Навигация:

Главная > Устройство автомобиля > Ходовая часть > Подвеска автомобиля

Ходовая часть

Подвеска автомобиля

Назначение и типы подвесок автомобилей.

Подвеска автомобиля осуществляет упругую связь рамы или кузова с мостами и колесами, смягчает воспринимаемые ими удары и толчки при езде по неровностям дороги. Упругие свойства подвески достигаются применением упругого элемента. Работа подвески основана на превращении энергии удара при наезде колеса на неровность дороги в перемещение упругого элемента подвески, в результате чего сила удара, передаваемого на кузов, уменьшается и плавность хода автомобиля становится лучше. По характеру взаимодействия колес и кузова при движении автомобиля все подвески делят на зависимые и независимые.

Зависимая подвеска (рис. 3, а) имеет жесткую связь между левым и правым колесом, в результате чего перемещение одного из них в поперечной плоскости передается другому и вызывает наклон кузова.

Независимая подвеска (рис. 3, б) характеризуется отсутствием жесткой связи между колесами одного моста. Каждое колесо подвешено к кузову независимо от другого колеса. В результате при наезде одним колесом на неровности дороги колебания его не передаются другому колесу, уменьшается наклон кузова и повышается в целом устойчивость автомобиля при движении.

Подвеска автомобиля состоит из следующих устройств: упругого элемента, направляющего устройства и гасящего элемента. В качестве упругого элемента в подвесках используют металлические листовые рессоры, цилиндрические пружины, торсионы (стержни, работающие на скручивание). Неметаллические упругие элементы обеспечивают упругие свойства подвески за счет упругости резины, сжатого воздуха или жидкости. Они находят значительно меньшее распространение, чем металлические. В некоторых случаях в подвесках применяют комбинированные упругие элементы, состоящие из металлических и неметаллических материалов.

Рис.3. Схемы подвесок автомобилей.

Направляющее устройство подвески передает толкающие, тормозные и боковые усилия от колес на раму или корпус автомобиля. При пружинной подвеске роль направляющего устройства выполняют рычаги и штанги подвески, при рессорной - сама листовая рессора обладает свойством передавать продольные и боковые усилия, вследствие чего конструкция такой подвески упрощается.

Гасящий элемент подвески предназначен для гашения колебаний кузова и колес при наезде на препятствия и называется амортизатором. На автомобилях применяют жидкостные амортизаторы. Принцип действия их основан на превращении энергии колебаний за счет жидкостного трения в тепловую энергию с последующим ее рассеиванием.

Углы установки передних колес автомобиля.

Передние управляемые колеса автомобиля при любой конструкции моста и подвески устанавливают с определенными углами наклона в вертикальной и горизонтальной плоскостях для создания наименьшего сопротивления движению, уменьшения износа шин и снижения расхода топлива.

Угол развала управляемых колес (рис. 4, а) образуется между плоскостью колеса и вертикальной плоскостью, параллельной продольной оси автомобиля и обозначается - альфа. Если колесо отклонено наружу, угол развала считается положительным, а при обратном наклоне - отрицательным. Для нормальной работы управляемого колеса угол развала всегда должен быть положительным. Он способствует уменьшению усилия на поворот управляемых колес, что облегчает управление автомобилем.

Кроме угла развала при установке управляемых колес предусматривают угол - Y наклона оси шкворня в поперечной плоскости и угол 7 наклона оси шкворня в продольной плоскости (рис. 4, б). Углы наклона шкворня способствуют возврату колес в прямолинейное направление движения после их поворота, что улучшает маневренность и устойчивость автомобиля, повышает накат и срок службы шин.

При установке с развалом передние колеса стремятся катиться в сторону от автомобиля по дуге радиусом R вокруг точки О. Но поскольку колеса жестко связаны между собой балкой переднего моста, качение их должно происходить с боковым проскальзыванием. Чтобы исключить это явление, колеса устанавливают под некоторым углом к продольной оси, т. е. со схождением.

Рис.4. Схема установки управляемых колес:
а - углы развала альфа и поперечного наклона бетта шкворня,
б - угол продольного наклона Y шкворня, в - схождение колес.

Схождение управляемых колес - разность расстояний А и Б (рис. 4, в), которые замеряют по внутренним поверхностям боковин шин в средней плоскости спереди и сзади каждого колеса. Разность расстояний может колебаться в пределах 2-10 мм. Схождение зависит от углов развала и наклона шкворня колес. При эксплуатации автомобилей все эти углы, а также схождение управляемых колес тщательно регулируют. Установка колес с правильным развалом и схождением обеспечивает прямолинейное качение, что непосредственно влияет на срок службы шин и расход топлива.

У грузовых автомобилей конструкцией предусмотрена регулировка только схождения колес, у большинства легковых автомобилей регулируются все параметры установки управляемых колес.

Устройство независимой подвески.

Упругим элементом подвески автомобиля ГАЗ-24 «Волга» является спиральная цилиндрическая пружина 9 (рис. 5), которая опирается на нижние рычаги 8 и передает нагрузку от массы автомобиля через рычаги на стойку 5 и далее через закрепленный в ней шкворень 6 на поворотную цапфу 7. Верхний конец стойки 5 шарнирно соединен с верхними рычагами 3. Нижние и верхние рычаги, в свою очередь, шарнирно соединены с поперечной балкой 1, которая жестко прикреплена к подрамнику. Внутри пружины установлен телескопический амортизатор 2. Шток амортизатора крепится через резиновые подушки к кронштейну кузова, а цилиндр амортизатора через опорную чашку пружины шарнирно соединен с нижними рычагами. Для уменьшения наклона кузова при поворотах автомобиля служит стабилизатор 10 поперечной устойчивости. Концы его с помощью стойки соединены с опорной чашкой пружины, а средняя часть крепится к поперечной балке подрамника. Если возникает боковой крен кузова, то стержень стабилизатора закручивается и силой упругости стремится выправить положение кузова. Максимальный ход подвески ограничивается резиновыми буферами 4 сжатия.

Рис.5. Передняя независимая подвеска автомобиля ГАЗ-24

Устройство зависимой подвески.

В качестве упругих элементов подвески автомобилей ГАЗ-53А и ЗИЛ-130 использованы продольные полуэллиптические рессоры, работающие совместно с гидравлическими амортизаторами. Подвеска передних колес имеет две рессоры, а задняя подвеска снабжена еще дополнительными рессорами, установленными на основных рессорах в верхней части.

Рессора (рис. 6, а) передней подвески автомобиля ГАЗ-53А состоит из пакета упругих стальных полос (листов) различной длины, стянутых хомутами и прикрепленных к балке переднего моста двумя стремянками. К лонжерону рамы концы сдвоенного коренного листа рессоры 2 прикреплены с помощью переднего 1 и заднего 3 кронштейнов. Внутри кронштейнов зажаты резиновые подушки, охватывающие концы рессор. Передний конец рессоры имеет торцовое уплотнение в переднем кронштейне, а задний конец ее при прогибах имеет возможность перемещаться продольно в резиновой подушке кронштейна. Этим обеспечивается вертикальный ход подвески.

Рессора (рис. 6, б) задней подвески автомобиля ЗИЛ-130 крепится к лонжерону рамы также с помощью переднего 1 и заднего 3 кронштейнов. Однако соединение их концов с кронштейнами выполнено иначе, чем на автомобиле ГАЗ-53А. Передний конец рессоры посредством болта и стремянки соединен со съемным ушком 4, которое пальцем 5 крепится к кронштейну 1. Такое крепление обеспечивает шарнирное соединение рессоры с рамой, необходимое для передачи продольных усилий. Задний конец рессоры может свободно перемещаться в продольном направлении между опорными сухарями 8 и втулками в кронштейне 3 при прогибах рессоры.

Рис.6. Зависимая подвеска (рессорная)

На верхнюю часть основной рессоры с помощью двух стремянок 6 закреплена дополнительная рессора 7, концы которой располагаются возле опорных кронштейнов. В нагруженном состоянии концы дополнительной рессоры упираются в опорные кронштейны и она несет нагрузку вместе с основной рессорой, а на автомобиле без нагрузки дополнительные рессоры в задней подвеске не работают.

На легковых автомобилях с рессорной подвеской дополнительные рессоры практически не применяют.