Пневматическая подвеска автомобиля

        Пневматическая подвеска является стандартной на городских автобусах и тяжелых самосвалах. Как правило, на автобусах применяется пневматическая подвеска баллонного типа (рис. 153, 154).

 

 

Рис. 153. Подвеска переднего моста  автобуса ЛИАЗ-677М

  Поршневого типа подвески применяютсяна тягачах КЗКТ – рис. 155, 156 и тяжелых самосвалах БЕЛАЗ – рис. 157

 

 

 

Рис. 154. Пневмобаллон подвески  

автобуса    ЛИАЗ-677 М  

                                                                 

 

 

                                                            Рис. 155. Пневморессора подвески                   

                                                                 передних колес тягача КЗКТ-538Д

                                                           1– шток с поршнем; 2 – цилиндр; 3 – диафрагма;

                                                                      4 –проушина

 

 

 

Рис. 156. Подвеска переднего колеса двухосного тягача КЗКТ-538Д

 

     Устанавливаемая на нижнем рычаге подвески  переднего  колеса тягача КЗКТ-38Д пневморессора называется также гидропневморессорой (сокращенно – ГПР), имеет следующие параметры:

- статическая нагрузка на рессору – 70 КН;

- давление азота при статической нагрузке – 5,4 МПа;

- собственная частота колебаний остова сиденья в кабине тягача – 67 кол./мин;

- полный ход поршня в цилиндре рессоры – 100 мм;

- динамический ход рессоры –  40 мм;

- диаметр цилиндра – 120 мм;

- масло над порнем марки АУ (МГ-22А) ТУ 38 1011232-89;

- длина по центру проушин – 540 мм.

   Для увеличения износостойкости внутренняя поверхность цилиндра пневморессоры хромируется и полируется. Так как смесь воздуха и масла взрывоопасна, рессора заправляется азотом.

 

 

                                 а)

 

 

                                                                                                    б)

Рис. 157. Передняя подвеска самосвала БЕЛАЗ-540М:

а – управляемый мост; б – пневмоцилиндр; 4 – продольная

штанга;   14 – поперечная штанга

        

       На легковых автомобилях среднего класса французской фирмы Ситроен начиная с модели DS-19 (рис. 158), выпущенной в 1956 г., устанавливается пневматическая  подвеска с упругими элементами поршневого типа. Автомобили имеют очень хорошую плавность хода. Частота колебаний кузова над передней подвеской равна  43...54 кол/мин, над задней – 43-44 кол/мин. Максимальные ускорения на сиденьях на асфальтированной дороге – 1...1,5 м/с², на булыжном шоссе – 2,5...3 м/с². Давление жидкости при полной нагрузке (5 чел. и 50 кг багажа) составляет в цилиндрах передней подвески 10 МПа, в цилиндрах задней подвески  9,2 МПа. Водитель со своего места может изменять дорожный просвет автомобиля, устанавливая: 160 мм – на асфальтированной дороге, 190 мм – на неровной дороге, 215 мм на изношенной дороге, 215 мм – на разбитой дороге, 275 мм – для преодаления особо тяжелых участков дороги и для снятия колеса. При этом на снимаемом колесе дорожный просвет равен 90 мм     

 

 

 

Рис. 158. Автомобиль мод. Ситроен DS-19 с пневматической подвеской колес

      

      Постояный уровень кузова  поддерживается изменением давления воздуха в баллонах пневмоподвески ("пневматическая компенсация" уровня”) или количества масла над поршем в цидиндрах гидроподвески ("гидравлическая компенсация уровня"). Пневматическая компенсация в отличие от гидравлической обеспечивает почти постоянную частоту колебаний:  рис. 159, где n/n_о – отношение частот колебаний при постоянном уровне кузова, но разных нагрузках; G/G_о – отношение нагрузок, приходящихся на упругий элемент подвески.

   

 

 

 

Рис. 159. Зависимость частоты колебаний

от нагрузки при различных компенсациях уровня:

1 - пневматическая компенсация; 2 - гидравлическая компенсация

 

     Используя пневматический упругий элемент диафрагменного типа, можно получить упругую характеристику различного вида. На рис. 160 показана зависимость активной площади оболочки диафрагменного пневмобаллона от формы внутреннего корпуса.

     Для подвесок с диафрагменными пневмобaллонами достижимой является частота собственных колебаний кузова 37...39 кол/мин. Для пневмобаллонов рукавного и подушечного типа частота колебаний кузова находится обычно в пределах  70-80 кол/мин. Ускорения на сидениях автомобилей с пневмоподвесками в 1,5...2 раза ниже, чем с другими подвесками.

 

            Рис.160. Упругая характеристика диафрагменного пневмобаллона

   Частота собственных колебаний кузова автомобиля над пневмобаллоном может быть определена следующим образом:

n = ,

где P_aG - абсолютное давление в пневмобаллоне под нагрузкой; P_иG - избыточное давление в пневмобаллоне под нагрузкой;  S_G - эффективная площадь баллона;  g - ускорение свободного падения;  g - показатель политропы (g =1,3 - для обычных частот);  V_G - объем баллона под нагрузкой.

    Для пневмоэлемента поршневого типа, где изменениe  эффективной площади, т.е. площади, передающей усилие на кузов, отсутствует, частота колебаний может быть рассчитана:

n = .

    Подставив в эту зависимость V_G = S_G × (h_o – f_G), где h_o - высота столба газа в пневмоэлементе, f_G - смещение поршня под нагрузкой, получим:

n = .

   Преимуществами автомобилей с пневмоподвесками кроме высокой плавности хода является виброзащита кузова от воздействий микронеровностей дороги, постоянство уровня кузова независимо от веса перевозимого груза и др. Однако из-за сложности конструкции автомобильные фирмы пневмоподвеску на легковые автомобили ставят очень редко.

  7.3. Влияние шин на плавность хода

Обеспечить хорошую плавность хода автомобиля лишь за счет шин, не используя рессоры, невозможно, т.к. жесткость шин в несколько раз выше, чем жесткость рессор. На легковых жесткость шин превышает жесткость рессор в 3…12 раз, на грузовых – в 1,5…5 раз. Например, на автомобиле ГАЗ-24 “Волга” жесткость передних рессор равна 390 Н/см, жесткость шин – 3800 Н/см, жесткость задних рессор – 570 Н/см, жесткость задних шин – 3800 Н/см. На грузовом автомобиле ГАЗ-66 жесткость передних и задних рессор равна по 1000 Н/см, тогда как шин – по 4300 Н/см, на автомобиле “Урал” соответственно жесткость передних рессор – 2550 Н/см, задних рессор – 4000 Н/см, а жесткость передих и задних шин – по 6800 Н/см. Без рессор удовлетворительная плавность может быть лишь на очень мягких шинах типа пневмокатков, где давление воздуха составляет 0,01…0,02 МПа (0,1…0,2 кгс/см²). Попытки создания грузовых автомобилей только на шинах без использования рессор, а также  установкой рессор только на переднем мосту полжительного результата не дали: плавность хода была плохая. На следующих моделях таких автомобилей (самосвал МАЗ-530) рессоры устанавливались на всех мостах.

Приведенная жесткость рессоры и шины с_пр определяется по следующей

зависмости:                          с_пр = ,

где с_р – жесткость рессоры; с_ш – жесткость шины.