Министерство
образования и науки российской федерации
федеральное
государственное образовательное бюджетное
учреждение
высшего образования
волгоградский
государственный технический университет
Факультет автомобильного
транспорта
Семестровая работа
по дисциплине «Технология и организация
диагностики и контроля технического
состояния автотранспортных средств»
на тему: «Торсионная
подвеска»
Проверил:
Доцент,
к.т.н. Котов В.В.
Волгоград 2017
Содержание
Основные
элементы и принцип работы торсионной подвески
Основной элемент торсионной
подвески – это торсион, который представляет
собой цилиндрический металлический стержень, обладающий
большой упругостью. Чтобы торсион хорошо
пружинил при скручивании, он изготавливается
из прочной стали, прошедшей специальную
термическую обработку. При этом он выдерживает
высокие механические крутящие напряжения
и допускает без остаточной деформации
большие углы закручивания. Торсионные
стержни могут иметь круглое или квадратное
сечение, а также состоять из металлических
пластин.
Торсион с одного конца жёстко
закреплён на раме автомобиля, а другой
его конец через рычаг соединяется со
ступицей колеса. Вертикальные перемещения
колеса приводят к скручиванию торсиона
и появлению пружинящей реакции. Таким
образом, обеспечивается прочное и упругое
соединение кузова автомобиля с его подвижной
ходовой частью. Для повышения надёжности
соединительных узлов и защиты от ударных
перегрузок используются дополнительные
спиральные пружины и гидравлические амортизаторы.
Такая система подвески широко использовалась
до недавнего времени во многих типах
автомобилей.
Рисунок 1 -
Упругий элемент торсионной подвески
с креплениями
Принцип работы: изменение положение колеса
приводит в действие механизм, частью
которого является торсион. Под воздействием
усилия он скручивается. Напряжение сохраняется
во время действия силы поднимающей или
опускающей колесо. Нагрузка смягчается
и передается на силовую часть кузова,
уберегая его от жесткого ударного воздействия.
При прекращении внешнего усилия, раскручиваясь
в первоначальное положение, торсион возвращает
колесо в базовое состояние. Фактически
выполняется функция пружины, но качественная
разница существенна.
Динамика возрастания упругости
выше и сравнима скорее с рессорой, у которой
последовательно включаются в работу
более короткие ламели. Но торсион более
прост и надежен. Значительно компактнее
и эффективнее.
К основным преимуществам
торсионной подвески относится следующее:
она более компактна по сравнению
с пружинной системой и занимает гораздо
меньшее пространство;
простота установки и обслуживания;
она даёт возможность просто
и быстро устанавливать необходимый дорожный
просвет, не изменяя деталей конструкции
подвески;
высокая надёжность и ремонтопригодность;
большая периодичность обслуживания
и простота регулировки;
она обеспечивает лучшую управляемость
автомобиля при возникновении крена.
Основными недостатками
подвесок на торсионных балках считаются:
Склонность автомобиля с такой
подвеской к излишней поворачиваемости. На поворотах такие автомобили начинает разворачивать, что требует повышенного внимания водителя.
Сложная технология производства
и обработки торсионов, обеспечивающих
необходимую высокую прочность и упругость
материала. Чтобы обеспечить устойчивость
металла к возникновению поверхностных
трещин торсионы проходят специальные
процедуры по упрочнению поверхности
с использованием пластических осадок
и других технологий. Все эти технологические
операции повышают стоимость самих торсионов.
Несмотря на это, торсионы находят применение
в современной автомобильной технике,
чтобы обеспечить им высокий уровень комфортабельности
при езде по различным типам дорожных
покрытий.
Наличие игольчатых подшипников
в узлах крепления рычагов к концам торсионной
балки с ограниченным ресурсом пробега.
Подшипники имеют свойство выходить из
строя по причине попадания пыли, воды
и грязи через трещины в сальниках и прокладках.
Причём это происходит более часто из-за
старения резинового материала и воздействия
агрессивных сред, нежели от стиля вождения
и его интенсивности. Основная панацея
от этой беды – почаще заглядывать под днище автомобиля. Своевременное обслуживание позволит обойтись заменой сальников или подшипников. В худшем случае предстоит ремонт или замена торсионной балки, так как вышедшие из строя подшипники развальцовывают посадочные места, что приводит к изменению развала колёс. Ресурс подшипников составляет от 60 до 70 тыс. км.
Основные причины изменения структурных
параметров в процессе эксплуатации
Для определения плавности
хода, распределения нагрузки по колесам,
динамической нагруженности элементов
ходовой системы необходимо знать характеристику
его подвески. Характеристика подвески
представляет собой зависимость упругой
силы, от его вертикального перемещения.
Характеристику торсионной подвески определяют
через упругую характеристику торсиона
и кинематическую характеристику подвески,
представляющую собой зависимость деформации
торсиона от хода колеса.
Основными причинами изменения
структурных параметров торсионной подвески
является ее износ (износ подшипников
балки; усталость металла из которого
изготовлен торсион; износ амортизаторов;
износ или разрушение резинотехнических
изделий) в процессе эксплуатации автомобиля.
Признаками наличия неисправностей
торсионной подвески являются:
1) Отчетливые стуки в подвеске;
2) На поворотах и во время торможения
машина раскачивается;
3) Во время прямой езды машина
наклоняется в сторону;
4) Чрезмерно быстрый износ протекторов
шин.
3. Параметры
определяющие техническое состояние
подвески
Диагностирование
торсионной подвески с амортизаторами.
Визуальный осмотр
Является самым простым способом
диагностики, не требующим специального
оборудования. Он позволяет выявить только
внешние повреждения элементов подвески.
Снятие характеристик
работы подвески
Измеряя усилия сжатия и отбоя
на разных режимах, получают характеристику,
а затем сравнивают ее с номинальной. Этот
способ позволяет наиболее достоверно
оценить работоспособность подвески,
поэтому используется производителями
для испытаний и контроля качества своей
продукции, а также при сертификации.
Методы измерения
по колебаниям кузова
Амплитудный метод
Этот метод заключается в измерении
затухания колебаний кузова после его
раскачивания. Оценка работоспособности
подвески автомобиля происходит при малых
ходах и на низких скоростях. В большинстве
случаев позволяет достоверно установить
лишь полную потерю работоспособности
подвески. Диагностирование работоспособности
подвески осуществляется с использованием
прибора, снабженного датчиком перемещения.
Прибор состоит из блока регистрации,
в котором размещены ультразвуковой датчик,
вычислительное устройство, управляющие
клавиши, дисплей, а также источник ультразвука.
Блок закрепляется на крыле автомобиля
с помощью присосок, а источник кладется
на пол рядом с колесом.
В память устройства предварительно
введены опорные данные. Базы опорных
данных поставляются в комплекте диагностического
оборудования, а также могут пополняются
результатами измерений, полученных на
аналогичном автомобиле с заведомо исправными
амортизаторами.
Автомобиль с закрепленным
на крыле блоком однократно толкают вниз.
Прибор регистрирует колебания и вычисляет
коэффициент - число, характеризующее
затухание колебаний. Чем быстрее затухают
колебания, тем больше значение коэффициента.
Если его значение лежит в пределах:
от 100 до 75% — затухание колебаний
достаточное;
от 75 до 51% — затухание умеренное;
от 50 до 0% — затухание недостаточное.
Шок-тест (shock-test)
Испытания проводятся на стенде,
состоящем из небольшого пневматического
подъемника и устройства с подпружиненными
рычагами, отслеживающего вертикальные
перемещения кузова.
Автомобиль устанавливают на
платформу передними или задними колесами.
Рычаги устройства зацепляют снизу за
колесные арки. Колеса испытуемой оси
приподнимают на высоту 10 см, а затем резко
отпускают, вызывая колебания кузова,
а вместе с ним и рычагов. По результатам
теста компьютер стенда вычисляет коэффициент
затухания колебаний испытуемой оси. Если
значение коэффициента составляет:
- от 22 до 65 - гашение колебаний
достаточное;
- от 16 до 22 - гашение умеренное;
- от 0 до 16 - гашение недостаточное.
4. Структурно
следственная схема
I
II
III
IV
V
Структурно-следственная схема
торсионной подвески: I – объект; II – параметры
технического состояния объекта; III –
причины нарушения технического состояния;
IV – диагностические признаки; V – значения
диагностических параметров.
5. Диагностическое
оборудование
Основное диагностическое оборудование
применяемое для диагностики подвески
автомобиля – вибростенд.
Принцип работы вибростенда
подвески
Основная задача вибростенда создать
такие же колебания, которые возникают
при передвижении автомобиля. Колебания
создаются при помощи электродинамического
вибратора или вибратора гидравлического,
которыми оборудуются вибростенды для
диагностики подвески автомобиля.
Колеса автомобиля, который должен в
момент проверки быть с включенной нейтральной
передачей, вращаются за счет движения
валов вибростенда. Таким образом, задаются
не только колебания, но и происходит имитация
движения автомобиля.
Помимо генерирования вибрации некоторые
модели устройств еще имитируют боковое
качение для того, чтобы обнаружить неисправности
ступичных подшипников и шаровых опор.
На стенде установлены датчики, которые
фиксируют данные, которые происходят
во время вибрации, заданной механизмом
стенда. Полученные данные выводятся не
в виде абсолютных величин, которые сами
по себе ничего не могут рассказать о состоянии
подвески, а сравниваются с данными об
этих же характеристиках, в исправном
автомобиле. Все построено на методе сравнения
с имеющимися данными.
На экране монитора появляются данные
о проведении теста на вибростенде. В некоторых
моделях вибростендов на экране появляется
анимированная картинка испытаний. В процессе
проверки каждое колесо проверяется отдельно,
и выдаются данные о расхождении с эталонными
значениями в процентах. Есть возможность
проводить одновременно тестирование
подвески двух колес, расположенных на
одной оси. При этом сравниваются показания
с левого и правого колеса.
Список использованных источников
- Торсионная подвеска [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://autooboz.info/2013/10/dostoinstva-i-nedostatki-torsionnoj-podveski/
- Ремонт торсионной подвески [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://auto.today/bok/3382-remont-torsionnoy-podveski.html
- Основные неисправности торсионной
подвески [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://studfiles.net/preview/5083028/page:3/
- Вибростенд [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://avtowithyou.ru/instrument-i-oborudovanie/vibrostendy-dlya-diagnostiki-podveski-avtomobilya/