросов:

- требуемая плавность хода

- устойчивость движения

- управляемость автомобиля

- долговечность деталей подвески.

Дата добавления: 2015-07-25