Типы подвесок атс и их влияние на плавность хода.

Плавностью хода - свойство авто двигаться без значительных колебаний корпуса и передачи на него динамичес­ких нагрузок, возникающих при перекатывании колес ч/з неров­ности опорной поверхности. Возникающие в процессе движения авто колебания (вибрации) тела человека оказывают сложное биологическое воздействие на его состояние, т.к. могут вызвать ряд изменений в организме, влияющих на функциональное состояние и уровень работоспособнос­ти. При этом действие вибрации на организм зависит от ее часто­ты, амплитуды, направления и продолжительности. При взаимодействии колес с неровностями дороги кузов и ко­леса совершают сложные колебания, которые оказывают значительное влияние не только на пассажиров и груз, но и на рабочие процессы в различных агрегатах и механизмах самого авто, что отражается на его эксплуатационных показателях (↓ Vср. движ., ↓ срок службы ав­то и его производительность, ↑ расход топлива и износ шин; ↑ затраты на ТО и Р).

↑ плавности хода обеспечивается за счет соответствующей компоновки авто, определяющей распре­деление масс м/у осями; подбора параметров жесткости упругих устройств подвески: установки в подвеску амортизаторов с опти­мальным сопротивлением; подрессоривания кабины и сидений, а т.ж. придания сидениям водителя и пассажиров упругих свойств. Плавность хода авто обеспечивают спец. механизмы, совокупность которых принято называть подвеской. Подвеска авто - для обеспечения упругой связи м/у несущей системой и мостами или колесами авто, уменьшения динамических нагрузок на несущую систему и колеса и затухания их колебаний, а т.ж. регулирования положения кузова авто во время движения. Она состоит из упругого, направляющего и гасящего элементов. Некоторые подвески включают стабилизатор поперечной устойчивости.

Упругий элемент передает вертикальные нагрузки и ↓ уровень динамических нагрузок, обеспечивая при этом необходимую плавность хода авто.

Направляющее устройство подвески передает силы и моменты м/у несущей системой авто и колесами (мостами).

Гасящий элемент обеспечивает затухание колебаний кузова и колес авто. Упругие элементы подвески делятся на металлические и неметаллические. Металлические упругие элементы – листовые рессоры. Могут выполнять функции упругого элемента, направляющего и гасящего устройства. Просты в изготовлении и удобны при проведении ремонтных работ.

«-» - ↑ металлоемкость (энергия, запасаемая единицей объема листовой рессоры, в 4 раза меньше, чем у пружин и торсионов), значительная неподрессоренная масса и малый срок службы. В качестве дополнительного упругого элемента (для получения оптимальной упругой характеристики) в задних подвесках грузовых авто обычно применяют дополнительную рессору (подрессорник). При вступлении подрессорника в работу жесткость подвески ↑, обеспечивая оптимальную упругую характеристику.

Торсионы - стержни, работающие на скручивание. Обычно их используют для независимых подвесок. «+» - большая удельная энергоемкость (по сравнению с листовыми рессорами), меньшая масса неподрессоренных частей, возможность оптимальной компоновки подвески, защищенность от механических повреждений, возможность регулирования высоты кузова. «-» - необходимость иметь автономное направляющее устройство и сложность термообработки. Торсион может быть сплошным круглого сечения, а т.ж. составным – из прямоугольных пластин (пластинчатый) или из круглых стержней (пучковый).

Пружинный упругий элемент – спиральная пружина, обычно имеет цилиндрическую форму. «+» - меньшая трудоемкость изготовления по сравнению с листовыми рессорами и торсионами, ↑ удельная энергоемкость по сравнению с листовыми рессорами. В подвеске витые пружины могут воспринимать только вертикальные нагрузки и не могут передавать продольные и поперечные усилия и их моменты м/у колесами и несущей системой авто. Поэтому при их установке требуется применять направляющее устройство. При использовании пружин необходимо т.ж. гасящее устройство, так как в пружинах отсутствует трение. Поэтому пружинная подвеска имеет более сложную конструкцию, чем рессорная.

Резиновые упругие элементы широко применяются в подвесках современных авто в виде доп. упругих элементов (ограничители хода (буфер)). Буфера подразделяют на буфера сжатия и буфера отбоя. Первые ограничивают ход сжатия (когда колеса и кузов сближаются), вторые ограничив. ход отбоя (когда колеса и кузов расходятся). При этом буфера сжатия ограничивают деформацию основных упругих элементов подвески и ↑ ее жесткость (для получения прогрессивной упругой характеристики). Буфера сжатия и отдачи совместно применяются обычно в независимых подвесках. В зависимых подвесках используют главным образом буфера сжатия.

Пневматические упругие элементы обеспечив. упругие свойства подвески за счет сжатия воздуха. «+»- нелинейная упругая характеристика, отсутствие трения в упругом элементе, ↓ уровень шума и незначительная масса самого упругого элемента. При их применении наиболее просто регулировать жесткость подвески в зависимости от массы подрессоренной части авто. Пневматические упругие элементы обеспечив. ↑ плавность хода авто и простую возможность регулирования высоты кузова. Т.к. высота кузова не изменяется, ↑ устойчивость авто, замедляется изнашивание шин и ↑ БД, так как улучшается освещение дороги из-за постоянства положения фар. На облегчается погрузка-разгрузка, обеспечивается удобство входа-выхода пассажиров вследствие сохранения постоянной высоты подножек. Во время стоянки и при движении кузов авто остается горизонтальным и не испытывает поперечных и продольных кренов при любом расположении в нем грузов и пассажиров. «-» - необходимость автономного расположения направляющего и гасящего устройств, ↑ стоимость и сложность конструкции, ↑ массы авто (вследствие необходимости применения компрессора, доп. резервуаров, аккумуляторов давления), ограниченную долговечность регулятора, компрессора, клапанов и др. элементов подвески. На авто особо большой грузоподъемности (БелАЗ) применяют гидропневматические подвески. Усилия сжатия воздуха или др. газа осуществляется ч/з жидкость. Упругим и гасящим элементом такой подвески является гидропневматический цилиндр.

В зависимости от конструкции направляющего элемента подвески подразделяют на зависимые и независимые.

Особенность зависимой подвески - наличие жесткой балки, связывающей левое и правое колеса одной оси, вследствие чего перемещение одного из них в поперечной плоскости (в результате наезда на неровность дороги) передается другому. В зависимой подвеске в качестве направляющего устройства обычно используются полуэллиптические листовые рессоры, которые одновременно являются и упругим элементом. «+» зависимой подвески с листовыми рессорами - простота конструкции и малая стоимость: «-» – повышенная масса неподрессоренной частей и изменение угла наклона обоих колес при вертикальном перемещении одного из них. При этом возможно возникновение незатухающих автоколебаний управляемых колес вокруг шкворней (явление «шимми»). По этой причине для передних колес легковых авто применяют независимые подвески.

Конструктивно независимые подвески на поперечных рычагах разной длины м.б. шкворневыми и бесшкворневыми. У бесшкворневых подвесок поворотная стойка шаровыми пальцами соединяется с верхним и нижним рычагом подвески. «+» бешкворневой подвески – компактность, меньшая масса неподрессоренных частей; меньше силы, действующие в шарнирах стойки; простота привода ведущих управляемых колес.

Рычажно-телескопическая подвеска (подвеска Макферсона). Особенность подвески - совмещение в стойке функций направляющего и гасящего устройств, что приводит к упрощению конструкции и снижению массы подвески по сравнению с подвеской на двух поперечных рычагах. В ней незначительно изменяется колея, развал и схождение колес, что способствует малому износу шин и хорошей устойчивости авто. Подвеска имеет мин. число шарниров и рычагов (один – нижний рычаг); ее основной элемент – амортизационная стойка, имеющая верхнее шарнирное крепление под крылом, что обеспечивает большое плечо м/у опорами стойки. В верхней опоре имеется подшипник, необходимый для исключения закручивания пружины, что может вызвать доп. изгибающие нагрузки. Рычажно-телескопическая подвеска – основной тип передней подвески переднеприводных авто, что обусловлено простотой обеспечения привода ведущих управляемых колес, а малые габариты подвески приводят к ↓ размеров колесных шин, что в свою очередь, обеспечивает большее пространство для размещения двигателя и агрегатов трансмиссии. На трехосных авто для подрессоривания двух близко распложенных мостов (среднего и заднего) применяется балансирная подвеска. Средняя часть рессоры установлена на качающейся опоре, а концы опираются на балки мостов. Рессоры в таких подвесках воспринимают только силу тяжести авто; сила тяги и тормозная сила, а т.ж. реактивный и тормозной моменты передаются толкающими и реактивными штангами. Рессора воспринимает т.ж. боковые усилия и их моменты. Основными «+» балансирной подвески является компактность, меньшая неподрессоренная масса и вдвое меньшие перемещения кузова.

В качестве гасящих элементов в наст. время преимущественное распространение получили гидравлические амортизаторы, в которых используется сопротивление жидкости, проходящей ч/з ограниченное сечение – калиброванные отверстия, зазоры. Гидравлические амортизаторы классифицируют по характеру действия (одностороннего и двухстороннего) и по конструктивной схеме (телескопические и рычажные). Телескопические амортизаторы двухстороннего действия вследствие большей степени удовлетворения требованиям к амортизаторам и своих преимуществ получили большее распространение. Амортизатор имеет несимметричную характеристику - сопротивление при сжатии меньше, чем при отдаче. Это необходимо для того, чтобы амортизатор гасил в основном собственные колебания кузова и подвески при отдаче и не препятствовал работе упругого элемента. Характеристика амортизатора определяется размерами отверстий клапанов и усилиями их пружин. Место установки и крепления амортизатора определяется компоновкой подвески. Проушиной штока амортизатор соединяется с рамой или кузовом, а проушиной корпуса – с балкой моста или рычагом подвески.

Однотрубные амортизаторы находят все большее применение в современных авто. Особенностью таких амортизаторов является изоляция жидкости от соприкосновения с воздухом при помощи резиновой мембраны или плавающего поршня. «+» однотрубных амортизаторов: простота конструкции, небольшое кол-во деталей, малая масса, лучшее охлаждение рабочей жидкости, отсутствие ее эмульсирования. «-»: затруднительное уплотнение и большую длину.

Необходимое ↑ угловой жесткости передней подвески достигается применением в ней стабилизатора поперечной устойчивости. В большинстве случаев стабилизатор поперечной устойчивости представляет собой торсионный стержень, который закручивается при крене.