Дипломная работа: зависимая повеска автомобилей

Спиральные пружины  в качестве основного упругого элемента применяются главным образом в независимых подвесках и значительно реже в зависимых. Их обычно устанавливают вертикально на нижние рычаги подвески.

Торсионные подвески в качестве упругого устройства имеют торсионы (рисунок 4, в).

Торсион представляет собой стальной упругий стержень, работающий на скручивание. Он может быть сплошным круглом сечения, а также составным — из круглых стержней или прямо угольных пластин. На концах торсиона имеются головки (угол трения) с нарезанными шлицами или выполненные в форме многогранника (шестигранные и т.д.). С помощью головок торсион одним концом крепится к раме или кузову автомобиля, а другим к рычагам подвески. Упругость связи колеса с рамой обеспечивается вследствие скручивания торсиона.

Торсионы, как и пружины, требуют применения направляющих и гасящих устройств. По сравнению с листовыми рессорами торсионы имеют те же преимущества, что и спиральные пружины. Однако по сравнению со спиральными пружинами торсионы менее долговечны. Торсионы наиболее распространены в независимых подвесках. Их располагают вдоль или поперек автомобиля.

Пневматические подвески в качестве упругого устройства имеют  пневматические баллоны различной  формы. Упругие свойства в таких  подвесках обеспечиваются за счет сжатия воздуха. Наибольшее применение в пневматических подвесках получили двойные (двухсекционные) круглые баллоны.

Двойной круглый баллон (рисунок 4, г) состоит из эластичном оболочки 8, опоясывающего или разделительного кольца 7 и прижимных колец 6 с болтами 5. Оболочка баллона резинокордовая, обычно двухслойная. Корд оболочки капроновый или нейлоновый. Внутренняя поверхность оболочки покрыта воздухонепроницаемым слоем резины, а наружная — маслобензостойкой резиной. Для упрочнения бортов оболочки внутри размещена металлическая проволока, как у покрышки пневматической шины. Опоясывающее кольцо 7 служит для разделения секций баллона и позволяет уменьшить его диаметр. Прижимные кольца 6 с болтами 5 предназначены для крепления баллона. Грузоподъемность двойных круглых баллонов обычно составляет 2... 3 т при внутреннем давлении воздуха 0,3...0,5 МПа. Двойные круглые баллоны распространены в подвесках автобусов, грузовых автомобилей, прицепов и полуприцепов. Обычно баллоны располагают вертикально в количестве от двух (передние подвески) до четырех (задние подвески).

Резиновые упругие  элементы широко применяются в подвесках  современных автомобилей в виде дополнительных упругих устройств, которые называются ограничителями, или буферами. Часто внутрь буферов вулканизируют металлическую арматуру, которая повышает их долговечность и служит для крепления буферов.

Буфера подразделяются на буфера сжатия и отдачи. Первые ограничивают ход колес вверх, а вторые — вниз. При этом буфера сжатия ограничивают деформацию упругого устройства подвески и увеличивают его жесткость. Буфера сжатия и отдачи совместно применяют обычно в независимых подвесках. В зависимых подвесках используют главным образом буфера сжатия. 
 

 
 
 
 
 

1.3.Конструкции подвесок. 

Рассмотрим конструкцию  передней подвески легковых автомобилей.

 На рисунке №5  подвеска зависимая, состоит из двух шаровых шкворней с каждой стороны, двух продольных штанг, одной поперечной тяги, витых цилиндрических пружин, гидравлических телескопических амортизаторов и стабилизатора поперечной устойчивости.

Продольные штанги и поперечная тяга — это направляющие элементы передней подвески, которые  обеспечивают правильную фиксацию переднего  моста, что, в свою очередь, влияет на управляемость, устойчивость и тормозные  качества автомобиля.

Продольные штанги соединены с передним мостом с  помощью неразборных резинометаллических  шарниров (сайлентблоков) и кронштейнов, а с рамой посредством кронштейна через резиновые шарниры. Максимальный ход подвески вверх ограничен  резиновым буфером. Для гашения колебаний подвески автомобиля предназначены два телескопических амортизатора, которые служат также для ограничения хода подвески вниз. 
 

На цапфах поворотных кулаков установлены ступицы 10 Каждая ступица вращается на двух роликовых  конических подшипниках. На ступице  установлен тормозной диск. Со стороны  тормозного щита ступица уплотнена  сальником, а снаружи — прокладкой с муфтой отключения колеса. Затяжку подшипников ступицы регулируют гайкой, которую фиксируют на цапфе замочной шайбой с контргайкой.

Передняя подвеска грузовых автомобилей КамАЗ показана на рисунке 9, а. Подвеска зависимая, рессорная, с амортизаторами. Она выполнена на двух продольных полуэллиптических рессорах с двумя гидравлическими телескопическими амортизаторами. Каждая рессора средней частью прикреплена к балке переднего моста стремянками 1 и накладкой 5. Между рессорой и балкой моста установлена подкладка 6 с кронштейном для крепления нижнего конца амортизатора 4. Взаимное положение листов рессоры обеспечивается специальными коническими углублениями, выполненными в средней части листов, а собранной рессоры относительно балки моста — штифтом 7. Передний конец рессоры имеет съемное ушко 75 с втулкой 14, прикрепленное к коренному листу рессоры болтом 11 и накладкой 9. Конец рессоры крепится к раме в кронштейне 12 шарнирно на гладком пальце 13, который фиксируется двумя стяжными болтами 10. Задний конец рессоры — скользящий. Он свободно установлен в кронштейне 7 рамы и опирается на сухарь 19. К заднему концу рессоры прикреплена накладка, предохраняющая коренной лист от изнашивания. Для предохранения от изнашивания кронштейна 17 на пальце 18 сухаря установлены вкладыши 16.

Ход переднего моста  вверх ограничивают полые резиновые  буфера 2 сжатия, установленные на лонжеронах рамы. Амортизаторы 4 нижними концами  присоединены к кронштейнам подкладок 6, а верхними — к кронштейнам 3 рамы. Для крепления амортизаторов применяются резинометаллические шарниры.

Рисунок  7 Передняя (а) и задняя (б) подвески грузовых автомобилей

КамАЗ:

1, 21 — стремянки; 2 —  буфер; 3, 12, 17, 29, 30 —  кронштейны; 4 — амортизатор; 5, 9, 20 — накладки; 6 —  подкладка; 7 — штифт; 8, 22 — рессоры; 10, 11 — болты; 13, 18— пальцы; 14— втулка; 15— ушко; 16— вкладыш; 19— сухарь; 23 — опора; 24, 32 — мосты; 25 — ступица; 26 — ось; 27 — шарнир; 28, 31 — штанги

Задняя подвеска грузовых автомобилей КамАЗ (рисунок 9, б) балансирная, зависимая. Основными ее частями являются две продольные полуэллиптические рессоры и шесть продольных реактивных штанг. Каждая рессора 22 прикреплена средней частью к ступице 25 накладкой 20 и двумя стремянками 21. Концы рессоры свободно установлены в опорах 23, прикрепленных к балкам среднего 32 и заднего 24 ведущих мостов. Ступица 25 установлена на изготовленной из антифрикционного материала втулке на оси 26, закрепленной в кронштейне 29, который связан с кронштейном 30 подвески, прикрепленным к лонжерону рамы. Ступица крепится на оси гайкой и защищена снаружи крышкой, а с внутренней стороны — манжетами и уплотнительными кольцами. В крышке имеется отверстие с пробкой для заливки масла.

Средний 32 и задний 24 ведущие мосты соединены каждый с рамой тремя реактивными штангами — двумя нижними 28и верхней 31. Концы реактивных штанг закреплены в кронштейнах на раме и мостах самоподжимными шарнирами 27. Эти шарниры состоят из шаровых пальцев, внутренних и наружных вкладышей и поджимающих их пружин. Шарниры закрыты крышками, ушки манжетами и смазываются через масленки.

Ход среднего и заднего  мостов вверх ограничивается рези новыми буферами, которые установлены на лонжеронах рамы. Гашение колебаний  в подвеске происходит за счет трения между листами рессор.

На рисунок 10 представлена задняя подвеска автобуса. Подвеска зависимая, пневматическая, с амортизаторами. Она выполнена на четырех пневматических баллонах с реактивными штангами, четырьмя гидравлическими телескопическими амортизаторами и стабилизатором поперечной устойчивости торсионного типа. Упругим устройством подвески являются двойные круглые баллоны 7, снабженные дополнительными резервуарами 3 и заполненные сжатым воздухом. Баллоны установлены попарно с каждой стороны между кузовом автобуса и специальными кронштейнами 8, закрепленными на балке заднего моста.

Рисунок 8. Задняя подвеска автобуса:

1 — регулятор; 2, 9 —  штанги; 3 — резервуар; 4 — амортизатор; 5, 6 — буфера; 7 — баллон; 8 — кронштейн

Регуляторы 7 постоянства  высоты кузова размещены на его основании и через тяги соединены с кронштейнами 8. Передача толкающих усилий и во сприятие реактивных моментов осуществляются штангами 2 и 9, которые соединяют задний мост с кузовом. В подвеске с каждой стороны расположено по два амортизатора 4, а также буфера сжатия 6 и отдачи 5. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.4.Амортизаторы. 

Амортизаторами называются устройства, преобразующие механическую энергию колебаний в тепловую с последующим ее рассеиванием в  окружающую среду.

Амортизаторы служат для гашения колебаний кузова и колес автомобиля и повышения безопасности движения автомобиля.

На автомобилях  в передних и задних подвесках  применяются гидравлические амортизаторы телескопического типа (рисунок 11).

Рисунок 9. Типы гидравлических амортизаторов, классифицированных по различным признакам

Гидравлические амортизаторы по конструкции аналогичны поршневым насосам. Отличие состоит в том, что амортизаторная жидкость (масло) перекачивается только внутри амортизаторов из одной камеры в другую по замкнутому кругу циркуляции. При этом амортизаторы работают при давлении 3,0...7,5 МПа, скорости перетекания жидкости 20...30 м/с и при работе могут нагреваться до 160 °С и более.

Гидравлические амортизаторы гасят колебания кузова и колес автомобиля в результате создаваемого ими сопротивления (жидкостного трения) перетеканию жидкости через клапаны и калиброванные отверстия.

Амортизаторы повышают безопасность движения автомобиля, гак  как предотвращают отрыв колес  от поверхности дороги и обеспечивают их постоянный контакт с дорогой.

Двухтрубные амортизаторы имеют рабочий цилиндр и резервуар, а однотрубные — только рабочий цилиндр.

В двухтрубных амортизаторах  амортизаторная жидкость и воздух соприкасаются между собой, а внутреннее давление воздуха составляет 0,08...0,1 МПа.

В однотрубных амортизаторах амортизаторная жидкость и газ разделены и не соприкасаются друг с другом.

В амортизаторах низкого  давления внутреннее давление газа до 0,1 МПа или несколько больше, а  в амортизаторах высокого давления 1,0 МПа и выше. Однотрубные амортизаторы высокого давления называются газонаполненными амортизаторами.

Однотрубные газонаполненные  амортизаторы по сравнению с двухтрубными лучше охлаждаются, имеют меньшее  рабочее давление, проще по конструкции, легче по массе, более надежны  в работе и могут устанавливаться на автомобиле в любом положении — от горизонтального до вертикального. Однако они имеют большую длину и стоимость и требуют высокой точности изготовления и уплотнений.

На рис. 12 представлен гидравлический телескопический амортизатор автомобиля. Амортизатор двухтрубный, низкого давления, двухстороннего действия. Он гасит колебания кузова и колес как при ходе сжатия (колеса и кузов сближаются), так и при ходе отдачи (колеса и кузов расходятся).

Амортизатор состоит  из трех основных узлов: цилиндра 12 с  днищем 2, поршня 10 со штоком 13 и направляющей втулки 21 с уплотнителями 17, 18, 20. В  поршне амортизатора имеются два  ряда сквозных отверстий, расположенных  по окружности, и установлено поршневое кольцо 27. Отверстия наружного ряда сверху закрыты перепускным клапаном 24 с ограничительной тарелкой 22, находящимся под воздействием слабой пластинчатой пружины 23. Отверстия внутреннего ряда снизу закрыты клапаном отдачи 29 с дисками 25, 28, гайкой 8, шайбой 26 и сильной пружиной 9.