|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Реферат: Подвеска легкового автомобиля. Реферат на тему подвеска автомобиляРеферат Подвеска автомобиляскачатьРеферат на тему: План:
ВведениеПодвеска автомобиля, или система подрессоривания — совокупность деталей, узлов и механизмов, играющих роль соединительного звена между кузовом автомобиля и дорогой [1]. Входит в состав шасси. Подвеска выполняет следующие функции:
Основными элементами подвески являются:
В реальных подвесках зачастую один элемент выполняет сразу несколько функций. Например, многолистовая рессора в классической рессорной подвеске заднего моста воспринимает одновременно как нормальную реакцию дороги (то есть, является упругим элементом), так и боковые и продольные силы (то есть, является и направляющим элементом), а также за счёт межлистового трения выступает в качестве несовершенного фрикционного амортизатора. Однако в подвесках современных автомобилей, как правило, каждую из этих функций выполняют отдельные конструктивные элементы, достаточно жёстко задающие характер перемещения колёс относительно несущей системы и дороги, что обеспечивает заданные параметры устойчивости и управляемости. Современные автомобильные подвески становятся сложными конструкциями, сочетающими механические, гидравлические, пневматические и электрические элементы, зачастую имеют электронные системы управления, что позволяет достичь сочетания высоких параметров комфортабельности, управляемости и безопасности. 1. Основные установочные параметры подвески1.1. Колея и колёсная базаКолея́ — поперечное расстояние между наиболее удалёнными точками пятен контакта шин с дорогой. Колёсная ба́за — продольное расстояние между осями передних и задних колёс. 1.2. Центры крена и ось кренаЦентр поперечного крена — это воображаемая точка, расположенная в вертикальной плоскости, которая проходит через центры колёс, и при крене автомобиля в каждый конкретный момент времени остаётся неподвижной. Иными словами, это воображаемая точка, расположенная над воображаемой осью, соединяющей центры передних или задних колёс, вокруг которой кренится автомобиль (в повороте, при проезде неровностей, и так далее). Его расположение определяется конструкцией подвески. Так как спереди и сзади её конструкция не обязательно одинакова, различают отдельно передний и задний центры поперечного крена — то есть, передний и задний концы автомобиля (точнее, его передняя и задняя подвески) обладают собственными центрами крена. Соединяющая передний и задний центры поперечного крена линия — ось поперечного крена. Это та воображаемая ось, вокруг которой вращается кузов автомобиля при крене. На автомобилях с зависимой задней подвеской как правило она достаточно сильно наклонена вперёд (на них передний центр поперечного крена обычно находится на, или даже под поверхностью дороги, а задний расположен сравнительно высоко). На автомобилях с независимой подвеской спереди и сзади ось поперечного крена обычно примерно параллельна поверхности земли и расположена сравнительно высоко (тем лучше, чем ближе к высоте центра тяжести — об их взаимоотношениях см. ниже). Центр поперечного крена и ось поперечного крена имеют очень большое влияние на управляемость автомобиля. При повороте центробежная сила действует на центр тяжести автомобиля, и он начинает перемещаться вокруг оси поперечного крена. Чем ближе ось крена к центру тяжести автомобиля (далее — ЦТ), тем меньше кренится автомобиль, что позволяет проходить повороты на большой скорости и повысить комфортабельность. Как правило, однако, ось крена проходит сравнительно низко под ЦТ, так как из-за применения на серийных автомобилях высоких рядных двигателей и достаточно высокого размещения пассажиров в салоне их ЦТ оказывается достаточно высоким. Почти полное совмещение оси поперечного крена и ЦТ достигается или на низких спортивных автомобилях, особенно с низкими V-образными или оппозитными моторами (например, заднемоторных «Порше»), или за счёт особой геометрии подвески, размещающей центр крена достаточно высоко (например, передняя подвеска Ford Fiesta имеет центр крена, близкий к ЦТ; а задняя полузависимая — уже нет). Кроме центра поперечного крена, выделяют и центр продольного крена, который остаётся неподвижным в то время, как автомобиль разгоняется и тормозит. Как известно, при разгоне и торможении, особенно резком, кузов автомобиля накреняется соответственно назад или вперёд. Здесь действуют те же самые закономерности: чем ближе продольный ЦК к ЦТ, тем меньше автомобиль «клюёт носом» при торможении и «приседает» при разгоне. Именно на этом основан принцип действия так называемой «противоклевковой геометрии» передней подвески — за счёт особого наклона осей рычагов подвески в продольной плоскости достигается достаточно высокое положение центра продольного крена, при котором он почти попадает или максимально приближается к ЦТ, и автомобиль практически не «клюёт носом» даже при очень резком торможении. 1.3. Параметры установки управляемых колёс1.3.1. Плечо обкатаРазличные варианты плеча обката. Рассмотрим переднюю подвеску автомобиля. В связи с её конструктивными особенностями (например, такими, как размещение внутри колёс тормозного механизма и части деталей подвески), плоскость вращения колеса и ось его поворота в большинстве случаев оказываются на определённом расстоянии друг от друга. Это расстояние, измеренное на уровне поверхности земли, и называется плечом обката. Таким образом, плечо обката (Scrub Radius) — это расстояние по прямой между точкой, в которой ось поворота колеса пересекается с дорожным полотном, и центром пятна контакта колеса и дороги (в ненагруженном состоянии автомобиля). При повороте колесо «обкатывается» вокруг оси своего поворота по этому радиусу. Оно может быть нулевым, положительным и отрицательным (все три случая показаны на иллюстрации). В течение десятилетий на большинстве автомобилей использовались сравнительно большие положительные значения плеча обката. Это позволяло уменьшить усилие на рулевом колесе при парковке (потому что колесо катится при повороте руля, а не просто проворачивается на месте, как при нулевом плече обката) и освободить место в подкапотном пространстве за счёт выноса колёс «наружу». Однако со временем стало ясно, что положительное плечо обката может быть опасным — например, при отказе тормозов одной стороны, проколе одной из шин или нарушении регулировки руль начинает сильно «рваться из рук». Этот же эффект наблюдается при большом положительном плече обката и при проезде любой неровности на дороге, но плечо всё же делали достаточно малым, чтобы при нормальном вождении он оставался малозаметен. Поэтому начиная с семидесятых-восьмидесятых годов, по мере увеличения скоростей движения автомобилей и с распространением подвески типа «Макферсон», допускающей это с технической стороны, стали появляться автомобили с нулевым или даже отрицательным плечом обката. Это позволяет минимизировать описанные выше опасные эффекты. Например, на «классических» моделях ВАЗ плечо обката было положительным, а на переднеприводном семействе LADA Samara — стало уже отрицательным. Плечо обката определяется не только конструкцией подвески, но и параметрами колёс. Поэтому при подборе незаводских «дисков» (по принятой в технической литературе терминологии эта часть именуется «колесо» и состоит из центральной части — диска и внешней, на которую сажается шина — обода) для автомобиля следует соблюдать указанные заводом-изготовителем допустимые параметры, особенно — вылет, так как при установке колёс с неправильно подобранным вылетом плечо обката может сильно измениться, что весьма существенно сказывается на управляемости и безопасности автомобиля, а также на долговечности его деталей. Например, при установке колёс с нулевым или отрицательным вылетом при предусмотренном с завода положительном (например, слишком широких) плоскость вращения колеса сдвигается наружу от не меняющейся при этом оси поворота колеса, и плечо обката может приобрести большие положительные значения, руль начнёт «рваться» из рук на каждой неровности дороги, усилие на нём при парковке превышает все допустимые величины, а износ ступичных подшипников существенно увеличивается. 1.3.2. Развал и схождениеРазвал колеса. Развал — угол наклона плоскости вращения колеса, взятый между ней и вертикалью. Схождение — угол между направлением движения и плоскостью вращения колеса. 1.3.3. КастерПоложительный кастер. Кастер, или кастор — это продольный угол оси поворота колеса, взятый между ней и вертикалью. На заднеприводных автомобилях оси поворота передних колёс всегда наклоняют назад (положительный кастер). При наклонённой назад оси поворота колесо во время движения само стремится занять положение позади этой оси, что создаёт динамическую стабилизацию. Это можно уподобить поведению колёсика рояля или офисного стула — при качении оно всегда само занимает положение позади своей оси (во многих европейских языках такое колёсико как раз и называется «кастером» или «кастором»). При движении в повороте боковые силы реакции дороги также стараются вернуть колесо в исходное положение, так как прикладываются позади оси его поворота. По той же причине вилку переднего колеса на мотоциклах и велосипедах тоже всегда наклоняют назад. Благодаря наличию положительного кастера заднеприводный автомобиль продолжает ехать прямо при отпущенном руле, даже несмотря на воздействие возмущающих сил — неровностей дороги, бокового ветра и так далее. Колесо, имеющее положительный кастер, старается занять положение, соответствующее прямолинейному движению, даже если лопнула одна из рулевых тяг. Отсюда вытекает совершенная недопустимость при тюнинге заднеприводных автомобилей чрезмерно лифтовать заднюю подвеску — при этом кузов вместе с осью поворота передних колёс наклоняется вперёд, и кастер становится нулевым или даже отрицательным, при этом эффект динамической стабилизации передних колёс сменяется их динамической дестабилизацией, что значительно затрудняет управление автомобилем и делает его опасным. Большинство передних подвесок автомобилей имеют возможность регулировки кастера в небольших пределах для компенсации нормального износа в процессе эксплуатации. Для переднеприводного автомобиля положительный кастер намного менее актуален, так как передние колёса уже не свободно катятся, а тянут машину за собой, и небольшое его положительное значение сохраняют лишь для большей устойчивости при торможении. 1.4. Подрессоренные и неподрессоренные массыНеподрессоренная масса включает в себя массу деталей, вес которых при неподвижном нагруженном автомобиле непосредственно передаётся на дорогу (опорную поверхность). Остальные детали и элементы конструкции, масса которых передаётся на поверхность дороги не непосредственно, а через подвеску, относят к подрессоренным массам. Более конкретные способы определения неподрессоренных масс описывают национальные и международные стандарты. Например, согласно стандарту DIN рессоры, рычаги подвески, амортизаторы и пружины относятся к неподрессоренным массам, а торсионные валы — уже к подрессоренным. Для стабилизатора поперечной устойчивости же, половина массы берётся как подрессоренная, а половина — как неподрессоренная. Таким образом, точно определить величину неподрессоренных и подрессоренных масс можно либо на специальном стенде, либо имея возможность точно взвесить все детали ходовой части автомобиля и проведя достаточно сложные расчёты. Числовое значение неподрессоренных и подрессоренных масс необходимо для расчёта характеристик колебаний автомобиля, которые определяют плавность его хода и, соответственно, комфортабельность. В общем случае, чем больше неподрессоренная масса — тем хуже плавность хода, и напротив — чем она меньше, тем ход автомобиля плавней. Точнее говоря, всё зависит от соотношения подрессоренной и неподрессоренной масс. Хорошо известно, что гружёный грузовик (существенно увеличивается подрессоренная масса при постоянной неподрессоренной) идёт ощутимо плавнее, чем порожний. Кроме того, величина неподрессоренной массы оказывает непосредственное влияние на работу подвески автомобиля. Если неподрессоренная масса очень велика (скажем, в случае зависимой задней подвески заднеприводного автомобиля в виде тяжёлого жёсткого моста, объединяющего в массивном картере редуктор главной передачи, полуоси, ступицы колёс, тормозные механизмы и сами колёса) — то очень велик и момент инерции, получаемый деталями подвески при проезде неровностей. Это означает, что при проезде последовательных неровностей («волн» покрытия) на скорости тяжёлый задний мост просто не будет успевать «приземляться» под воздействием упругих элементов, и его сцепление с дорогой существенно падает, что создаёт возможность для очень опасного сноса задней оси, особенно на покрытии с малым коэффициентом сцепления (скользком). Подвеска с малыми неподрессоренными массами, например большинство типов независимой или зависимая типа «Де Дион», практически свободна от этого недостатка. 2. КлассификацияВ целом, все подвески делятся на два больших типа, имеющих принципиальные различия по характеру работы — зависимые и независимые. В зависимой подвеске колёса одной оси жёстко связаны между собой. Они всегда параллельны друг другу (или иногда имеют небольшой заданный на этапе проектирования развал), и на ровном покрытии перпендикулярны поверхности дороги. На неровном покрытии перпендикулярность колёс дороге может нарушаться (средняя картинка). В зависимой подвеске колёса одной оси так или иначе жёстко связаны между собой, и перемещение одного колеса оси однозначно влияет на другое. Это самый старый вариант подвески, унаследованный автомобилем ещё от конных экипажей. Тем не менее, она непрерывно совершенствовалась, и применяется в том или ином виде до сих пор. Наиболее совершенные варианты такой подвески (например, «Де Дион») уступают независимым лишь по ряду параметров, и то — незначительно и только на неровной дороге, имея при этом ряд важных преимуществ перед ними (в первую очередь — то, что, в отличие от независимых подвесок, колея колёс не меняется, они всегда параллельны друг другу, или в случае неведущего моста могут иметь небольшой заданный развал, а на сравнительно ровном покрытии — всегда остаются в наиболее выгодном положении — примерно перпендикулярно поверхности дороги, вне зависимости от ходов подвески и кренов кузова).[1] В независимой подвеске перемещение одного колеса не влияет, или практически не влияет на другое. Характер их перемещения друг относительно друга и относительно дороги задаётся геометрией конкретной подвески. В независимой подвеске колёса одной оси не имеют жёсткой связи, и перемещение одного из них либо никак не влияет на второе, либо имеет на него лишь небольшое влияние. При этом установочные параметры — такие, как колея, развал колёс, а в некоторых типах и колёсная база — меняются при сжатии и отбое подвески, иногда в весьма значительных пределах. В настоящее время такие подвески наиболее распространены благодаря сочетанию сравнительной дешевизны и технологичности с хорошими кинематическими параметрами. 2.1. Зависимые2.1.1. На поперечной рессореFord T, хорошо видна подвеска переднего моста на поперечной рессоре. Этот очень простой и дешёвый тип подвески широко применялся в первые десятилетия развития автомобиля, но по мере роста скоростей движения почти совершенно вышел из употребления. Подвеска состояла из неразрезной балки моста (ведущего или неведущего) и расположенной над ним полуэллиптической поперечной рессоры. В подвеске ведущего моста возникала необходимость размещения его массивного редуктора, поэтому поперечная рессора имела форму прописной буквы «Л». Для уменьшения податливости рессоры использовались продольные реактивные тяги. Этот тип подвески наиболее известен по автомобилям Ford T и Ford A/ ГАЗ-А. На автомобилях «Форд» этот тип подвески использовался вплоть до модели 1948 года (включительно). Инженеры ГАЗ-а же отказались от него уже на модели ГАЗ-М-1, созданной на основе Ford B, но имевшей полностью переработанную подвеску на продольных рессорах. Отказ от такого типа подвески на поперечной рессоре в данном случае был связан в наибольшей степени с тем, что она, по опыту эксплуатации ГАЗ-А, обладала недостаточной живучестью на отечественных дорогах. Наиболее же существенным недостатком схемы с поперечной рессорой было то, что она, обладая большой податливостью в продольном направлении даже несмотря на наличие реактивной тяги, при движении непредсказуемо изменяла угол поворота моста, что было особенно чувствительно в передней подвеске с управляемыми колёсами и способствовало нарушению управляемости автомобиля на большой скорости. Даже по меркам конца сороковых годов такая подвеска спереди не обеспечивала автомобилю нормальной управляемости на скорости. Зависимая схема с поперечной рессорой и лёгкой балкой неведущего моста использовалась в сравнительно малонагруженной задней подвеске многих переднеприводных DKW и происходящих от них ранних моделях ГДР-овского Wartburg. Продольное перемещение моста при этом контролировалось двумя продольными реактивными тягами. 2.1.2. На продольных рессорахЭто — вероятно, самый древний вариант подвески. В ней балка моста подвешена на двух продольно ориентированных рессорах. Мост может быть как ведущим, так и не ведущим, и расположен как над рессорой (обычно на легковых автомобилях), так и под ней (грузовики, автобусы, внедорожники). Как правило крепление моста к рессоре осуществляется при помощи металлических хомутов примерно в её середине (но обычно с небольшим смещением вперёд). Рессора в её классическом виде представляет собой пакет из упругих металлических листов, соединённых хомутами. Лист, на котором расположены ушки крепления рессоры, называется коренным — как правило, его делают самым толстым. В последние десятилетия наблюдается переход к мало- или даже однолистовым рессорам, иногда для них используются неметаллические композитные материалы (углепластики и так далее). Тем не менее, многолистовые рессоры также имеют свои преимущества. Два главных — это, во-первых, возникающий при межлистовом трении эффект гашения колебаний, благодаря которому рессора работает как простейший фрикционный (работающий за счёт трения) амортизатор; а во-вторых — то, что рессора обладает так называемой прогрессивной характеристикой — то есть, её жесткость увеличивается по мере возрастания нагрузки. Последнее является следствием того, что жёсткость листов рессоры тем больше, чем они короче. При небольших нагрузках деформируются только более длинные и мягкие листы, и рессора в целом работает как мягкая, создавая высокую плавность хода; при росте нагрузок при больших ходах подвески в работу включаются короткие и жёсткие листы, жёсткость рессоры в целом нелинейно возрастает и она становится способной без пробоя выдержать большие усилия. Это аналогично работе сравнительно недавно вошедших в практику массового автомобилестроения пружин прогрессивного действия (с переменным шагом навивки). Старинная иллюстрация, показывающая формы различных рессор: полу- (A, B, C), 3/4- (D) и разные виды эллиптических (E, F). 3/4-эллиптические рессоры. Рессоры в такой подвеске могут быть четверть-, полу-, 3/4- и полностью эллиптическими.
Продольные рессоры в такой подвеске воспринимают усилия во всех направлениях — вертикальном, боковом, продольном, а также тормозные и реактивные моменты, — что позволяет исключить из конструкции подвески дополнительные элементы (рычаги, реактивные тяги, растяжки, и т. д.). Поэтому продольно-рессорная подвеска характеризуется простотой и относительной дешевизной (хотя производство рессор достаточно сложно и требует хорошо поставленной технологии). Кроме того, так как рессора опирается на раму или кузов в двух широко разнесённых точках, она снимает возникающие при большой загрузке напряжения в задней части кузова или рамы, благодаря чему такая подвеска также характеризуется высокой живучестью на плохих дорогах и грузоподъёмностью. К преимуществам можно отнести и легкость варьирования жёсткости за счёт подбора листов той или иной длины и толщины. До конца семидесятых годов продольные полуэллиптические листовые рессоры очень широко применялись в зависимой задней подвеске легковых автомобилей благодаря дешевизне, простоте и хорошей живучести. Длинные рессоры с относительно небольшим количеством листов (малолистовые) обеспечивают благодаря своей мягкости высокую плавность хода, благодаря чему долгое время применялись на больших комфортабельных легковых автомобилях. На грузовых автомобилях продольные рессоры долгое время были основным типом упругих элементов подвески и продолжают использоваться сегодня. В настоящее время в подвесках современных легковых автомобилей продольные рессоры в своём традиционном виде практически не применяются, так как они слишком податливы под действием продольных и боковых сил, и за счёт этого допускают в ходе работы подвески (например, в поворотах) непредсказуемое смещение («увод») прикреплённого к ним моста — сравнительно небольшое, но достаточное для нарушения управляемости на сравнительно больших скоростях. Причём с ростом длины рессоры и уменьшением её жёсткости (то есть повышением плавности хода и комфортабельности автомобиля) эти явления становятся всё более выраженными. При разгоне продольные рессоры допускают S-образную деформацию, при которой мост поворачивается вокруг своей оси, что увеличивает изгибное напряжение, действующее в точках крепления рессоры. Частично решает проблему увеличение ширины рессор (и такая тенденция действительно наблюдалась, например, на ГАЗ-21 рессоры имели ширину 55 мм, на ГАЗ-24 — 65 мм, на «ГАЗели» — 75 мм), смещение точки крепления моста и более жёстких коротких листов к переднему креплению рессоры, а также введение в рессорную подвеску растяжек и реактивных тяг. Однако наиболее предпочтительна зависимая подвеска с жёстко и однозначно заданной геометрией, вроде пятирычажной с тягой Панара или механизмом Уатта, исключающей элемент непредсказуемости поведения жёсткого моста. Введение в рессорную подвеску аналогичных жёстких направляющих элементов лишило бы её основных преимуществ — простоты и сравнительной дешевизны, делает излишне громоздкой, поэтому в таких случаях подвеска выполняется обычно на других типах упругих элементов, способных воспринимать только вертикальные усилия — как правило, витых пружинах, работающих на кручение торсионных стержнях или пневмобаллонах. Единичные случаи применения рессор в современных легковых автомобилях, например, в подвесках автомобиля Chevrolet Corvette и некоторых Volvo, связаны с их использованием исключительно в качестве упругого элемента, геометрию же подвески при этом задают рычаги, аналогичные используемым в пружинной подвеске. Классические же рессорные подвески, в которых рессора работает и как упругий, и как направляющий элемент встречаются нынче практически только на консервативных внедорожниках и грузовых автомобилях, иногда — в сочетании с дополнительными упругими элементами, например — пневмобаллонами (автобус «Богдан», некоторые американские пикапы). 2.1.3. С направляющими рычагамиСуществуют самые различные схемы таких подвесок с различным количеством и расположением рычагов. Часто применяется показанная на иллюстрации пятирычажная зависимая подвеска с тягой Панара. Её преимущество в том, что рычаги жёстко и предсказуемо задают движение ведущего моста по всем направлениям — вертикальном, продольном и боковом. Более примитивные варианты имеют меньшее число рычагов. Если рычага всего два, при работе подвески они перекашиваются, что требует либо их собственной податливости (например, на некоторых «Фиатах» начала шестидесятых годов и английских спорткарах рычаги в пружинной задней подвеске делались упругими, пластинчатыми, по сути — аналогичными четверть-эллиптическим рессорам), либо особого шарнирного соединения рычагов с балкой, либо податливости самой балки на кручение (так называемая торсионно-рычажная подвеска с сопряжёнными рычагами, до сих пор широко распространённая на переднеприводных автомобилях). В качестве упругих элементов могут использоваться как витые пружины, так и например пневмобаллоны (особенно на грузовиках и автобусах, а также — в лоурайдерах). В последнем случае требуется жёсткое задание движения направляющего аппарата подвески по всем направлениям, так как пневмобаллоны не способны воспринимать даже небольшие поперечные и продольные нагрузки. 2.1.4. С дышломДышло в задней подвеске автомобилей применяют для уменьшения продольных кренов при разгоне и торможении. Дышло жёстко соединено с балкой ведущего заднего моста, а с кузовом соединяется с помощью шарнира. При разгоне дышло за счёт сил, действующих на балку моста, подталкивает кузов вверх в точке крепления, а при торможении — подтягивает вниз, предотвращая «клевок» кузова. 2.1.5. Типа «Де Дион»Подвеска «Де Дион» в схематичном изображении: голубой — неразрезная балка подвески, жёлтый — главная передача с дифференциалом, красный — полуоси, зелёный — шарниры на них, оранжевый — рама или кузов. Подвеску «Де Дион» можно охарактеризовать как промежуточный тип между зависимыми и независимыми подвесками. Этот тип подвески может использоваться только на ведущих мостах, точнее говоря, только ведущий мост может иметь тип подвески «Де Дион», так как она была разработана как альтернатива неразрезному ведущему мосту и подразумевает наличие на оси ведущих колёс. В подвеске «Де Дион» колёса соединены сравнительно лёгкой, так или иначе подрессоренной неразрезной балкой, а редуктор главной передачи неподвижно крепится к раме или кузову и передаёт вращение на колёса через полуоси с двумя шарнирами на каждой. Это позволяет свести к минимуму неподрессоренные массы (даже по сравнению со многими видами независимой подвески). Иногда для улучшения этого эффекта даже тормозные механизмы переносят к дифференциалу, оставляя неподрессоренными лишь ступицы колёс и сами колёса. При работе такой подвески изменяется длина полуосей, что вынуждает выполнять их с подвижными в продольном направлении шарнирами равных угловых скоростей (как на переднеприводных автомобилях). На английском Rover 3500 использовались обычные карданные шарниры, и для компенсации балку подвески пришлось выполнить с уникальной конструкции скользящим шарниром, позволявшим ей увеличивать или уменьшать свою ширину на несколько сантиметров при сжатии и отбое подвески. «Де Дион» является технически весьма совершенным типом подвески, и по кинематическим параметрам превосходит даже многие виды независимых, уступая лучшим из них лишь на неровной дороге, и то по отдельным показателям. При этом и себестоимость его достаточно высока (выше, чем у многих типов независимой подвески), поэтому применяется она сравнительно редко, обычно — на спортивных автомобилях. Например, такую подвеску имели многие модели Alfa Romeo. Из недавних автомобилей с такой подвеской можно назвать Smart. 2.2. Независимые2.2.1. С качающимися полуосямиПодвеска с качающимися полуосями имеет по одному шарниру на каждой из них. Это обеспечивает их независимое подрессоривание, но при работе подвески такого типа изменяются в больших пределах как колея, так и развал колёс, что делает такую подвеску кинематически несовершенной. Благодаря простоте и дешевизне такая подвеска одно время широко использовалась в качестве ведущего заднего моста на заднеприводных автомобилях. Однако по мере роста скоростей и требований к управляемости от неё стали повсеместно отказываться, как правило — в пользу более сложной, но и более совершенной подвески на продольных или косых рычагах. Например, ЗАЗ-965 имел качающиеся полуоси в задней подвеске, но его преемник ЗАЗ-966 уже получил косые рычаги и полуоси с двумя шарнирами на каждой. Точно такую же трансформацию претерпела и задняя подвеска второго поколения американского Chevrolet Corvair. На переднем мосту такая подвеска применялась очень редко, и практически исключительно на малоскоростных, лёгких заднемоторных автомобилях (например, Hillman Imp). Существовали и улучшенные варианты такой подвески. Например, на некоторых моделях Mercedes-Benz шестидесятых годов использовался задний мост с одним шарниром посередине, половинки которого работали как качающиеся полуоси. Такой вариант подвески отличается меньшим изменением её установочных параметров при работе. Между половинками моста устанавливался дополнительный пневматический упругий элемент, позволявший регулировать высоту кузова автомобиля над дорогой. На некоторых автомобилях, — например, пикапах «Форд» середины 1960-х годов, применялись неведущие мосты с качающимися полуосями, точки крепления которых были расположены близко к колёсам противоположного борта. Полуоси при этом получались очень длинными, почти во всю колею автомобиля, и изменение колеи и развала колёс было не так заметно. В настоящее время такая подвеска практически не применяется. 2.2.2. На продольных рычагахВ этой подвеске каждое из колёс одной оси прикреплено к продольному рычагу, закреплённому на раме или кузове подвижно. Этот тип независимой подвески прост, но несовершенен. При работе такой подвески в достаточно больших пределах меняется колёсная база автомобиля, правда колея при этом остаётся постоянной. При повороте колёса в ней наклоняются вместе с кузовом существенно больше, чем в других конструкциях подвесок. Продольные рычаги воспринимают усилия, действующие во всех направлениях, а значит — подвергаются большим нагрузкам на кручение и изгиб, что требует их большой жёсткости и, соответственно, утяжеления. Кроме того, для неё характерно очень низкое, в районе полотна дороги, расположение центра крена, что является недостатком для задней подвески. Помимо простоты, в качестве преимущества такой подвески можно назвать то, что между рычагами пол можно выполнить совершенно ровным, увеличив объём, доступный для пассажирского салона или багажника. Это особенно чувствуется при применении в качестве упругих элементов торсионов, благодаря чему подвеска на продольных рычагах с поперечными торсионными валами в своё время широко использовалась на французских автомобилях. В своё время (преимущественно 1970-е — 1980-е годы) такая подвеска с традиционными пружинными или (Citroёn, Austin) гидропневматическими упругими элементами довольно широко применялась на задней оси переднеприводных автомобилей. Однако впоследствии она в этой роли была вытеснена разработанной «Ауди» полузависимой подвеской со связанными рычагами, более компактной и технологичной типа «Мак Ферсон» (в англоязычных странах такую подвеску на задней оси называют «Чепмен») или (уже в конце 1980-х… 1990-е годы) наиболее кинематически совершенной на двойных поперечных рычагах. В качестве передней такая подвеска изредка применялась на конструкциях, разработанных до 1950-х годов, а впоследствии — ввиду своего несовершенства практически исключительно на дешёвых малоскоростных автомобилях (например, Citroen 2CV). Кроме того, подвеска на продольных рычагах очень широко применяется на лёгких прицепах. 2.2.2.1. Пружинные2.2.2.2. Торсионные2.2.3. На косых рычагахЭто по сути разновидность подвески на продольных рычагах, созданная в стремлении избавиться от её врождённых недостатков. Она почти всегда используется на задней ведущей оси. В ней оси качания рычагов расположены под некоторым углом. Благодаря этому изменение колёсной базы минимизируется по сравнению с подвеской на продольных рычагах, уменьшается и влияние кренов кузова на наклон колёс (но появляется изменение колеи). Существует два вида такой подвески. В первом используется по одному шарниру на каждой полуоси, как в подвеске с качающимися полуосями (иногда её и считают разновидностью последней), при этом ось качания рычага должна проходить через центр шарниров полуосей (расположенных в районе их прикрепления к дифференциалу), то есть расположена под углом 45 градусов к поперечной оси автомобиля. Это удешевляет подвеску, но при её работе сильно меняются развал и схождение колёс, в повороте наружное колесо «подламывается» под кузов, а центр крена оказывается очень высоким (те же недостатки характерны и для подвески на качающихся полуосях). Этот вариант применялся практически исключительно на дешёвых, лёгких и малоскоростных, как правило — заднемоторных автомобилях (ЗАЗ-965, Fiat 133, и так далее). Во втором варианте (именно он показан на иллюстрации) каждая полуось имеет по два шарнира — внутренний и внешний, при этом ось качания рычага не проходит через внутренний шарнир, и её угол с поперечной осью автомобиля составляет не 45, а 10-25 градусов, что более выгодно с точки зрения кинематики подвески. Это уменьшает изменение колеи и развала колёс до приемлемых величин. Второй вариант в 1970-е… 1980-е годы очень широко применялся на заднеприводных автомобилях, как правило непосредственно заменив использовавшиеся на предыдущих поколениях зависимые подвески с неразрезным мостом. Можно назвать такие модели, как «Запорожец» ЗАЗ-966 и −968, BMW 3-й… 7-й серий, некоторые модели Mercedes-Benz, Ford Granada, Ford Sierra, Ford Scorpio, Opel Senator, Porsche 911 и так далее. В качестве упругих элементов применялись как традиционные витые пружины, так и торсионные валы, иногда — пневмобаллоны. Впоследствии по мере совершенствования подвесок автомобилей и повышения требований к устойчивости и управляемости он был вытеснен либо более дешёвой и компактной подвеской «МакФерсон» («Чепмен»), либо более совершенной на двойных поперечных рычагах, и сегодня применяется весьма редко. На переднеприводных автомобилях такая подвеска применялась редко, так как для них её кинематические преимущества мало значимы (в них роль задней подвески вообще намного меньше, чем у заднеприводных). Из примеров можно назвать, например, Trabant, у которого упругим элементом в подвеске на косых рычагах служила закреплённая в своём центре на кузове поперечная рессора, концы которой крепились к концам А-образных косо расположенных рычагов. 2.2.4. На продольных и поперечных рычагахЭто сложный и очень редко встречавшийся тип подвески. По сути он был вариантом подвески макферсон, но для разгрузки брызговика крыла пружины располагались не вертикально, а горизонтально продольно, и упирались задним торцом в перегородку между моторным отсеком и салоном (щит передка). Для передачи усилия от амортизаторной стойки на пружины было необходимо введение дополнительного качающегося в вертикальной плоскости продольного рычага с каждого борта, передний конец которого шарнирно закреплялся наверху стойки, задний — также шарнирно на щите передка, а в его средней части имелся упор для переднего торца пружины. Из-за своей сравнительной сложности такая подвеска потеряла основные преимущества схемы макферсон — компактность, технологическую простоту, небольшое количество шарниров и малую себестоимость, сохранив все её кинематические недостатки. Такую подвеску имели английские «Роверы» 2200 TS и 3500 V8, а также немецкие Glas 700, S1004 и S1204. Похожие дополнительные продольные рычаги имелись в передней подвеске первого «Мерседеса» S-класса, но пружины располагались всё же традиционно — в вертикальном положении между кузовом и нижними поперечными рычагами, а сами небольшие продольные рычажки служили только для улучшения кинематики. 2.2.5. На двойных продольных рычагахВ этой подвеске с каждой стороны имеется по два продольных рычага. Как правило такая подвеска применялась на передней оси сравнительно малоскоростных заднемоторных автомобилей — характерными примерами её использования являются «Фольксваген Жук» и первые поколения «Фольксваген Транспортер», ранние модели спорткаров «Порше», а также мотоколяска С-3Д и «Запорожец». Все они имели по сути общую конструкцию (так называемая «система Порше», в честь изобретателя) — в качестве упругих элементов применялись расположенные друг над другом поперечные торсионные валы, соединяющие пару рычагов, причём торсионы были заключены в образовывавшие поперечину подвески трубы (у поздних моделей «Запорожца» помимо торсионов в качестве дополнительных упругих элементов применялись также цилиндрические витые пружины, расположенные вокруг амортизаторов). Главным преимуществом такой подвески является большая компактность в продольном и вертикальном направлениях. Кроме того, поперечина подвески расположена далеко впереди оси передних колёс, благодаря чему появляется возможность сильно вынести салон вперёд, разместив ноги водителя и переднего пассажира между арками передних колёс, что позволяло существенно сократить длину заднемоторного автомобиля. При этом, однако, расположенный спереди багажник оказывался весьма скромным по объёму, именно из-за вынесенной далеко вперёд поперечины подвески. С точки зрения кинематики эта подвеска несовершенна: в ней происходят хотя и меньшие по сравнению с одинарными продольными рычагами, но всё же существенные изменения колёсной базы при ходах отбоя и сжатия, и так же присутствует сильное изменение развала колёс при кренах кузова. К этому следует добавить, что рычаги в ней должны воспринимать большие изгибающие и крутильные нагрузки со стороны как вертикальных, так и боковых сил, что заставляет делать их достаточно массивными. 2.2.6. На двойных поперечных рычагахВ этой подвеске с каждой стороны автомобиля расположены два поперечных рычага, внутренние концы которых подвижно закреплены на кузове, поперечине или раме, а внешние соединены со стойкой, несущей колесо — как правило поворотной в передней подвеске и неповоротной в задней. Обычно верхние рычаги короче нижних, что обеспечивает выгодное с точки зрения кинематики изменение развала колёс в сторону большего отрицательного при ходе сжатия подвески. Рычаги могут быть как параллельны друг другу, так и находиться друг относительно друга под определённым углом в продольной и поперечной плоскостях. Наконец, один из рычагов или они оба могут быть заменены поперечной рессорой (о таком типе подвески см. ниже). Фундаментальное преимущество такой подвески — возможность для проектировщика путём выбора определённой геометрии рычагов жёстко задать все основные установочные параметры подвески — изменение развала колёс и колеи при ходах сжатия и отбоя, высоту продольного и поперечного центров крена, и так далее. Кроме того, такая подвеска нередко полностью монтируется на крепящейся к кузову или раме поперечине, и таким образом представляет собой отдельный агрегат, который может быть целиком демонтирован с автомобиля для ремонта или замены. С точки зрения кинематики и управляемости двойные поперечные рычаги считаются наиболее совершенным типом направляющего аппарата, что обуславливает очень широкое распространение такой подвески на спортивных и гоночных автомобилях. В частности, все современные болиды «Формулы-1» имеют именно такую подвеску как спереди, так и сзади. Большинство спортивных автомобилей и представительских седанов в наши дни также используют этот тип подвески на обеих осях. Если подвеска на поперечных рычагах используется для подрессоривания поворотных колёс, её конструкция должна обеспечивать их поворот на необходимые углы. Для этого либо саму соединяющую рычаги стойку выполняют поворотной, используя для её соединения с рычагами специальные шаровые шарниры с двумя степенями свободы (их часто называют «шаровые опоры», но на самом деле опорой из них является только нижний шарнир, на который стойка действительно опирается), либо стойка выполняется неповоротной и качается на обычных цилиндрических шарнирах с одной степенью свободы (например, резьбовых втулках), а поворот колёс обеспечивается за счёт вращающегося в подшипниках вертикального стержня — шкво́рня, играющего роль реально существующей оси поворота колёс. Даже если в подвеске конструктивно отсутствуют шкворни, и стойка выполнена поворотной на шаровых шарнирах — всё равно часто говорят о шкворне («виртуальном») как оси поворота колёс, а также об углах его наклона — продольном («кастер») и поперечном. В настоящее время шкворни используются как правило в подвесках грузовиков, автобусов, тяжёлых пикапов и внедорожников, а в подвесках легковых автомобилей при необходимости обеспечения поворота колёс применяются стойки с шаровыми шарнирами, так как они не требуют частой смазки. 2.2.6.1. ПружинныеПередняя подвеска на двойных поперечных рычагах. Задняя подвеска автомобилей «Ягуар» (1961—1996 годы), в которой роль верхних рычагов играют полуоси. Классический вариант передней независимой подвески для легковых автомобилей. В качестве упругого элемента используются винтовые пружины, как правило расположенные между рычагами, реже — вынесенные в пространство над верхним рычагом и опирающиеся на брызговик крыла, как в подвеске «Макферсон». Главное преимущество — возможность задать за счёт геометрии рычагов требуемое минимальное изменение развала и колеи колёс в ходе работы подвески. Появилась в тридцатых годах и быстро стала основным типом передней подвески на легковых автомобилях. До распространения в семидесятых-восьмидесятых годах менее удачной с точки зрения геометрических параметров и кинематики, но дешёвой и компактной подвески «макферсон» этот тип для передней подвески легковых автомобилей использовался чаще всего. В настоящее время такую подвеску имеют только сравнительно дорогие автомобили, например Audi A4 или дорогие серии автомобилей Jaguar, причём как правило сразу и на передней, и на задней оси. 2.2.6.2. ТорсионныеВ качестве упругих элементов используются продольно расположенные торсионы — работающие на скручивание стержни. Как правило торсионы крепятся к нижним рычагам. Торсионы могут располагаться как продольно (в этом случае они служат одновременно и осями рычагов), так и поперечно (во втором случае каждый из них может быть уподоблен принципу действия стабилизатору поперечной устойчивости в традиционной подвеске, с той разницей что поперечные торсионы имеют с одной стороны неподвижное крепление, а стабилизатор закреплён лишь на рычагах подвески, в точках же крепления к раме или кузову он может свободно проворачиваться, поэтому стабилизатор и не работает при сжатии или отбое подвески одновременно с двух сторон — только при разноимённом ходе противоположных колёс) Такая передняя подвеска использовалась на многих автомобилях фирм Packard, Chrysler и Fiat начиная с пятидесятых годов, советских легковых ЗиЛ и некоторых моделях французской фирмы Simca, созданных в годы сотрудничества с «Крайслером» (например Simca 1307). Характеризуется высокой плавностью хода, компактностью (что например позволило на «Симке» разместить между рычагами приводы передних колёс). 2.2.6.3. РессорныеВ этой подвеске в качестве упругого элемента используются поперечные рессоры (одна или две). Поперечная рессора может быть закреплена в двух точках или в одной. Жёстко закреплённая в одной точке (центрально) поперечная рессора обладает меньшей податливостью в поперечном направлении, но большей в продольном по сравнению с закреплённой в двух точках. Закреплённая в двух точках поперечная рессора работает как стабилизатор поперечной устойчивости, зачастую вообще исключая его из конструкции подвески. При этом рессора может дополнительно выступать в качестве одного из рычагов (как правило, верхнего) или даже обоих (как показано на иллюстрации). В этом случае из-за намного большей податливости рессоры в продольном и поперечном направлениях по сравнению с рычагами на резьбовых или резинометаллических (сайлент-блоках) шарнирах геометрия подвески сильно меняется в ходе её работы, что отрицательно сказывается на управляемости автомобиля. Поэтому подвеска с двумя поперечными рессорами или с поперечной рессорой снизу и рычагами сверху применялась лишь до сороковых-пятидесятых годов, а впоследствии — только на лёгких заднемоторных автомобилях с относительно малонагруженным передком (например Fiat 600). Подвеска с двумя поперечными рессорами иногда применялась также на тракторах и малоскосростной сельскохозяйственной технике благодаря своей дешевизне и простоте (показано на иллюстрации). Также изредка применялась схема подвески на четырёх (по две на борт) поперечный полурессорах, или четвертьэллиптических рессорах, например на довоенных легковых автомобилях Packard. Четвертьэллиптические рессоры намного менее податливы в продольном и поперечном направлении, чем полуэллиптические, но по сравнению с настоящей подвеской на поперечных рычагах — всё же излишне. Кроме того, они весьма жёстки в вертикальном направлении, что затрудняет создание комфортабельного автомобиля с плавным ходом. Расположенная сверху поперечная рессора подвергается меньшим нагрузкам по сравнению с расположенной снизу, поэтому компоновка подвески с поперечной рессорой сверху и поперечными рычагами снизу была более распространена. Её часто использовали в передней подвеске переднеприводных автомобилей, так как на них между рычагами проходят приводы передних колёс, зачастую не оставляя места для пружин. В этом случае подвеска на поперечной рессоре оказывалась сравнительно удачным, экономичным и недорогим решением для малоскоростных автомобилей. Например, на переднеприводном Ford Taunus поколений P4 и P6 (1962—1970) использовалась именно такая схема передней подвески — треугольные А-образные рычаги с очень большой базой снизу и поперечная рессора сверху. При его максимальной скорости, едва превышавшей 120 км/ч, её хватало для сохранения адекватной управляемости автомобиля, при этом передняя подвеска была весьма простой и дешёвой. Примерно так же была организована передняя подвеска и на итальянских переднеприводных автомобилях Autobianchi Primula и Autobianchi A111, а также — и передняя, и задняя на западногерманском лёгком военном вездеходе Volkswagen Iltis. С широким распространением в семидесятые годы подвески типа «Макферсон» для передних ведущих колёс легковых автомобилей и пружинно-амортизаторных стоек, которые можно было разместить в подвеске с двумя поперечными рычагами над верхним рычагом, оставив место для приводов колёс (Renault 12, Renault 18, Dacia 1300 и т. д.), подвески на верхней поперечной рессоре вышли из употребления. Наиболее же технически совершенным типом такой подвески является подвеска с двумя поперечными рычагами с каждой стороны и прикреплённой к одной из пар (верхней или нижней) поперечной рессоре (на иллюстрации). Такая подвеска по сути не имеет существенных отличий от подвески с двойными поперечными рычагами и пружинами или торсионами, рессора в ней играет роль исключительно упругого, а не направляющего, элемента. Главное её достоинство — относительная компактность поперечной рессоры, что сделало её выгодным выбором для конструкторов спорткаров ввиду компоновочных преимуществ. Например, на Chevrolet Corvette последних поколений в передней и задней подвесках используются поперечные рессоры, расположенные под нижним рычагом и шарнирно соединённые с ним (или с верхним рычагом, в зависимости от модели). Так же использовались поперечные рессоры в подвесках таких автомобилей, как Opel Kadett A и B, Fiat 127, Fiat 128 и Fiat Ritmo. В передней подвеске Lancia Flavia использовалась поперечная рессора, расположенная над верхними рычагами и шарнирно с ними соединённая. Поперечная рессора из композитного материала используется в качестве упругого элемента в задней подвеске некоторых современных моделей фирмы Volvo и недавно существовавших фирмы Cadillac, что позволило сэкономить место в багажном отделении. 2.2.6.4. Гидропневматические и пневматическиеВ качестве упругих элементов используются пневмобаллоны (лоурайдеры, очень многие модели легковых автомобилей североамериканского производства конца пятидесятых годов, некоторые исторические модели Mercedes-Benz, Austin, Borgward и иных фирм) или гидропневматические упругие элементы (знаменитые подвески фирмы Citroёn, завязанные в единую гидросистему с гидроусилителем руля и тормозами, способные в большом диапазоне изменять дорожный просвет автомобиля). 2.2.7. «Макферсон»Самый распространённый в наши дни тип независимой подвески легкового автомобиля. Характеризуется простотой, дешевизной, компактностью и сравнительно оптимальной кинематикой. В последние десятилетия наблюдается тенденция к замене её на более совершенную с двойными поперечными рычагами в подвеске сравнительно дорогих автомобилей. Например, на Audi 80 и Audi 100 использовался «МакФерсон» спереди (и полузависимая подвеска со связанными продольными рычагами сзади), а на сменивших их моделях Audi A4 и Audi A6 — уже подвеска на двойных поперечных рычагах, причём и спереди, и сзади. На бюджетных же моделях «МакФерсон» и сейчас считается оптимальным решением с точки зрения сочетании экономии, компактности и кинематики. 2.2.8. Торсионно-рычажная (с сопряжёнными рычагами)Очень распространённый в наше время тип полузависимой подвески задних колёс с двумя продольными рычагами, соединёнными работающей на скручивание торсионной балкой. Была разработана фирмой Audi в семидесятых годах, после чего очень широко использовалась (и используется сейчас, как правило на бюджетных моделях) в качестве задней на переднеприводных автомобилях. 3. Активная подвескаУпругий элемент пневмоподвески Активной называется подвеска, которая может изменять положение и жесткость упругих элементов по команде от управляющего устройства, которое в свою очередь получает данные о положении кузова от различных датчиков. Основные виды активной подвески: пневматическая, гидравлическая и пневмогидравлическая. Наиболее широкое применение активная подвеска получила в автобусах и троллейбусах, где она позволяет избежать кренов кузова при неравномерном распределении пассажиров по салону, и в грузовиках. В легковых автомобилях применяется реже из-за сложности и дороговизны. Литература
5. Источники и примечания
wreferat.baza-referat.ru Доклад - Виды подвесок автомобилейФедеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра: «Автомобиле — и тракторостроение» РефератНа тему: “Виды подвесок автомобилей” Выполнил: студент группы АТФ-4С Дитковский Р.С. Проверил: Соколов-Добрев Н.С. Волгоград, 2010 Подвески легковых автомобилей Двухрычажная Двухрычажная подвеска с коротким верхним и длинным нижним рычагами обеспечивает минимальные поперечные перемещения колеса (вредные для боковой устойчивости автомобиля и вызывающие быстрый износ шин), а также незначительные угловые перемещения при ходе вверх и вниз. Конфигурация поперечного рычага позволяет каждому колесу независимо воспринимать неровности и оставаться более вертикальным на поверхности дороги. А это означает лучшее сцепление с дорогой. McPherson Подвеска МакФерсона, названая по имени инженера Эрла Макферсона, разработавшего её в 1960 году, представляет собой подвеску колеса, состоящую из одного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости и блока из пружинного элемента и амортизатора телескопического типа, называемого качающейся свечой, в связи с тем, что он закреплен в верхней части к кузову при помощи упругого шарнира и может качаться при движении колеса вверх-вниз. Кинематическия схема менее совершенна, чем подвеска на двух поперечных или продольных рычагах: что при большом ходе подвески развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться, и тем больше, чем больше ход подвески. Но в связи с технологичностью и дешевизной данный тип подвески получил очень большое распространение в современном автомобилестроении. Многорычажная Многорычажная подвеска несколько напоминают двухрычажную подвеску и имеют все ее положительные качества. Эти подвески более сложны и боле дороги, но обеспечивают большую плавность хода и лучшую управляемость автомобиля. Большое количеств элементов — сайлент-блоков и шаровых шарниров хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес. Применение многорычажной независимой подвески, которая главным образом используется на автомобилях представительского класса, придает подвеске стабильный контакт колес с любым покрытием на дороге и четкий контроль автомобиля при изменениях направления движения. Главные преимущества многорычажной подвески -Независимость колес друг от друга -Низкая неподрессоренная масса -Независимая продольная и поперечная регулировки -Хорошая недостаточная поворачиваемость — Хороший вариант для использования в схеме 4x4 Главный недостаток современной схемы — сложность и, соответственно, цена. До недавнего времени ее применяли только на дорогих автомобилях. Теперь же она «удерживает» задние колеса даже некоторых машин гольф-класса. Установка пневмоэлементов: На всех вышеописанных подвесках пневмоэлемент устанавливается по схожей схеме. Он одевается на шток аммортизатора через сальники, обеспечивающие герметичность системы. Место крепления пневмоэлемента к корпусу стойки также надежно герметизируется. Задняя зависимая подвеска Типичным представителем такой конструкции может служить задняя подвеска с цилиндрическими винтовыми пружинами в качестве упругих элементов. Как пример можно привести конструкцию задних подвесок классических «Жигулей». В этом случае балка заднего моста «подвешивается» на двух винтовых пружинах и дополнительно крепится к кузову при помощи четырех продольных рычагов. Кроме этого, для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода устанавливается поперечная реактивная штанга. Основным недостатком этого типа подвески является значительная масса балки заднего моста. Этот показатель особенно возрастает, когда мост выполняется ведущим: приходится «нагружать» балку весом картера главной передачи, редуктора и т.п. А приводит все это к возрастанию так называемых неподрессоренных масс, из-за чего значительно ухудшается плавность хода и появляются вибрации. Подвеска типа «ДеДион» Стремясь как можно больше «облегчить» задний мост, инженеры многих автомобильных компаний начали применять подвеску типа «Де Дион», названную по имени своего изобретателя, француза Альберта Де Диона. Главное ее отличие — картер главной передачи теперь отделен от балки моста и прикреплен непосредственно к кузову. Теперь крутящий момент передается от двигателя автомобиля к ведущим колесам через полуоси, качающиеся на шарнирах равных угловых скоростей. Этот тип подвески может быть как зависимым, так и независимым. Нечто похожее применяется на внедорожных автомобилях, в конструкции передней подвески независимого типа. Но несмотря на совершенствование конструкции, все зависимые подвески обладают одним и весьма существенным минусом: проявляется несбалансированное поведение автомобиля при старте и торможении. Машина начинает «приседать» при интенсивном разгоне и «клевать носом» во время торможения. Для устранения этого эффекта стали применять дополнительные направляющие элементы. Полунезависимая задняя подвеска Конструктивно она выполняется в виде двух продольных рычагов, которые соединены посередине поперечиной. Этот тип подвески применяется только сзади, но практически на всех переднеприводных автомобилях. Среди плюсов этой конструкции можно выделить легкость монтажа, компактность и небольшой вес, как следствие — уменьшение «неподрессоренных масс», и самое ее весомое достоинство — наиболее оптимальная кинематика колеса. Недостаток можно выделить всего один: такую подвеску можно применять только на неведущем заднем мосту. Установка пневмоэлементов : В случае если пружина и аммортизатор конструктивно установлены отдельно друг от друга, пружина просто заменяется на пневмоэлемент с проставками необходимой толщины. Проставками подбирается минимальный и максимальный дорожный просвет автомобиля. Если пружины с аммортзаторами собраны в единый узел, наподобие передней стойки, то пневмоэлемент устанавливается так же, как и на передней подвеске — одевается на шток аммортизатора. Подвески грузовых автомобилей Одна из первых и наиболее распространенных конструкций зависимой подвески — с продольными или поперечными рессорами и гидравлическими амортизаторами. Ее до сих пор применяют на грузовиках, коммерческих автомобилях и на некоторых моделях внедорожников. Это наиболее простой вариант решения задней подвески: мост «подвешивается» на продольных рессорах, закрепленных в кронштейнах кузова. Кроме этого, к балке заднего моста крепятся амортизаторы. В такой конструкции рессоры выполняют также функции направляющих элементов, то есть связывают колесо с кузовом и определяют его кинематику. Плюс зависимой задней подвески подобного типа — очевидная простота конструкции, правда, это имеет какое-либо серьезное значение только для производителя. На практике же рядового автомобилиста ожидают только минусы: недостаточная эффективность работы рессор, как направляющих элементов. При достижении высоких скоростей относительно «мягкие» рессоры оказываются не в состоянии придавать заднему мосту необходимое положение в пространстве, отчего сильно ухудшается сцепление шин с дорогой, и, как следствие, проявляется неудовлетворительная управляемость машины на высоких скоростях. Подвески внедорожников и пикапов Рассмотрим варианты подвесок на данный тип автомобилей подробней. Здесь присутствуют несколько видов подвесок: -автомобили с зависимой передней и задней подвесками -автомобили с независимой передней и зависимой задней подвеской -автомобили с полностью независимой подвеской Разбирать устройство начнем с задней подвески. Наиболее распространенной задней подвеской внедорожников является рессорная или пружинная подвеска с жестким неразрезным мостом. Слева — рессорная подвеска, справа — пружинная на четырех продольных рычагах Рессорная подвеска имеет простую конструкцию, высокую надежность, выдерживает очень большие нагрузки и поэтому чаще всего применяется на тяжелых джипах и пикапах. Но в погоне за ценой и надежностью автопроизводители используют рессорные подвески и на более легких недорогих внедорожниках. Пружинные подвески немного сложнее рессорных, но при этом компактны и обычно довольно мягкие и длинноходные и устанавливаются на более легких и комфортных внедорожниках. В остальных же случаях на паркетниках и спортивных городских внедорожниках применяются различные варианты независимых рычажных задних подвесок. Передние подвески внедорожников так же бывают с жестким неразрезным мостом, но сегодня подобные конструкции встречаются редко. Стремясь улучшить управляемость и устойчивость автомобилей на шоссе автопроизводители все чаще применяют независимые пружинные или торсионные подвески. Передняя подвеска. слева — торсионная, справа — пружинная. В состав подвески автомобиля также входит стабилизатор поперечной устойчивости. Назначение этого устройства — уменьшение наклона автомобиля при движении на поворотах, а также повышение его устойчивости и управляемости. Когда автомобиль выполняет поворот, его кузов с внутренней стороны поворота приподнимается над поверхностью дороги, а с внешней — наоборот, сближается к ней, что создает опасность опрокидывания. Этому препятствует стабилизатор, который, прижавшись к поверхности вместе с автомобилем с одной его стороны, одновременно прижимает другую сторону. Если одно из колес автомобиля наезжает на неровность, то стабилизатор стремится вернуть его в первоначальное положение. Однако от последствий лихачества не спасет ни один стабилизатор: подтверждением этому являются частые случаи опрокидывания автомобилей. Активная подвеска Активной называется подвеска, которая может изменять положение и жесткость упругих элементов по команде от управляющего устройства, которое в свою очередь получает данные о положении кузова от различных датчиков. Основные виды активной подвески: пневматическая, гидравлическая и пневмогидравлическая. Наиболее широкое применение активная подвеска получила в автобусах и троллейбусах, где она позволяет избежать кренов кузова при неравномерном распределении пассажиров по салону, и в грузовиках. В легковых автомобилях применяется реже из-за сложности и дороговизны. www.ronl.ru Реферат - Подвеска легкового автомобиляМинистерство образования и науки Российской Федерации Тольяттинский государственный университет Автомеханический институт Кафедра «Автомобили и тракторы» Курсовая работа Тема проекта: Подвеска легкового автомобиля Руководитель работы: Лата Валерий Николаевич ______________ ______________ ( подпись) (дата) Исполнитель: студент группы АХ-302 Кодин Артем Валериевич ______________ ______________ (подпись) (дата) Тольятти 2009 г. Содержание Введение и постановка задачи 1. Тяговый расчет 1.1 Исходные данные 1.2 Определение полной массы автомобиля 1.3 Определение нагрузки на колеса 1.4 Подбор шин 1.5 Определение статического радиуса данной шины 1.6 Определение КПД трансмиссии 1.7 Определение параметров двигателя 1.7.1 Коэффициент сопротивления качению при максимальной скорости 1.7.2 Определение мощности двигателя на различных режимах 1.7.3 Определение эффективного крутящего момента двигателя 1.8 Определение передаточных чисел трансмиссии 1.8.1 Определение передаточного отношения главной передачи 1.8.2 Определение передаточных отношений КПП 1.9 Тяговый баланс автомобиля 1.9.1 Определение вращающихся масс автомобиля 1.9.2 Определение скоростей 1.9.3 Определение тяговых сил для каждой из передач 1.9.4 Определение силы сопротивления воздуха 1.9.5 Определение силы дорожного сопротивления 1.10 Динамическая характеристика автомобиля 1.11 Разгон автомобиля 1.12 Время и путь разгона автомобиля 1.13 Мощностной баланс 1.14 Топливная экономичность 2. Расчет подвески 2.1 Жесткость подвески 2.2 Выбор потребного хода подвески 2.3 Продольная и боковая жесткость подвески 2.4 Угловая жесткость подвески 2.5 Демпфирование в подвеске Заключение Список литературы Приложение Основными устройствами, защищающими автомобиль от динамических воздействий дороги и сводящими колебания и вибрации к приемлемому уровню, являются подвеска и шины. Многолетний опыт показывает, что неровности дороги и вызываемые ими колебания кузова и колес автомобиля ведут, как правило, к ухудшению всех его эксплуатационно-технических качеств и к тем большему, чем хуже качество дороги. Можно считать, что на дорогах с неровной поверхностью снижается производительность автомобиля вследствие уменьшения скоростей движения и увеличения простоев, возрастают расходы на техническое обслуживание и ремонты. Кроме этих прямых потерь есть и косвенные, вызванные, в частности, слабым использованием сети дорог с неровной поверхностью. Прямые и косвенные потери от эксплуатации различных автомобилей и автопоездов на дорогах с неровной поверхностью исчисляются значительными денежными суммами. Есть два пути уменьшения этих потерь — строительство дорог с усовершенствованным покрытием и улучшение качества подвески. Оба направления дополняют друг друга, так как строительство дорог — процесс длительный и дорогостоящий. Кроме того, всегда требуется некоторое количество автомобилей повышенной и высокой проходимости, которым необходима совершенная подвеска. Подвеской автомобиля называют совокупность устройств, связывающих колеса с рамой (кузовом) и предназначенных для уменьшения динамических нагрузок, передающихся автомобилю вследствие неровной поверхности дороги, а также обеспечивающих передачу всех видов сил и моментов, действующих между колесом и рамой (кузовом). Разнообразные силы взаимодействия колеса и дороги можно свести к трем составляющим: вертикальной Z, продольной Х, поперечной или боковой У. Передача этих сил и их моментов состоит из трех устройств: упругого, демпфирующего и направляющего. Упругим устройством на подрессоренную массу передаются вертикальные силы, действующие со стороны дороги, уменьшаются динамические нагрузки и улучшается плавность хода. Направляющее устройство — механизм, воспринимающий действующие на колесо продольные и боковые силы и их моменты. Кинематика направляющего устройства определяет характер перемещения колеса относительно несущей системы. Демпфирующее устройство — предназначено для гашения колебаний кузова и колес путем преобразования энергии колебаний в тепловую и рассеивание ее в окружающую среду. Рис.1 Типы подвесок, классифицированных по различным признакам. Кроме того задачи повышения плавности хода на автомобильном транспорте становятся актуальней потому как это связано не только с требованиями повышения ресурса динамически нагруженных узлов автомобиля, но и с причиной перемещения центра вопроса в область обеспечения высокой безопасности движения, комфортабельности водителя и пассажиров и защиты их от воздействия высокочастотных колебаний. Особенно это важно для легковых автомобилей, которые, как правило, эксплуатируются при более высоких скоростях, чем грузовые и значительно легче последних, а потому более полно воспринимают неровности дороги. Однако большая номенклатура существующих конструкций подвесок говорит об отсутствии, какой либо универсальной. Более того, зачастую, казалось бы, подходящая конструкция для конкретного типа автомобиля требует доработки, и переработки ввиду различного рода эксплуатационных факторов, морального старения, с учетом возможности дальнейшей модернизации, с целью повышения ресурса и уменьшения нагрузок на её детали и узлы. Таким образом, подвеска должна отвечать следующим требованием: обеспечивать высокую плавность хода автомобиля; обладать высокой динамической энергоемкостью; эффективно гасить колебания кузова и колес автомобиля при движении; обеспечивать правильную кинематику управляемых колес автомобиля; иметь минимальную массу неподрессоренных частей. Широкое распространение на заднеприводных автомобилях получила двухрычажная независимая подвеска. Она способствует высокой плавности хода, является простой в изготовлении, надежной в работе. Целью настоящей работы является тяговый расчет автомобиля с заданными параметрами, проектирование подвески для этого автомобиля использую существующий аналог. Тип автомобиля – легковой. Тип привода – задний. Класс автомобиля – 2. Число мест — пп = 5. Снаряжённая масса автомобиля — mо = 1045 кг. Масса одного пассажира — mп = 75 кг. Масса багажа — mб = 10 кг. Максимальная скорость движения — Vmax = 165 км/ч или 45,8 м/с. Коэффициент сопротивления качению fk = 0,011. Максимальный подъем, преодолеваемый на 1-й передаче αmax = 0,27. Лобовая площадь — Аа = 2,05 м². k1 = k2 = 0,5 — коэффициенты распределения массы по осям классического автомобиля. Для расчета выбираем шину 175/70 R13, где B = 175 мм — ширина профиля шины Н/В = 70% — соотношение высоты профиля шины к ширине мм — высота профиля шины мм — посадочный диаметр — статический радиус, где — коэффициент вертикальной деформации. мм, мм , где k — число пар цилиндрических шестерней на высшей передече, l — число пар конических шестерней, m — количество карданных шарниров Для легковых автомобилей, коэффициент суммарного сопротивления назначают равным коэффициенту качения при максимальной скорости. , где — значение частоты вращения коленчатого вала Таблица 1
передаточное отношение главной передачи, где — частота вращения коленчатого вала при максимальной скорости — передаточное отношение коробки передач. Высшая передача на которой достигается максимальная скорость т.к установлена 4х ступенчатая коробка передач и автомобиль имеет задний привод, то — — максимальная скорость Максимальная тяговая сила на I передаче должна быть больше максимальной силы по дорожному сопротивлению и меньше предельной силы по сцеплению. — максимальный крутящий момент двигателя — коэффициент дорожного сцепления: — коэффициент нагрузки на ведущие колеса; Исходя из неравенства, примем Передаточные отношения остальных передач возьмем из аналога ВАЗ-2106. — коэффициент учёта вращающихся масс автомобиля , где — инерционный момент двигателя — инерционный момент колеса Рассчитаем коэффициент учёта вращающихся масс автомобиля при движении на всех передачах Скорость автомобиля при соответствующей угловой скорости двигателя (, рассчитаем по формуле: , где i — номер передачи Зависимость коэффициента сопротивления качению от скорости найдем по формуле , где — коэффициент сопротивления качению Определение динамического фактора автомобиля на разных передачах. Динамическим фактором автомобиля называют отношение разности силы тяги и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля. По формуле и данным силового баланса рассчитаем динамическую характеристику автомобиля, которая является графическим изображением динамического фактора от скорости движения при различных передачах, при полной нагрузке автомобиля во время разгона автомобиля по горизонтальной дороге с твердым покрытием хорошего качества при максимальном использовании мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колес. Ускорение находят по формуле: , Где используется коэффициент учёта вращающихся масс автомобиля, обратные ускорения используем для определения зависимости времени разгона от скорости движения автомобиля По формуле определим ускорение разгона, обратные ускорения и результаты внесем в таблицу. Поскольку при скоростях, близких к максимальной, ускорение стремится к нулю, то для расчёта обратных ускорений, ограничиваются скоростью Таблица 2
Время и путь разгона автомобиля определим графоаналитическим способом. С этой целью кривую обратных ускорений разбиваем на интервалы. Время разгона автомобиля определим по формуле: , где i — порядковый номер интервала Найдем общее время разгона на всех интервалах, для этого к времени на первом интервале прибавляем время второго , и т.д. аналогично
Путь разгона автомобиля определим по формуле: Найдем общее время разгона на всех интервалах, для этого к времени на первом интервале прибавляем время второго . и т.д. аналогично
Таблица 3
Объединяя 1-ю и 2-ю таблицы составим 4-ю для построения скоростной характеристики в Vа-N координатах. Для 4-й передачи на график на несем зависимость (Nψv+Nв) /ηт от Va, учитывая: (Nψv+Nв) /ηт = Vaּ (Fψv+Fв) /ηт. Таблица 4
При этом мощность на колесах равна: Nк = Neּηт. Таблица 5
Путевой расход топлива определяется по формуле: , где Е = ; — для всех типов ДВС ; — для карбюраторных ДВС — минимальный удельный расход топлива — плотность бензина Таблица 6
По таблице 6 построим график топливной экономичности для 4-й передачи. Различают вертикальную, продольную и боковую жесткости подвесок. Вертикальная жесткость подвески должна обеспечить требуемую плавность хода автомобиля. Её величина может быть назначена по известному значению массы автомобиля, приходящейся на ось, и потребной собственной частоты колебаний подрессоренной массы по формуле: , где: — масса приходящаяся на переднюю подвеску, ; f — собственная частота колебаний, принимаем f = 1 Гц; — суммарная жесткость подвески (2 колеса), с учетом жесткости шин. Н/м Из полученной суммарной жесткости подвески легко выделить жесткость собственно подвески: Н/м Для движения по неровной дороге с нормированным микропрофилем, в принципе, (не требуется большой динамический ход сжатия подвески. По результатам расчетов движения автомобиля даже на разбитой грунтовой дороге среднеквадратичное отклонение хода подвески составляет не более 20 мм. Тогда, по правилу За, достаточно иметь ход сжатия 3*20=60 мм. Вместе с тем, при переезде единичных неровностей в повороте или при торможении, может потребоваться и больший ход. Ход подвески должен быть достаточно большим и для того, чтобы обеспечить определенные углы крена. Практика показывает, что для автомобилей с колеей порядка 1400 мм необходимо иметь ход сжатия от состояния полной загрузки не менее 70 мм и ход отбоя от состояния загрузки 1 водителем не, менее 50 мм. Для большей колеи требуется и больший ход подвески. Принимаем: Sотб = 50 мм — ход отбоя; Sсж = 70 мм — ход сжатия; S∑ = 210 мм — суммарный ход подвески. Построим характеристику подвески по известным значениям подрессоренной массы в двух крайних состояниях загрузки и по жесткости подвески. Упругая характеристика, построенная таким образом, не обеспечивает должного коэффициента динамичности подвески. Обычным является значение Кд =2 для вертикальных нагрузок. Кроме того, при полном ходе отбоя на колесе имеется сила 1400 Н (140 кгс). Без дополнительных упругих элементов подвеску будет «пробивать», также будут ощутимы толчки на «подхватах». Чтобы их не было, вводим дополнительные упругие элементы. Точка включения буфера сжатия должна подбираться опытным путем. Вместе с тем, хотя длинный буфер сжатия обеспечивает более мягкое включение, обычно его ходимость ограничена. Мягкая подвеска, которая требуется для обеспечения хорошей плавности хода, приводит к чрезмерным кренам при повороте автомобиля. Для снижения крена в подвеске применяют упругие элементы — стабилизаторы поперечной устойчивости. Особенностью работы стабилизатора является то, что при одноименном ходе подвески он не развивает дополнительного усилия, а включается в работу лишь при разноименном ходе. Недостаток стабилизатора — он повышает жесткость подвески при наезде на препятствие одним колесом. Жесткости подвески должны быть достаточно велики для обеспечения управляемости автомобиля и для уменьшения потребного пространства, которое занимают колесные арки. В то же время, для обеспечения плавности хода, эти жесткости не могут быть слишком большими. Желательными являются нелинейные характеристики. Принимаем: Сх = 12 * Cz = 12 * 32465,7 = 389588,3 Н/м; Су = 12 * Cz = 90 * 32465,7 = 2921912,2 Н/м. Должна быть достаточно большой, чтобы не допустить повышенный крен кузова при движении в повороте. Предельно — допустимый крен по ГОСТ Р = 7° при 0,4 g. Фактически, для обычных легковых автомобилей — от 2 до 4°. Примем 4°. Рассчитаем угловую жесткость (общую): , где кг — подрессоренная масса; . Полученную суммарную угловую жесткость распределим по осям. Для заднеприводных автомобилей Спер /Сзад = 1,3. Спер = 20900. Такое распределение связано с желанием получить некоторую недостаточную поворачиваемость и положением оси крена. Точные величины и распределение угловых жесткостей получают в ходе доводки автомобиля. Демпфирование в подвеске оказывает существенное влияние на колебания автомобиля. Усилие демпфирования зависит от скорости деформации подвески. Обычно для оценки демпфирования используется коэффициент относительного демпфирования колебаний: , где: Кп — демпфирование на одно колесо, Н/см; Czп — жесткость подвески (1 колесо), Н/м; mп — подрессоренная масса на 1 колесо. . относительного демпфирования должна быть 0,25...0,30. Важную роль для обеспечения колебаний колес без отрыва от дороги играет величина относительного демпфирования колебаний колеса. , где: С zk — жесткость колеса, Н/м; Kf — коэффициент увеличения жесткости колеса, зависит от материала корда в брекере, kf = 1,05. Кк — собственное демпфирование шины, Кк = 30 Н/см; mK — неподрессоренная масса на 1 колесо; в неё входит полностью масса частей, совершающих полный ход вместе с колесом и S часть массы рычагов, один конец которых закреплён на кузове. mK = 1470/8/4 = 46 кг. В данной работе был проведен тягово-динамический расчет для проектирования нового автомобиля. В результате были определены характеристики двигателя и трансмиссии обеспечивающие требуемые тягово-скоростные свойства и топливную экономичность в заданных условиях эксплуатации. Были использованы технические характеристики автомобиля аналога — ВАЗ 2106. Проектный автомобиль имеет улучшенную аэродинамику, более мощный двигатель, хотя стал потреблять больше топлива, но и скоростные характеристики соответственно улучшились. Это привело к повышению активной безопасности, т.к автомобиль стал более маневренным. Также была спроектирована подвеска. Была уменьшена жесткость и увеличен ход. В результате спроектированный автомобиль стал более комфортабельным и безопасным. 1. Автомобили. Конструирование и расчет. Системы управления и ходовая часть. Под. ред. Гришкевича А.И. — Минск, «Вышейшая школа» 1987. — 200с. 2. Вермеюк В.Н., Черепанов Л.А. Проектирование подвески автомобиля. Учебное пособие. — Куйбышев, 1984. — 60с. 3. Дембаремдикер А.Д. Амортизаторы транспортных машин. — М: Машиностроение, 1985. — 199с. 4. Колебания автомобиля. Испытание и исследование. Под. ред. Певзнера Я.М. — М.: Машиностроение, 1979. — 208с. 5. Лукин П.П. и др. Конструирование и расчет автомобиля. — М.: Машиностроение, 1984. — 375с. 6. Пархиловский Н.Г. Автомобильные рессоры. — М.: Машиностроение; 1978. — 232с. 7. Раймпель И. Шасси автомобиля. Элементы подвески. — М.: Машиностроение, 1987. — 282с. 8. Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля. — М.: Машиностроение, 1972. — 392с. 9. Родионов В.Ф., Фиттерман Б.М. Проектирование легковых автомобилей — М.: Машиностроение, 1980. — 480с. 10. Силаев А.А. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин. М.: Машиностроение, 1972. — 192с. 11. Успенский Н.Н., Мельников А.А. Проектирование подвески автомобиля. — М.: Машиностроение, 1976. — 168с. 12. Соломатин Н.С. Расчет направляющего устройства подвески. — Тольятти: ТГУ, 2005. — 64 с. 13. Яценко Н.Н., Прутчиков О.К. Плавность хода грузовых автомобилей — М.: Машиностроение, 1969. — 215с. www.ronl.ru РефератМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИИ Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский государственный экономический университет» в г. Старая Русса Новгородской области
Кафедра «Социально – экономических дисциплин» По дисциплине: ИКТ и проф.деят. Тема: «Подвеска»
г. Старая Русса 2016 г. СодержаниеВведение 3 История возникновения и развитие 5 Подвески легковых автомобилей 6 Подвески грузовых автомобилей 10 Подвески внедорожников и пикапов 11 Новейшие разработки 13 Заключение 15 Список источников 16 Приложения 17 ВведениеПодвеска автомобиля, или система подрессоривания — совокупность деталей, узлов и механизмов, играющих роль соединительного звена между кузовом автомобиля и дорогой. Входит в состав шасси. Подвеска выполняет следующие функции: Физически соединяет колёса или неразрезные мосты с несущей системой автомобиля — кузовом или рамой; Передаёт на несущую систему силы и моменты, возникающие при взаимодействии колёс с дорогой; Обеспечивает требуемый характер перемещения колёс относительно кузова или рамы, а также необходимую плавность хода. Основными элементами подвески являются: Упругие элементы, которые воспринимают и передают нормальные (направленные по вертикали) силы реакции дороги, возникающие при наезде колеса на её неровности; Направляющие элементы, которые задают характер перемещения колёс и их связи между собой и с несущей системой, а также передают продольные и боковые силы и их моменты. Амортизаторы, которые служат для гашения колебаний несущей системы, возникающих вследствие действия дороги. В реальных подвесках зачастую один элемент выполняет сразу несколько функций. Например, многолистовая рессора в классической рессорной подвеске заднего моста воспринимает одновременно как нормальную реакцию дороги (то есть, является упругим элементом), так и боковые и продольные силы (то есть, является и направляющим элементом), а также за счёт межлистового трения выступает в качестве несовершенного фрикционного амортизатора. Однако в подвесках современных автомобилей, как правило, каждую из этих функций выполняют отдельные конструктивные элементы, достаточно жёстко задающие характер перемещения колёс относительно несущей системы и дороги, что обеспечивает заданные параметры устойчивости и управляемости. Современные автомобильные подвески становятся сложными конструкциями, сочетающими механические, гидравлические, пневматические и электрические элементы, зачастую имеют электронные системы управления, что позволяет достичь сочетания высоких параметров комфортабельности, управляемости и безопасности. История возникновения и развитиеГужевой транспорт очень долго обходился без подвески как таковой, так как при небольших скоростях движения настоятельной необходимости в ней не возникало. Между тем, с развитием дорожной сети скорости движения повышались, как и требования к комфорту. Первой по времени изобретения системой подрессоривания стала подвеска (в самом буквальном смысле) салона кареты на длинных цепях или кожаных ремнях. При небольших скоростях движения она достаточно эффективно гасила возникающие при проезде неровностей дороги толчки, снижая частоту колебаний салона до комфортного уровня. Первая подвеска современного типа, включающая направляющие и упругие элементы — на продольных рессорах — была запатентована англичанином Обадией Элиоттом (Obadiah Elliott) в 1804 году, и вскоре получила распространение в Западной Европе. Рессоры могли делаться как из стали, так и — для лёгких экипажей — из упругого дерева, на манер луков. Примерно тогда же на лёгких двухколёсных экипажах появилась подвеска с одной поперечной рессорой. Однако в менее развитых странах ещё долго использовалась подвеска на кожаных ремнях, так как на плохой дороге рессорная подвеска не обеспечивала должного комфорта из-за передаваемых ей толчков и часто ломалась из-за несовершенства тогдашней металлургии. В этом виде рессорная подвеска была унаследована первыми автомобилями, а на грузовом транспорте — не претерпела радикальных изменений вплоть до настоящего времени. В 1898 году французской фирмой Decauville была применена первая независимая подвеска — свечная, с неподвижными направляющими стойками и прикреплённой к скользящим по ним поворотным кулакам поперечной рессорой. Первое применение в автомобильной подвеске амортизаторов относится к 1901 году, когда француз Морс оснастил ими гоночный автомобиль, 20 июня 1901 года под управлением Анри Фурнье первым пришедший к финишу престижной гонки Париж-Берлин. Витые пружины вместо рессор были впервые применены в 1906 году американской фирмой Brush Motor Company на модели Runabout. К 1920 году относится первое применение в подвеске торсионов, осуществлённое на модели английской фирмы Leyland. На протяжении 1930-х — 1950-х годов конструкторами были опробованы практически все основные схемы подвесок, используемые по настоящее время. За последующие десятилетия из их числа были отобраны несколько наиболее приемлемых с точки зрения сочетания технических, экономических и технологических качеств, которые и получили повсеместное распространение. В настоящее время абсолютное большинство легковых автомобилей использует подвески, по своему устройству сводящиеся к одной из трёх конструктивных схем — независимая подвеска «макферсон», независимая подвеска на двойных поперечных рычагах (включая так называемые «многорычажные») или полузависимая подвеска со скручивающейся балкой. На грузовом транспорте всё ещё доминирует схема с продольными рессорами, а для грузовых прицепов и автобусов стала практически стандартом де-факто пневмобалонная подвеска. studfiles.net Реферат - Виды подвесок автомобилейФедеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра: «Автомобиле — и тракторостроение» РефератНа тему: “Виды подвесок автомобилей” Выполнил: студент группы АТФ-4С Дитковский Р.С. Проверил: Соколов-Добрев Н.С. Волгоград, 2010 Подвески легковых автомобилей Двухрычажная Двухрычажная подвеска с коротким верхним и длинным нижним рычагами обеспечивает минимальные поперечные перемещения колеса (вредные для боковой устойчивости автомобиля и вызывающие быстрый износ шин), а также незначительные угловые перемещения при ходе вверх и вниз. Конфигурация поперечного рычага позволяет каждому колесу независимо воспринимать неровности и оставаться более вертикальным на поверхности дороги. А это означает лучшее сцепление с дорогой. McPherson Подвеска МакФерсона, названая по имени инженера Эрла Макферсона, разработавшего её в 1960 году, представляет собой подвеску колеса, состоящую из одного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости и блока из пружинного элемента и амортизатора телескопического типа, называемого качающейся свечой, в связи с тем, что он закреплен в верхней части к кузову при помощи упругого шарнира и может качаться при движении колеса вверх-вниз. Кинематическия схема менее совершенна, чем подвеска на двух поперечных или продольных рычагах: что при большом ходе подвески развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться, и тем больше, чем больше ход подвески. Но в связи с технологичностью и дешевизной данный тип подвески получил очень большое распространение в современном автомобилестроении. Многорычажная Многорычажная подвеска несколько напоминают двухрычажную подвеску и имеют все ее положительные качества. Эти подвески более сложны и боле дороги, но обеспечивают большую плавность хода и лучшую управляемость автомобиля. Большое количеств элементов — сайлент-блоков и шаровых шарниров хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес. Применение многорычажной независимой подвески, которая главным образом используется на автомобилях представительского класса, придает подвеске стабильный контакт колес с любым покрытием на дороге и четкий контроль автомобиля при изменениях направления движения. Главные преимущества многорычажной подвески -Независимость колес друг от друга -Низкая неподрессоренная масса -Независимая продольная и поперечная регулировки -Хорошая недостаточная поворачиваемость — Хороший вариант для использования в схеме 4x4 Главный недостаток современной схемы — сложность и, соответственно, цена. До недавнего времени ее применяли только на дорогих автомобилях. Теперь же она «удерживает» задние колеса даже некоторых машин гольф-класса. Установка пневмоэлементов: На всех вышеописанных подвесках пневмоэлемент устанавливается по схожей схеме. Он одевается на шток аммортизатора через сальники, обеспечивающие герметичность системы. Место крепления пневмоэлемента к корпусу стойки также надежно герметизируется. Задняя зависимая подвеска Типичным представителем такой конструкции может служить задняя подвеска с цилиндрическими винтовыми пружинами в качестве упругих элементов. Как пример можно привести конструкцию задних подвесок классических «Жигулей». В этом случае балка заднего моста «подвешивается» на двух винтовых пружинах и дополнительно крепится к кузову при помощи четырех продольных рычагов. Кроме этого, для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода устанавливается поперечная реактивная штанга. Основным недостатком этого типа подвески является значительная масса балки заднего моста. Этот показатель особенно возрастает, когда мост выполняется ведущим: приходится «нагружать» балку весом картера главной передачи, редуктора и т.п. А приводит все это к возрастанию так называемых неподрессоренных масс, из-за чего значительно ухудшается плавность хода и появляются вибрации. Подвеска типа «ДеДион» Стремясь как можно больше «облегчить» задний мост, инженеры многих автомобильных компаний начали применять подвеску типа «Де Дион», названную по имени своего изобретателя, француза Альберта Де Диона. Главное ее отличие — картер главной передачи теперь отделен от балки моста и прикреплен непосредственно к кузову. Теперь крутящий момент передается от двигателя автомобиля к ведущим колесам через полуоси, качающиеся на шарнирах равных угловых скоростей. Этот тип подвески может быть как зависимым, так и независимым. Нечто похожее применяется на внедорожных автомобилях, в конструкции передней подвески независимого типа. Но несмотря на совершенствование конструкции, все зависимые подвески обладают одним и весьма существенным минусом: проявляется несбалансированное поведение автомобиля при старте и торможении. Машина начинает «приседать» при интенсивном разгоне и «клевать носом» во время торможения. Для устранения этого эффекта стали применять дополнительные направляющие элементы. Полунезависимая задняя подвеска Конструктивно она выполняется в виде двух продольных рычагов, которые соединены посередине поперечиной. Этот тип подвески применяется только сзади, но практически на всех переднеприводных автомобилях. Среди плюсов этой конструкции можно выделить легкость монтажа, компактность и небольшой вес, как следствие — уменьшение «неподрессоренных масс», и самое ее весомое достоинство — наиболее оптимальная кинематика колеса. Недостаток можно выделить всего один: такую подвеску можно применять только на неведущем заднем мосту. Установка пневмоэлементов : В случае если пружина и аммортизатор конструктивно установлены отдельно друг от друга, пружина просто заменяется на пневмоэлемент с проставками необходимой толщины. Проставками подбирается минимальный и максимальный дорожный просвет автомобиля. Если пружины с аммортзаторами собраны в единый узел, наподобие передней стойки, то пневмоэлемент устанавливается так же, как и на передней подвеске — одевается на шток аммортизатора. Подвески грузовых автомобилей Одна из первых и наиболее распространенных конструкций зависимой подвески — с продольными или поперечными рессорами и гидравлическими амортизаторами. Ее до сих пор применяют на грузовиках, коммерческих автомобилях и на некоторых моделях внедорожников. Это наиболее простой вариант решения задней подвески: мост «подвешивается» на продольных рессорах, закрепленных в кронштейнах кузова. Кроме этого, к балке заднего моста крепятся амортизаторы. В такой конструкции рессоры выполняют также функции направляющих элементов, то есть связывают колесо с кузовом и определяют его кинематику. Плюс зависимой задней подвески подобного типа — очевидная простота конструкции, правда, это имеет какое-либо серьезное значение только для производителя. На практике же рядового автомобилиста ожидают только минусы: недостаточная эффективность работы рессор, как направляющих элементов. При достижении высоких скоростей относительно «мягкие» рессоры оказываются не в состоянии придавать заднему мосту необходимое положение в пространстве, отчего сильно ухудшается сцепление шин с дорогой, и, как следствие, проявляется неудовлетворительная управляемость машины на высоких скоростях. Подвески внедорожников и пикапов Рассмотрим варианты подвесок на данный тип автомобилей подробней. Здесь присутствуют несколько видов подвесок: -автомобили с зависимой передней и задней подвесками -автомобили с независимой передней и зависимой задней подвеской -автомобили с полностью независимой подвеской Разбирать устройство начнем с задней подвески. Наиболее распространенной задней подвеской внедорожников является рессорная или пружинная подвеска с жестким неразрезным мостом. Слева — рессорная подвеска, справа — пружинная на четырех продольных рычагах Рессорная подвеска имеет простую конструкцию, высокую надежность, выдерживает очень большие нагрузки и поэтому чаще всего применяется на тяжелых джипах и пикапах. Но в погоне за ценой и надежностью автопроизводители используют рессорные подвески и на более легких недорогих внедорожниках. Пружинные подвески немного сложнее рессорных, но при этом компактны и обычно довольно мягкие и длинноходные и устанавливаются на более легких и комфортных внедорожниках. В остальных же случаях на паркетниках и спортивных городских внедорожниках применяются различные варианты независимых рычажных задних подвесок. Передние подвески внедорожников так же бывают с жестким неразрезным мостом, но сегодня подобные конструкции встречаются редко. Стремясь улучшить управляемость и устойчивость автомобилей на шоссе автопроизводители все чаще применяют независимые пружинные или торсионные подвески. Передняя подвеска. слева — торсионная, справа — пружинная. В состав подвески автомобиля также входит стабилизатор поперечной устойчивости. Назначение этого устройства — уменьшение наклона автомобиля при движении на поворотах, а также повышение его устойчивости и управляемости. Когда автомобиль выполняет поворот, его кузов с внутренней стороны поворота приподнимается над поверхностью дороги, а с внешней — наоборот, сближается к ней, что создает опасность опрокидывания. Этому препятствует стабилизатор, который, прижавшись к поверхности вместе с автомобилем с одной его стороны, одновременно прижимает другую сторону. Если одно из колес автомобиля наезжает на неровность, то стабилизатор стремится вернуть его в первоначальное положение. Однако от последствий лихачества не спасет ни один стабилизатор: подтверждением этому являются частые случаи опрокидывания автомобилей. Активная подвеска Активной называется подвеска, которая может изменять положение и жесткость упругих элементов по команде от управляющего устройства, которое в свою очередь получает данные о положении кузова от различных датчиков. Основные виды активной подвески: пневматическая, гидравлическая и пневмогидравлическая. Наиболее широкое применение активная подвеска получила в автобусах и троллейбусах, где она позволяет избежать кренов кузова при неравномерном распределении пассажиров по салону, и в грузовиках. В легковых автомобилях применяется реже из-за сложности и дороговизны. www.ronl.ru Курсовая работа - Виды подвесок автомобилейФедеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра: «Автомобиле — и тракторостроение» РефератНа тему: “Виды подвесок автомобилей” Выполнил: студент группы АТФ-4С Дитковский Р.С. Проверил: Соколов-Добрев Н.С. Волгоград, 2010 Подвески легковых автомобилей Двухрычажная Двухрычажная подвеска с коротким верхним и длинным нижним рычагами обеспечивает минимальные поперечные перемещения колеса (вредные для боковой устойчивости автомобиля и вызывающие быстрый износ шин), а также незначительные угловые перемещения при ходе вверх и вниз. Конфигурация поперечного рычага позволяет каждому колесу независимо воспринимать неровности и оставаться более вертикальным на поверхности дороги. А это означает лучшее сцепление с дорогой. McPherson Подвеска МакФерсона, названая по имени инженера Эрла Макферсона, разработавшего её в 1960 году, представляет собой подвеску колеса, состоящую из одного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости и блока из пружинного элемента и амортизатора телескопического типа, называемого качающейся свечой, в связи с тем, что он закреплен в верхней части к кузову при помощи упругого шарнира и может качаться при движении колеса вверх-вниз. Кинематическия схема менее совершенна, чем подвеска на двух поперечных или продольных рычагах: что при большом ходе подвески развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться, и тем больше, чем больше ход подвески. Но в связи с технологичностью и дешевизной данный тип подвески получил очень большое распространение в современном автомобилестроении. Многорычажная Многорычажная подвеска несколько напоминают двухрычажную подвеску и имеют все ее положительные качества. Эти подвески более сложны и боле дороги, но обеспечивают большую плавность хода и лучшую управляемость автомобиля. Большое количеств элементов — сайлент-блоков и шаровых шарниров хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес. Применение многорычажной независимой подвески, которая главным образом используется на автомобилях представительского класса, придает подвеске стабильный контакт колес с любым покрытием на дороге и четкий контроль автомобиля при изменениях направления движения. Главные преимущества многорычажной подвески -Независимость колес друг от друга -Низкая неподрессоренная масса -Независимая продольная и поперечная регулировки -Хорошая недостаточная поворачиваемость — Хороший вариант для использования в схеме 4x4 Главный недостаток современной схемы — сложность и, соответственно, цена. До недавнего времени ее применяли только на дорогих автомобилях. Теперь же она «удерживает» задние колеса даже некоторых машин гольф-класса. Установка пневмоэлементов: На всех вышеописанных подвесках пневмоэлемент устанавливается по схожей схеме. Он одевается на шток аммортизатора через сальники, обеспечивающие герметичность системы. Место крепления пневмоэлемента к корпусу стойки также надежно герметизируется. Задняя зависимая подвеска Типичным представителем такой конструкции может служить задняя подвеска с цилиндрическими винтовыми пружинами в качестве упругих элементов. Как пример можно привести конструкцию задних подвесок классических «Жигулей». В этом случае балка заднего моста «подвешивается» на двух винтовых пружинах и дополнительно крепится к кузову при помощи четырех продольных рычагов. Кроме этого, для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода устанавливается поперечная реактивная штанга. Основным недостатком этого типа подвески является значительная масса балки заднего моста. Этот показатель особенно возрастает, когда мост выполняется ведущим: приходится «нагружать» балку весом картера главной передачи, редуктора и т.п. А приводит все это к возрастанию так называемых неподрессоренных масс, из-за чего значительно ухудшается плавность хода и появляются вибрации. Подвеска типа «ДеДион» Стремясь как можно больше «облегчить» задний мост, инженеры многих автомобильных компаний начали применять подвеску типа «Де Дион», названную по имени своего изобретателя, француза Альберта Де Диона. Главное ее отличие — картер главной передачи теперь отделен от балки моста и прикреплен непосредственно к кузову. Теперь крутящий момент передается от двигателя автомобиля к ведущим колесам через полуоси, качающиеся на шарнирах равных угловых скоростей. Этот тип подвески может быть как зависимым, так и независимым. Нечто похожее применяется на внедорожных автомобилях, в конструкции передней подвески независимого типа. Но несмотря на совершенствование конструкции, все зависимые подвески обладают одним и весьма существенным минусом: проявляется несбалансированное поведение автомобиля при старте и торможении. Машина начинает «приседать» при интенсивном разгоне и «клевать носом» во время торможения. Для устранения этого эффекта стали применять дополнительные направляющие элементы. Полунезависимая задняя подвеска Конструктивно она выполняется в виде двух продольных рычагов, которые соединены посередине поперечиной. Этот тип подвески применяется только сзади, но практически на всех переднеприводных автомобилях. Среди плюсов этой конструкции можно выделить легкость монтажа, компактность и небольшой вес, как следствие — уменьшение «неподрессоренных масс», и самое ее весомое достоинство — наиболее оптимальная кинематика колеса. Недостаток можно выделить всего один: такую подвеску можно применять только на неведущем заднем мосту. Установка пневмоэлементов : В случае если пружина и аммортизатор конструктивно установлены отдельно друг от друга, пружина просто заменяется на пневмоэлемент с проставками необходимой толщины. Проставками подбирается минимальный и максимальный дорожный просвет автомобиля. Если пружины с аммортзаторами собраны в единый узел, наподобие передней стойки, то пневмоэлемент устанавливается так же, как и на передней подвеске — одевается на шток аммортизатора. Подвески грузовых автомобилей Одна из первых и наиболее распространенных конструкций зависимой подвески — с продольными или поперечными рессорами и гидравлическими амортизаторами. Ее до сих пор применяют на грузовиках, коммерческих автомобилях и на некоторых моделях внедорожников. Это наиболее простой вариант решения задней подвески: мост «подвешивается» на продольных рессорах, закрепленных в кронштейнах кузова. Кроме этого, к балке заднего моста крепятся амортизаторы. В такой конструкции рессоры выполняют также функции направляющих элементов, то есть связывают колесо с кузовом и определяют его кинематику. Плюс зависимой задней подвески подобного типа — очевидная простота конструкции, правда, это имеет какое-либо серьезное значение только для производителя. На практике же рядового автомобилиста ожидают только минусы: недостаточная эффективность работы рессор, как направляющих элементов. При достижении высоких скоростей относительно «мягкие» рессоры оказываются не в состоянии придавать заднему мосту необходимое положение в пространстве, отчего сильно ухудшается сцепление шин с дорогой, и, как следствие, проявляется неудовлетворительная управляемость машины на высоких скоростях. Подвески внедорожников и пикапов Рассмотрим варианты подвесок на данный тип автомобилей подробней. Здесь присутствуют несколько видов подвесок: -автомобили с зависимой передней и задней подвесками -автомобили с независимой передней и зависимой задней подвеской -автомобили с полностью независимой подвеской Разбирать устройство начнем с задней подвески. Наиболее распространенной задней подвеской внедорожников является рессорная или пружинная подвеска с жестким неразрезным мостом. Слева — рессорная подвеска, справа — пружинная на четырех продольных рычагах Рессорная подвеска имеет простую конструкцию, высокую надежность, выдерживает очень большие нагрузки и поэтому чаще всего применяется на тяжелых джипах и пикапах. Но в погоне за ценой и надежностью автопроизводители используют рессорные подвески и на более легких недорогих внедорожниках. Пружинные подвески немного сложнее рессорных, но при этом компактны и обычно довольно мягкие и длинноходные и устанавливаются на более легких и комфортных внедорожниках. В остальных же случаях на паркетниках и спортивных городских внедорожниках применяются различные варианты независимых рычажных задних подвесок. Передние подвески внедорожников так же бывают с жестким неразрезным мостом, но сегодня подобные конструкции встречаются редко. Стремясь улучшить управляемость и устойчивость автомобилей на шоссе автопроизводители все чаще применяют независимые пружинные или торсионные подвески. Передняя подвеска. слева — торсионная, справа — пружинная. В состав подвески автомобиля также входит стабилизатор поперечной устойчивости. Назначение этого устройства — уменьшение наклона автомобиля при движении на поворотах, а также повышение его устойчивости и управляемости. Когда автомобиль выполняет поворот, его кузов с внутренней стороны поворота приподнимается над поверхностью дороги, а с внешней — наоборот, сближается к ней, что создает опасность опрокидывания. Этому препятствует стабилизатор, который, прижавшись к поверхности вместе с автомобилем с одной его стороны, одновременно прижимает другую сторону. Если одно из колес автомобиля наезжает на неровность, то стабилизатор стремится вернуть его в первоначальное положение. Однако от последствий лихачества не спасет ни один стабилизатор: подтверждением этому являются частые случаи опрокидывания автомобилей. Активная подвеска Активной называется подвеска, которая может изменять положение и жесткость упругих элементов по команде от управляющего устройства, которое в свою очередь получает данные о положении кузова от различных датчиков. Основные виды активной подвески: пневматическая, гидравлическая и пневмогидравлическая. Наиболее широкое применение активная подвеска получила в автобусах и троллейбусах, где она позволяет избежать кренов кузова при неравномерном распределении пассажиров по салону, и в грузовиках. В легковых автомобилях применяется реже из-за сложности и дороговизны. www.ronl.ru Реферат: Ходовая часть автомобиляМИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ Качканарское профессиональное училище
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Тема: Ходовая часть автомобиля ДР 30.20 06 5777 ПЗ Пояснительная записка
Группа 81 Разработал Руководитель Нормоконтроль Зам. директора по УПР Вязовецкая С.В. Дата защиты______________ Оценка________________
2006 Введение. 3 1. Основная часть. 4 1.1.Общий раздел.. 4 1.1.1. Назначение ходовой части. 4 1.1.2. Материалы и их свойства. 4 1.1.3. Анализ технических требований. 5 1.1.4. Устройство ходовой части. 5 1.1.5. Работа амортизатора. 8 1.2. Технологический раздел. 9 1.2.1. Техническое обслуживание ходовой части. 9 1.2.2. Выбор оборудования и приспособлений для ремонта ходовой части. 13 2. Организационная часть. 14 Безопасность труда при выполнении шиномонтажных работ. 14 3. Экологическая часть. 15 Автоматизированное управление городским транспортом. 15 Заключение. 17 Литература.. 18
Значительный рост всех отраслей народного хозяйства требует перемещения большого количества грузов и пассажиров. Высокая маневренность, проходимость и приспособленность для работы в различных условиях делает автомобиль одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров. Автомобильный транспорт создан в результате развития новой отрасли народного хозяйства - автомобильной промышленности, которая на современном этапе является одним из основных звеньев отечественного машиностроения. В своей дипломной работе в основной ее части изложу о ходовой части автомобиля, ее назначении, устройстве и работе. Технологический раздел посвящен техническому обслуживанию ходовой части и выбору оборудования и приспособлений для ее ремонта. В организационной части изложен материал о безопасности труда при выполнении шиномонтажных работ. Экологическая часть посвящена влиянию автотранспорта на окружающую среду.
Рама – это несущая система грузового автомобиля. Она воспринимает все нагрузки, возникающие при движении автомобиля и служит основанием, на котором монтируют двигатель, агрегаты трансмиссии, механизмы органов управления, дополнительное оборудование, а также кабину и кузов. Балки мостов служат для восприятия вертикальных, поперечных и продольных усилий, действующих на колёса. Амортизаторы гасят колебания рессор, вызванные наездом колеса на препятствие. Колёса автомобиля обеспечивают непосредственную связь с дорогой, участвуют в создании и изменении направления его движения, передают нагрузки от массы автомобиля на дорогу. Они поглощают небольшие толчки и удары от неровностей дороги при движении.
Сталь. Из стали в ходовой части изготовляют: болты ступиц колёс, гайки и т.п., зубчатых колёс главной передачи, поворотных цапф, передних осей, шкворни поворотных цапф, переднюю балку, рессоры, пружины, автомобильных рам. Сталь можно ковать, прокатывать, штамповать, сваривать и паять. Из неё можно волочить проволоку, получать различные отливки. Сталь легко обрабатывается режущим инструментом. Сталь обладает высокой прочностью, вязкостью и пластичностью и поддаётся термической и химико-термической обработки. Из латуни в ходовой части изготовляют: втулки, зажимных винтов и различной арматуры. Латунь хорошо куётся, прокатывается в листы различной толщины и штампуется. Из бронзы изготовляют втулки, а также используется в амортизаторах. Бронза обладает высокой прочностью и стойкостью против истирания и в отношении действия атмосферного воздуха и кислот. Бронза хорошо заполняет литейные формы, даёт малую усадку и хорошо поддаётся механической обработке.
На раме не должно быть трещин, погнутостей, трещин по отверстиям под заклёпки, нарушение прочности заклёпочных соединений. На передней оси не должно имеется: погнутости балки, износа втулок под шкворень в цапфе, люфта в подшипников ступиц колёс, срыва резьбы на цапфе, погнутости дисков колёс. На рессоре не должны имеется трещины или обломы на листах, потери упругости, износа втулок. Амортизатор должен работать исправно, не должно быть тугого перемещения рычага, количество жидкости должно строго соответствовать техническим условиям.
Рама. На грузовых автомобилях наибольшее распространение получили лонжеронные рамы. Они состоят из двух продольных параллельных блок-лонжеронов, соединённых поперечинами, с использованием заклёпок или сварки. В зонах, подвергающихся наибольшим нагрузкам, лонжероны имеют более высокий профиль, а иногда усиливают вставками. Для крепления агрегатов на раме установлены кронштейны, к которым закреплены топливный бак, крылья, подножки, рессоры. Спереди к лонжеронам крепят передний буфер, предохраняющий автомобиль от повреждений, и буксирные крюки. Балки мостов. Балки ведущих мостов пустотелые, внутри их установлены главная передача, дифференциал и полуоси. Балки задних мостов автомобилей ГАЗ и ЗИЛ штампованно-сварные. В средней части балка заднего моста имеет отверстие с кольцевым пояском, к которому крепится корпус главной передачи. На эту балку с обоих концов напрессовываются фланцы для крепления опорных дисков тормозных механизмов колёс. Балка переднего ведущего моста автомобиля заканчивается фланцами, к которым крепятся шаровые опоры поворотных кулаков. Колёса. Колёса грузовых автомобилей снабжены дисками с плоским ободом. На ободе монтируют однобортовое съёмное разрезное кольцо, одновременно выполняющее функции замочного кольца. На дисках колёс выполнены конические отверстия, которыми колесо устанавливают на шпильки. Гайки колёс тоже имеют конус. Совпадение конусов гаек и отверстий на дисках обеспечивают точную установку колёс. У грузовых автомобилей на ведущие задние полуоси устанавливают по два колеса. Диски внутренних колёс закреплены на шпильках колпачковыми гайками с внутренней и наружной резьбой, а диски наружных колёс – гайками с конусом. Чтобы предотвратить самоотвёртывание гаек при ускорении и торможении автомобиля, гайки левой стороны имеют левую резьбу, а гайки правой стороны – правую. Пневматическая шина состоит из покрышки, камеры и ободной ленты. Покрышки состоят из каркаса, протектора (беговой дорожки), боковой и бортовой частей. Для хороших дорог применяют шины с мелким дорожным рисунком протектора, а для плохих дорог и бездорожья-с крупным. Камера изготовлена в виде кольцевого эластичного резинового рукава. Для наполнения воздухом и удаления его при необходимости, камера имеет вентиль, который состоит из корпуса, золотника и колпачка. Корпус вентиля выполнен из латуни в виде трубки с фланцем и закреплён в камере при помощи шайбы и гайки. Корпус вентиля может быть составным: верхняя часть изготовлена из латуни, нижняя из резины, привулканизированной к камере. Золотник включает в себя ниппель с резиновым кольцом, стержень и пружину. Золотник ввёртывают в корпус вентиля и закрывают сверху колпачком. Балку грузовых автомобилей изготовляют из кованой стали в виде двутавра с отогнутыми вверх концами. Выгнутая вниз средняя часть позволяет более низко установить двигатель. На концах балки расположены бобышки с проушинами, в которых вставлены шкворни, соединяющие балку с поворотными цапфами колёс. Чтобы облегчить поворот колёс, между бобышками и проушиной цапфы помещён опорный шариковый подшипник. На оси цапфы в двух конических роликовых подшипниках установлена ступица переднего управляемого колеса. Регулировочной гайкой можно регулировать затяжку подшипников во время эксплуатации. Шкворень неподвижно закреплён в бобышке балки клиновым болтом. Поворотная цапфа установлена на шкворне в бронзовых втулках, запрессованных в отверстия её проушин. Поворотные рычаги вставлены в конические отверстия проушин цапфы и закреплены гайками. Осевой зазор между поворотной цапфой и балкой регулируют прокладками. К поворотной цапфе болтами прикреплён щит тормозного барабана. Этот щит – опора колёсного тормозного механизма. Для крепления рессор на балке выполнены площадки. Верхняя часть поворотных цапф соединена через поворотный рычаг с рулевым механизмом, а нижняя часть через рычаг рулевой тяги – с рулевой тягой. Передняя подвеска. Эта подвеска осуществлена на продольных полуэллиптических рессорах. Дополнительно к рессорам, она снабжена гидравлическими амортизаторами. Крепление рессор к раме выполнено на резиновых подушках. В передние кронштейны рессор в специальные гнёзда дополнительно установлены упорные резиновые подушки, воспринимающие усилие. Прогибы рессор ограничивают резиновые буферы. Подобным образом выполнена передняя подвеска и на других автомобилях. В отличие от ранее упомянутых, в рессорах листы от смещения один от другого фиксируются во время работы выступами и углублениями выштампованными в листах рессор, а не стяжками болтами и хомутами. Задняя подвеска. В задней подвеске автомобиля кроме основных рессор имеются дополнительные рессоры. Они закреплены на балке заднего моста вместе с основной рессорой стремянками, а их концы находятся против полок опорных кронштейнов. Амортизаторы. На автомобилях применяют жидкостные телескопические амортизаторы двойного действия. Они состоят из цилиндра, штока с поршнем, цилиндрического резервуара и клапанов. В поршне выполнены калиброванные отверстия и установлены перепускной клапан и клапан отдачи. В нижней части цилиндра смонтированы впускной клапан и клапан снижения. Шток в верхней части соединён с кронштейном рамы, а нижняя часть резервуара с передней осью.
1.1.5. Работа амортизатораВ резервуар амортизатора заливают смесь, состоящую из 50% трансформаторного и 50% турбинного масла, или амортизаторную жидкость. Принцип действия амортизатора основан на том, что в результате относительных перемещений подрессорных и не подрессорных масс автомобиля, сопротивление жидкости при перетекании её под действием поршня через малые отверстия тормозит перемещение движущихся частей амортизатора и вместе с ними подрессорных масс. Амортизаторы двустороннего действия оказывают сопротивление при прогибе и отдаче рессор. При отдаче рессоры амортизатор растягивается. В полости над поршнем создаётся давление, а клапан отдачи открывается, и жидкость через отверстия малого проходного сечения в поршне и клапан отдачи протекает в полость под поршнем. Кроме того, часть жидкости через открывшийся впускной клапан благодаря разрежению поступает из резервуара в полость под поршнем.
Неисправности элементов ходовой части (рамы, подвески осей и колёс) в основном возникают при эксплуатации автомобилей с нагрузкой, превышающей максимальную грузоподъёмность, а также при эксплуатации в тяжёлых условиях непрофиллированных дорог. К основным неисправностям передней оси относят прогиб балки передней оси, износ шкворней и шкворневых втулок, разработка посадочных мест обойм подшипников колёс, нарушение углов их установки, в результате чего ухудшается управляемость автомобилем и повышается износ шин. Поломка рессор или просадка пружин подвески, а также отказ в работе амортизаторов вызывают в конечном итоге повышенный износ шин. Неисправность агрегатов и узлов ходовой части выявляют частично осмотром при ЕО. В объём работ ТО-1 входят проверка состояния и крепления передних и задних подвесок и амортизаторов, измерение люфта в подшипниках ступиц колёс и шкворней поворотных цапф, а также оценка состояния рамы и балки передней оси. По графику в соответствии с картой смазки смазывают шарнирные опоры или подшипники шкворней поворотных цапф. Проверяют состояние шин и давление воздуха в них, которое при необходимости доводят до нормы. При ТО-2 в дополнение к перечисленным работам проверяют и при необходимости регулируют правильность установки переднего и заднего мостов, углы установки передних колёс, закрепляют хомуты, стремянки и пальцы передних и задних рессор, подушки рессор и амортизаторы, устанавливают минимальные зазоры в подшипниках колёс. Осмотр рамы позволяет установить изменения её геометрической формы и размеров, наличие трещин, погнутость лонжеронов и поперечин, состояние креплений к раме кронштейнов рессор, подрессорников и амортизаторов. Проверка геометрической формы рамы может быть выполнена измерением ширины рамы спереди и сзади по наружным плоскостям лонжеронов. Разница в ширине должна быть для автомобилей ГАЗ не более 4мм. Продольное смещение лонжеронов рамы от первоначального положения можно определить, замеряя диагонали между поперечинами рамы на отдельных её участках. Длина диагоналей на каждом участке должна быть одинаковой. Допускается минимальное отклонение не более 5мм. Состояние подвесок проверяют при технических обслуживаниях внешним осмотром, а крепление их – приложением усилия. При осмотре рессор выявляют поломанные или треснутые листы. Рессора не должна иметь видимого продольного смещения, которое может произойти из-за среза центрального болта. Проверяя надёжность крепления рессор, необходимо обращать особое внимание на степень затяжки гаек стремянок и отсутствие износа втулок шарнирных креплений рессор. Если рессоры имеют крепление концов в резиновых подушках, обращают внимание на их целость, а также на правильное положение в опоре. Гайки крепления стремянок и хомутов рессор затягивают равномерно сначала передние (по ходу автомобиля), а затем задние. Техническое обслуживание амортизаторов заключается в проверке их креплений, своевременной замене изношенных резиновых втулок. Особое внимание уделяется контролю герметичности. Если амортизатор имеет на поверхности потёки жидкости и потерял амортизирующие свойства, его ремонтируют, подвергают испытанию после ремонта и устанавливают на автомобиль. Неисправности автомобильных колёс являются следствием неправильной эксплуатации. К ним относят разработку отверстий под шпильки или гайки крепления, трещины в дисках колёс, повреждения и погнутость закраин и ободьев, бортовых и замочных колец, биение колеса в результате неумелого монтажа шины на обод, дисбаланс колеса, коррозию и нарушение лакокрасочного покрытия обода колеса. Указанные неисправности обнаруживают при внешнем осмотре, а биение проверяют вращением вывешенного колеса. Шины, имеющие незначительные повреждения покрышек или проколы камер, ремонтируют в условиях АТП. Для этой цели используют электровулканизаторы и заплаты из сырой резины. Покрышки с изношенным протектором, но годным каркасом, сдают для восстановления проектора на шиноремонтное предприятие. Для равномерного износа протектора шин рекомендуется периодически через 6-8 тыс. км переставлять колёса с задней на переднюю ось согласно схеме перестановки, включая сюда и запасное колесо. При перестановке колёс следует учитывать рисунок протектора (если он направленного действия), что обозначается стрелкой на боковине покрышки. При правильной установке колеса стрелка и преимущественное направление вращения при движении вперёд должны совпадать. Монтаж шины ведут только на исправный обод. Перед монтажом всегда проверяют состояние обода. Он должен иметь правильную круглую форму, закраины и посадочные полки также не должны иметь повреждений, забоин и погнутостей, нарушений лакокрасочного покрытия. Демонтаж и монтаж шин легковых автомобилей выполняют на стационарном стенде Ш-501М. Он состоит из опорного диска (стола) с проводом от реверсивного электродвигателя, пневматического нажимного устройства, стойки демонтажного рычага и аппаратного шкафа. Рабочими органами стенда являются опорный стол, куда крепят колесо, два рычага, приводимые пневмоцилиндром и качающиеся в вертикальной плоскости на общей оси. Конец каждого рычага снабжён горизонтальным диском, служащим для отжима борта шины от обода. Рычаги перемещаются в вертикальной плоскости усилием пневматического цилиндра, подача воздуха в который осуществляется педалью, управляющей одновременно включением электродвигателя. После сборки колеса легковых и грузовых автомобилей в обязательном порядке балансируют. Балансировку колес проводят для устранения их неуравновешенности (дисбаланса), которая является следствием неравномерного распределения массы колеса относительно оси или вертикальной плоскости симметрии. Дисбаланс при вращении колеса вызывает его биения и неравномерный усиленный износ шин. Для уменьшения влияния дисбаланса колеса подвергают статической и динамической балансировке. Статическую балансировку можно выполнить прямо на автомобиле на ступице переднего колеса. Для этого вывешивают колесо, ослабляют затяжку и крепят на неё проверяемое колесо. Приводят колесо во вращение по часовой стрелке и дают ему самостоятельно остановиться, отмечая мелом на боковине покрышки верхнее положение остановки на вертикали, проходящей через ось вращения. Повторяют то же самое при вращении против часовой стрелки, отмечая мелом после остановки вторую верхнюю метку. Расстояние между двумя метками делят пополам и отмечают новую среднюю метку, которая будет указывать на наиболее тяжелое место колеса, расположенное диаметрально напротив полученной метки. Чтобы уравновесить более тяжёлую часть колеса, возле средней метки, по обе стороны от неё на расстоянии примерно половины радиуса обода навешивают на закраину обода балансировочные грузики равной массы и вновь дают толчок на вращение колеса, следя за тем, где оно остановится. Если колесо останавливается в положении, при котором грузики оказываются ниже оси вращения, значит, их массы достаточно, чтобы уравновесить колесо. В противном случае подбирают грузики большей массы. После подбора грузиков, последовательно раздвигая их от средней метки и проверяя вращением, находят положение безразличного равновесия, т.е. возможности останавливаться после прекращения вращения в любом положении. Для разборки заклепочных соединений рамы применяют пневматические рубильные молотки. Качество правки деталей рамы контролируют проверочными линейками и шаблонами. При сборке рам применяют гидравлическую клепальную установку. Качество заклепочных работ проверяют контрольным молотком. Разборку и сборку рессор осуществляют на специальных приспособлениях или в тисках. Прогиб рессор устанавливается шаблонами. Собранные рессоры испытывают на специальном стенде. На специальном стенде осуществляют проверку амортизаторов на герметичность. Для снятия колес используют пневмогайковерт. Шины грузовых автомобилей и автобусов разбирают и собирают на стационарном стенде Ш-509, Ш-153. Для проверки давления в шинах используют манометр. Углы установки передних колес проверяют и регулируют на оптическом или механическом стенде. Проверку схождения передних колес на специальных постах, а также при индивидуальном обслуживании может быть выполнена телескопической линейкой. Для смазки тяг, шкворней в поворотной цапфе используют шприц. Для разборки и сборки ходовой части используют разнообразные ключи.
Шиномонтажные работы производят в установленном месте с применением предохранительных ограждений. Не следует исправлять положение шины на диске постукиванием, ударять по замочному кольцу молотком или кувалдой при накачке. Слесарь должен следить за тем, чтобы были исправными и чистыми диск колеса и замочное кольцо. Нельзя производить подкачку шины без демонтажа при снижении давления в ней более чем на 40%. Необходимо пользоваться дозатором давления или манометром, так как без них возможна перекачка шины, что может стать причиной несчастного случая. Недопустимо выбивать диск колеса вручную кувалдой. На данной операции необходимо использовать стенд демонтажа и гайковерт для колес. Под вывешенной частью автомобиля должен быть установлен козелок, а под неснятыми колесами — упоры. Запрещается перемещать колеса и шины вручную. Недопустимо применение отвертки, шила или ножа для удаления предметов, застрявших в шине.
Снижению вредных выбросов автомобилей способствует равномерное движение машин на улицах, ликвидация заторов, сокращение задержек транспорта на перекрестках. Большую роль в регулировании движения играет привычный всем нам скромный светофор. Странная на первый взгляд взаимосвязь светофора с чистотой воздуха и экономией топлива и электроэнергии объясняется весьма просто: в результате умелого управления транспортными потоками автомобили меньше простаивают на перекрестках, вхолостую расходуя горючее и загрязняя воздух отработанными газами, а трамваи не тратят дополнительную электроэнергию на разгон и торможение. Именно эту задачу успешно решает «электронный регулировщик», оборудованный ЭВМ, специальными датчиками, установленными на проезжей части, и получающий информацию о движении транспорта с соседних перекрестков. Давно неотъемлемой частью городского пейзажа стали светофоры. В меру сил они исправно несут службу, однако, их возможности нас уже не устраивают. Светофоры пока чисто механически выполняют свою работу. Следуя заложенной в них программе, они через определенные промежутки времени переключают сигналы и абсолютно «равнодушны» к постоянно меняющейся транспортной ситуации. Именно поэтому им на помощь должны приходить люди. Нередко работник ГАИ вручную начинает переключать сигналы, чтобы разгрузить наиболее напряженное на данный момент направление. Но даже самый опытный регулировщик способен развести потоки машин лишь там, где он в настоящий момент находится, притом без учета обстановки на других перекрестках, не говоря уж о магистрали или района, в целом. Вот если бы изобрести такого регулировщика, который был бы способен следить за развитием транспортной ситуации на всех основных направлениях в масштабе района, а то и всего города и мгновенно принимать необходимые, единственно правильное решение. В настоящее время такой регулировщик создан. Имя ему – система «СТАРТ», которая вошла в строй в Москве, наиболее насыщенном автотранспортном городе страны. «СТАРТ» - автоматизированная система управления дорожным движением. Она принципиально отличается от более простых подобных систем, действующих в Москве и во многих других городах. Благодаря применению совершенных технических средств, математических методов и вычислительной техники, эта система позволяет оптимально управлять движением транспорта во всем городе и полностью освобождает человека от обязанностей, непосредственно, регулировщика автомобильными потоками. Любые вопросы организации дорожного движения необходимо рассматривать не только с точки зрения обеспечения его безопасности, но и уменьшения токсичности отработавших газов. Почему, скажем, предельная скорость движения в городе установлена не восемьдесят, а шестьдесят километров в час? Именно на эту скорость у легковых автомобилей приходиться минимум вредных выбросов. При резком же увеличении или уменьшении скорости движения, выброс возрастает более чем вдвое. В улучшении организации и повышении безопасности движения транспорта, роль техники регулирования в настоящее время очень велика.
Автомобильная промышленность страны постоянно совершенствует конструкцию выпускаемых автомобилей с целью снижения расхода топлива, уменьшения загрязнения окружающей среды, повышения безопасности дорожного движения. По сравнению с существующими новые модели и модификации автомобилей усложняются, в их системах появляются современные приборы и устройства. Однако эффективное использование автомобилей зависит не только от совершенства конструкции. Во многом оно определяется качеством технического обслуживания при эксплуатации. Кроме того, удовлетворение возрастающих потребностей в автомобильных перевозках не может быть обеспечено только за счет выпуска новых автомобилей. Одним из главных резервов увеличения автомобильного парка является ремонт автомобилей. Таким образом, вопросы устройства, технического обслуживания и ремонта автомобилей тесно взаимосвязаны.
1. Боровских Ю.И., Буралев Ю.В. Устройство и техническое обслуживание автомобилей М.: Высшая школа, 1999. 2. Голубев И.Р., Новиков Ю.В. Окружающая среда и транспорт М.: Витапресс, 1999. 3. Калисский В.С., Мазон А.И. Автомобиль М.: Транспорт, 1998. 4. Кузнецов Н.А., Итинская Н.И. Автотракторные эксплуатационные материалы. М.: Высшая школа, 1998. 5. Луковников А.В., Тургиев А.К. Охрана труда при эксплуатации и ремонте автомобиля. М.: Высшая школа, 2001 www.referatmix.ru |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|