Общее устройство рессорной подвески

Передняя ось и задний мост автомобилей соединены с рамой при помощи продольных полуэллиптических рессор. Рессоры воспринимают вертикальную нагрузку от силы тяжести автомобиля и обеспечивают возможность передачи на раму тяговых, тормозных и скручивающих усилий от мостов автомобиля. Передняя подвеска (рис. 78) снабжена гидравлическими амортизаторами двойного действия, задняя подвеска двухосных автомобилей имеет дополнительные рессоры — подрессорники.

Все листы рессор изготовлены из полосовой рессорной стали 60С2. Для увеличения усталостной прочности листы термически обработаны, закалены в штампах, фиксирующих заданную кривизну листа. Твердость листов после термической обработки составляет НВ 363—444. После термической обработки три первых листа рессор с вогнутой стороны подвергают дробеструйной обработке. У всех рессор листы в центре стянуты центровым болтом, что облегчает их сборку. Чтобы листы рессор не расходились в стороны, их стягивают несколькими хомутиками из полосовой стали.

 

Собранные рессоры после осадки в зависимости от стрелы прогиба сортируют на две группы. К первой группе относятся рессоры со стрелой прогиба, равной 116+8 мм, а ко второй — со стрелой прогиба 116-е мм. На автомобиль устанавливают рессоры только одной группы. С целью уменьшения трения между листами перед сборкой рессоры их смазывают графитной смазкой.

 

Два верхних листа рессоры имеют одинаковую длину. У третьего листа сзади отогнут конец, что позволяет деформироваться концам верхних листов. Все остальные листы постепенно уменьшаются по длине, вследствие чего напряжения в листах рессоры распределяются равномерно.
К заднему концу пятого листа рессоры приклепан стяжкой хомут, ушки которого стягиваются болтами с распорными втулками. К обоим концам десятого листа рессоры также приклепаны стяжные хомуты.

Гидравлический телескопический амортизатор

Путь: ТехДорКомплект > Устройство автомобиля > Гидравлический телескопический амортизатор

Какое назначение амортизаторов на автомобиле?

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.

Как устроен и работает гидравлический телескопический амортизатор?

Гидравлический телескопический амортизатор двустороннего, действия (рис.160) состоит из резервуара с днищем 1, в котором установлен цилиндр 2. В цилиндре находится шток 5, соединенный с поршнем 3. Шток в верхней части движется по направляющей 4 и уплотнен сальником, предотвращающим вытекание жидкости. Цилиндр соединен с рычагами подвески или с балкой моста, а шток – с кузовом или рамой автомобиля, что позволяет поршню перемещаться па цилиндру при колебаниях подвески. В поршне 3 выполнены два ряда сквозных калиброванных отверстий, закрытых сверху перепускным клапаном 6, а снизу – клапаном 7 отдачи с сильной пружиной 8. В нижней части цилиндра установлены два клапана сжатия 10 и один впускной 9. Внутренняя полость цилиндра заполняется амортизаторной жидкостью АЖ-12Т с присадками, обеспечивающими меньшую вязкость при низких температурах и повышение смазочных и антиокислительных свойств.

Рис.160. Амортизатор.

Работает амортизатор так. При наезде колеса на препятствие и сжатии рессоры поршень вместе со штоком движется вниз и жидкость из нижней полости перетекает через калиброванные отверстия и перепускной клапан 6 в надпоршневую полость. Так как в этой полости размещен шток 5, занимающий некоторый объем, то вся жидкость из нижней полости цилиндра 2 не может уместиться в верхней полости. Поэтому часть жидкости перетекает через калиброванные отверстия клапана сжатия 10 в резервуар. Если наезд происходит плавно, то клапан сжатия остается закрытым. При быстром наезде давление жидкости под поршнем резко увеличивается и клапан 10 открывается, перепуская жидкость в резервуар.

При плавном отходе колеса от рамы или кузова (съезде колеса с препятствия) поршень движется вверх. Давление жидкости над поршнем повышается, перепускной клапан 6 закрывается, а жидкость перетекает через внутренний ряд отверстий в поршне и через кольцевой зазор между закрытым клапаном – 7 отдачи и его направляющей втулкой в подпоршневую полость. Одновременно открывается впускной клапан 9 и жидкость перетекает из резервуара в цилиндр.

При резком отходе колеса от рамы или кузова скорость движения поршня возрастает, что создает значительное давление жидкости над поршнем. Под этим давлением клапан 7 отдачи открывается и жидкость с меньшим сопротивлением перетекает в подпоршневую полость. При этом перетекание жидкости через впускной клапан 9 продолжается. Следовательно, клапан отдачи разгружает подвеску и амортизатор от больших усилий при резких ходах отдачи, а также при возрастании вязкости жидкости. Характеристика телескопического амортизатора подбирается так, чтобы обеспечивалось усилие перемещения подвески при ходе отдачи в 2-3 раза большее, чем при ходе сжатия. Это достигается подбором сечения отверстий клапанов – и силы сжатия их пружин.

Интересная конструкция подвески с точки зрения снижения нагруженности кузова применена на автобусах фирм Ван-Холл (рисунок 1) и Вольво (Б59). Если на автобусе Б59 (рисунок 2) направляющие устройства как подвески управляемых колес, так и ведущих колес выполнены в виде треугольных подрамников (А-образная тяга 1), шарнирно подсоединенных передней частью к раме автобуса, то в автобусе Ван-Холл подвеска управляемых колес – обычная. Боковые усилия воспринимают поперечные рычаги. На подрамнике закреплены мосты, а в задней части на траверсе установлены амортизаторы и рукавные упругие элементы.

увеличить
Рисунок 1. Пневматическая подвеска ведущих колес автобуса Ван-Холл: 1 – амортизатор; 2 – диафрагменный упругий элемент; 3 – траверса; 4 – поперечная тяга; 5 – стабилизатор поперечной устойчивости; 6 – А-образная тяга; 7 – регулятор положения кузова.

увеличить
Рисунок 2. Пневматическая подвеска управляемых колес автобуса Б59 фирмы Вольво: 1 – А-образная тяга; 2 – поперечная тяга; 3 – траверса; 4 – рукавный упругий элемент; 5 – запчасти.

Высота пола салона автобуса существенно снижена, угол поворота управляемых колес увеличен до 60 градусов. Следует подчеркнуть, что едва ли использование четырех упругих элементов в подвеске ведущих колес автобуса Ван-Холл целесообразнее, чем двух в подвеске автобуса фирмы Вольво. Отметим, что подвеска туристского автобуса Б58 с двойными баллонами (два баллона в передней подвеске и четыре сзади) не могла быть использована для перспективного городского автобуса Б59 большей вместимости, поскольку являлась неудачным усовершенствование рессорной подвески с листовыми рессорами. В целом подвески городских, пригородных и туристских автобусов фирмы Вольво оказались неунифицированными.

 

Вопрос 57

Подвеска — это совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между подрес­соренной и неподрессоренными массами Подвеска уменьшает динамические нагрузки, действующие на подрессоренную массу. Она состоит из трех устройств:

· упругого

· направляющего

· демпфи­рующего

Упругим устройством 5 на подрессоренную массу передаются вертикальные силы, действующие со стороны дороги, уменьшаются дина­мические нагрузки и улучшается плавность хода.
1 Направляющее устройство 7 – механизм, воспринимающий действующие на колесо продольные и боковые силы и их моменты. Кинематика направляющего устройства определяет характер перемещения колеса относительно несущей системы.

Демпфирующее устройство (амортизатор) 6 предназначено для гашения колебаний кузова и колес путем преобразования энергии колебаний в тепловую и рассеивания ее в окружающую среду.

Конструкция подвески должна обеспечивать требуемую плавность хода иметь кинематические характеристики, отвечающие требованиям устойчивости и управляемости автомобиля.

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска характеризуется зависимостью перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса.

 

Рис. Схема зависимой подвески колес

Передача сил и моментов от колес на кузов при такой подвеске может осуществляться непосредственно металлическими упругими элементами – рессорами, пружинами или с помощью штанг – штанговая подвеска.

Металлические упругие элементы имеют линейную упругую характеристику и изготавливаются из специальных сталей, обладающих высокой прочностью при больших деформациях. К таким упругим элементам относятся листовые рессоры, торсионы и пружины.

Листовые рессоры на совре­менных легковых автомобилях прак­тически не применяются, за исключением некоторых моделей автомобилей многоцелевого назначения. Можно отметить модели легковых автомобилей, выпускавшиеся ранее с листовыми рессорами в подвеске, которые продолжают эксплуатироваться и в настоящее время. Продольные листовые рессоры устанавливались в основном в зависимой подвеске колес и выполняли функцию упругого и направляющего устройства.

На легковых автомобилях и грузовых или микроавтобусах применяются рессоры без подрессорников, на грузовых автомобилях – с подрессорниками.

 

Пружины как упругие элементы применяются в подвеске многих легковых автомобилей. В передней и задней подвесках, выпускаемых различными фирмами большинства легковых автомобилей применяются винтовые ци­линдрические пружины с постоянными сечением прутка и шагом навивки. Такая пружина имеет линейную упругую характеристику, а необходимые характеристики обеспечиваются дополнительными упругими элементами из полиуретанового эластомера и резиновыми буферами отбоя.

На легковых автомобилях Российского производства в подвесках применяют цилиндрические винтовые пружины с постоянными сечением прутка и шагом в сочетании с резиновыми отбойными буферами. На автомобилях производителей других стран, например, БМВ 3-й серии в задней подвеске устанавливают бочкообраз­ную (фасонную) пружину с прогрессивной харак­теристикой, достигаемой за счет формы пружины и применения прутка переменного сечения.

а) цилиндрическая пружина; б) бочкообразная пружина

На ряде автомобилей для обеспечения прогрес­сивной характеристики применяется комбинация цилиндрических и фасон­ных пружин с переменной толщиной прутка. Фасонные пружины имеют прогрессивную упругую характеристику и называются «миниблоками» за небольшие размеры по высоте. Такие фасонные пружины применяют, например в задней подвеске автомобилей «Фольксваген», «Ауди», «Опель» и др. Фасонные пружины имеют различные диаметры в средней части пружины и по краям, а пружины «миниблок» имеют и различный шаг навивки.

Торсионы, как правило, круглого сечения применяются на автомобилях в качестве упругого элемента и стаби­лизатора.

 

Упругий крутящий момент передается торсионом через шлицевые или четырехгранные головки, распо­ложенные на его концах. Торсионы на автомобиле могут быть установлены в продольном или поперечном направлении. К недостаткам торсионов следует отнести их большую длину, необ­ходимую для создания требуемых жесткости и рабочего хода подвески, а также высокую соосность шлицов на концах торсиона. Однако следует отметить, что торсионы имеют небольшую массу и хорошую компактность, что позволяет успешно применять их на легковых автомобилях среднего и высокого классов.

Независимая подвеска

Независимая подвеска обеспечивает независимость перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса. По типу направляющего устройства независимые подвески делятся на рычажные, и подвески Макферсона.

 

 

Рычажная подвеска – подвеска, направляющее устройство которой представляет собой рычажный механизм. В зависимости от количества рычагов могут быть двухрычажные и однорычажные подвески, а в зависимости от плоскости качания рычагов – поперечно-рычажные, диагонально-рычажные и продольно-рычажные.

Подвеска Макферсона, основным элементом которой служит амортизаторная стойка, является развитием подвески на двойных поперечных рычагах, но имеет только снизу один или два поперечных рычага.

Снизу амортизаторная стойка крепится к поворотному кулаку, а сверху – к кузову автомобиля.

При повороте управляемых колес амортизаторная стойка поворачивается вместе с закрепленной на ней пружиной, что требует применения в верхней опоре подшипника качения или скольжения с низким значением трения. Винтовые пружины, расположенные вокруг амортизаторной стойки, обычно устанавливаются под некоторым углом к ее оси. Такой способ установки обеспечивает снижение величины «пороговой жесткости» подвески, когда сначала при небольших вертикальных усилиях со стороны колеса не происходит сжатия пружины а затем она сжимается довольно резко. Это позволяет устранить неприятные ощущения при движении по относительно ровным дорогам. Подвеска Макферсона обеспечивает незначительное, по сравнению с подвеской на двойных рычагах, изменение развала колес при их вертикальном перемещении.

К основным преимуществам подвески Макферсона следует отнести то, что она занимает небольшой объем и создает удобства при поперечном размещении силового агрегата, что обусловило ее широкое применение.

Рычаги направляющего устройства подвески соединяются с колесом и кузовом с помощью шаровых шарниров и втулок. Шарниры могут быть на­правляющими и несущими. Например, в независимой подвеске на поперечных рычагах на нижний рычаг опирается упругий элемент. Шаровой шарнир такого рычага воспринимает силы, действующие в различных направлениях, следовательно, шарнир должен быть несущим. Шарнир на верхних рычагах не воспринимает вер­тикальные силы, а передает в основном поперечные. В этом случае применяется направляющий шарнир. На рисунке показаны несущие шаровые шарниры и направляющий шарнир, применяющиеся на автомобилях.

Рис. Несущие и направляющие шаровые шарниры направляющего устройства подвески:
а – прямой несущий шарнир с цельным пластмассовым вкладышем; б – несущий шарнир с дополнительной шумоизоляцией; в – направляющий шарнир с поджатием нижней половины вкладыша к сферической головке

Следует отметить, что аналогичные шарниры применяются и на рулевых тя­гах. Шарниры имеют цилиндрический или конусный направляющий хвостовик, шаровая головка охватывается пластмассовым (из ацетильной смолы) вкладышем, защитный чехол заполняется специальной смазкой. Такие шарниры (фирмы-изготовители «Эренрайх», «Лемфёрдер Метальварен») обладают хорошей герметичнос­тью от попадания грязи и практически не требуют обслуживания. Обращает на себя внимание несущий шарнир, имеющий дополнитель­ную шумоизоляцию в виде упругих резиновых вкладышей, используемый фирмой «Даймлер-Бенц» для изоляции шумов от качения радиальных шин.

Опорные узлы направляющего устройства подвески должны иметь небольшое трение, быть достаточно жесткими и обладать шумопоглощающими свойствами. Для обеспечения этих требований в конструкцию опорных элементов вводятся резиновые или пласт­массовые вкладыши. В качестве материалов вкладышей применяют такие, которые не требуют обслуживания в процессе эксплуатации, например, полиуретан, полиамид, тефлон и др. Использование резиновых вкладышей во втулках обеспечивает хорошую шу­моизоляцию, эластичность при кручении и упругое смещение под нагрузкой. Наибольшее распространение в опорных элементах получили сайлент-блоки, состоящие из резиновой цилиндрической втулки, запрессованной с большим обжатием между наружной и внутренней металлическими втулками. Эти втулки допускают углы закручива­ния ±15° и перекос до 8°. Втулка применяется на автомобиле БМВ, изготовлена методом вулканизации резины между двумя стальными втулками, обладает хорошими шумопоглощающими свойствами и достаточной жесткостью. Втулка нашла широкое применение в поперечных тягах и амортизаторах.

своими концами соединяется с подвижными элементами подвески. Упругие свойства стабилизатора проявляются при его закручивании, как у торсиона. Если при движении автомобиля левое и правое колесо перемещаются одновременно и на одинаковое расстояние, стабилизатор практически не оказывает влияния на жесткость основных упругих элементов подвески. При повороте автомобиля стабилизатор закручивается и изменяет жесткость, уменьшая тем самым величину крена автомобиля. Большинство современных легковых автомобилей оборудуются как минимум передним стабилизатором поперечной устойчивости.

Стабилизатор может устанавливаться как в передней, так и в задней части автомобиля на резиновых втулках для обеспечения упругой деформации в опорах. Как правило, стабилизаторы изготавливают из пружинной стали.

 

Рис

Характерной конструкцией задней зависимой подвески заднеприводного автомобиля (классическая компонов­ка) является подвеска автомобиля ВАЗ.

 

внутренней арке (брызговику) кузова. На шток амортизатора задней подвески устанавливается буфер 7 хода сжатия закрываемый крышкой 8 с кожухом 6, и детали крепления амортизатора — распорная втулка 11, подушки 10 и опорная шайба 9.

Такая подвеска в переднеприводных автомобилях обеспечивает легкость компоновки всех элементов подвески, небольшое количество деталей в подвеске, отсутствие направляющих рычагов и штанг, оптимальное передаточное отношение от кузова к упругому устройству подвески исключение стабилизатора, высокую стабилизацию схода и колеи при разных ходах подвески, благопри­ятное расположение центров крена, уменьшающих возможность перераспределения массы кузова при торможении.