Основы конструкции подвески автомобиля как промежуточного звена между кузовом автомобиля и дорогой. Требования к подвеске автомобиля. Типы подвесок и их классификация по типам направляющего аппарата (зависимые и независимые) и упругих элементов.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство образования и науки Украины

Донецкий национальный технический университет

Автодорожный институт

Реферат

"Виды подвесок легкового автомобиля. Многорычажная подвеска"

Выполнил студент гр. АТР 11 маг з:

Проверил: старший преподаватель

Горловка 2011

Содержание

• Вступление
• Основы конструкции подвески автомобиля
• Виды распространенных подвесок автомобиля
• Заключение

Вступление

В автомобилестроении уже давно сформировались некие представления относительно области применения того или иного типа подвески: двухрычажная - для спортивных моделей, зависимая - для внедорожников, полузависимая - для компактных авто, и т.д.

К началу 1960-х автомобилестроители стали понимать особое значение - с точки зрения держания дороги и управляемости - именно задней подвески. Выяснилось, что для задних колес лучше всего подходит схема с двойными поперечными рычагами (ДПР), которая уже показала себя на "формульных" болидах Cooper. Вслед за успешными гоночными конструкциями появились первые "гражданские" модели с ДПР сзади: 2-местное спорт-купе Jaguar E-type в 1961 году, а годом позже - классный седан Mk X той же марки.

Основы конструкции подвески автомобиля

Подвеской автомобиля называется совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между кузовом (или рамой) и мостами или колёсами автомобиля, уменьшение динамических нагрузок на кузов и колёса, затухание их колебаний, а также регулирование положения кузова автомобиля во время движения. На подвеску автомобиля возложена тройная задача: везти мягко, везти точно, везти безопасно. Иными словами, подвеска должна одновременно обеспечивать приемлемый комфорт, хорошую управляемость и активную безопасность.

Подвеска, являясь промежуточным звеном между кузовом автомобиля и дорогой, должна быть лёгкой и наряду с высокой комфортабельностью обеспечивать максимальную безопасность движения. Для этого необходимы точная кинематика колёс, высокая информативность управления (не только рулевого), а также изоляция кузова от дорожных шумов и жесткого качения радиальных шин (особенно с низким профилем). Кроме того, надо учитывать, что подвеска передаёт на кузов силы, возникающие в контакте колеса с дорогой, поэтому она должна быть прочной и долговечной. Применяемые шарниры должны легко поворачиваться, быть мало податливыми и вместе с тем обеспечивать шумоизоляцию кузова. Рычаги должны передавать силы практически во всех направлениях, а также тяговые и тормозные моменты, и быть при этом не слишком тяжелыми. Упругие элементы при эффективном использовании материалов должны быть простыми и компактными, и допускать достаточный ход подвески.

К подвеске автомобиля предъявляются следующие требования:

· упругая характеристика подвески должна обеспечивать высокую плавность хода и отсутствие ударов в ограничители хода, противодействовать кренам при повороте, "клевкам" при торможении и разгоне автомобиля;

· кинематическая схема должна создать условия для возможного малого изменения колеи и углов установки колёс, соответствие кинематики колес кинематике рулевого привода, исключающее колебания управляемых колес, вокруг оси поворота;

· оптимальная величина затухания колебаний кузова и колес;

· надежная передача от колес кузову или раме продольных и поперечных усилий и моментов;

· малая масса элементов подвески и особенно неподрессоренных частей;

· достаточная прочность и долговечность деталей подвески и особенно упругих элементов, относящихся к числу наиболее нагруженных частей подвески.

Типов подвесок существует огромное множество, они классифицируются по типу направляющего аппарата (зависимые и независимые) и по типу упругих элементов (пружинные, торсионные, рессорные, пневматические и т.д.) Каждая подвеска имеет свои недостатки и преимущества. Зависимая проще, дешевле, имеет постоянную колею, но в тоже время балка не является подрессоренной, поэтому назвать лёгкой эту подвеску нельзя. Кроме этого, при противоположных ходах левого и правого колёс одной оси, наблюдается значительный их наклон, следствием чего являются автоколебания колёс (т. н. эффект шимми). Независимые имеют гораздо больше преимуществ, поэтому и распространены сейчас больше. Они различаются по расположению плоскости качания колёс: продольная, поперечная, диагональная на косых рычагах. И по количеству рычагов: однорычажные, двухрычажные, многорычажные, свечные. В отдельный класс ещё необходимо выделить т. н. полузависимую подвеску. Более правильное её название: подвеска с закручивающейся балкой. Как правило, это задняя подвеска недорогих переднеприводных автомобилей.

подвеска легковой автомобиль многорычажная

В подвеске автомобиля можно выделить три группы элементов: направляющие - рычаги, упругие - пружины и стабилизаторы, и демпфирующие - амортизаторы.

Стабилизаторы, пружины и амортизаторы, являются основой в большинстве споров о ходовых качествах автомобилей. Перечисленные детали определяют столь ощутимые и важные параметры как плавность хода, валкость и характер управляемости. Конструкция же подвески - геометрия рычагов - зачастую остается в тени, хотя по своей значимости и влиянию на поведение автомобиля ничуть не уступает остальным факторам.

Конструкция подвески задает траекторию движения колеса в ходе сжатия и отбоя. В идеальном случае эта траектория должна быть такой, чтобы колесо всегда оставалось перпендикулярным дороге, дабы площадь контакта шины с покрытием была максимальна, однако, добиться этого на практике - в процессе сжатия подвески у колес меняется развал, а в повороте они наклоняются в сторону вместе с кренящимся кузовом. И чем значительнее отклонение колес от вертикали, тем меньше пятно контакта шин. Получается что устойчивость автомобиля и уровень сцепления с дорогой - параметры, определяемые конструкцией подвески.

Практически таким же образом геометрия рычагов влияет и на управляемость, только здесь сказывается уже нестабильность схождения колес. Последствия последствием этого - рысканье автомобиля на неровностях, а в повороте проявляется склонность к избыточной или недостаточной поворачиваемости.

Непостоянной оказывается и колея автомобиля - даже небольшой ход подвески может приводить к её изменению на пару сантиметров. Все это ведет к увеличению сопротивления движения, к росту расхода топлива и ускоренному износу шин. Но так же при этом снижается устойчивость прямолинейного движения, ведь сцепные свойства шин "расходуются" не на удержание автомобиля, а на сопротивление расходящимся в стороны колесам.

Сказывается конструкция подвески и на плавности хода. Во-первых, величиной неподрессоренных масс, куда входит и масса всех рычагов (хотя и не полностью, так как они одним концом крепятся к кузову), а, во-вторых, своим внутренним трением. Дело в том, что многие современные подвески, в особенности многорычажные, обладают способностью двигаться только за счет деформации резинометаллических шарниров, сайлент-блоков, используемых для крепления рычагов. Замени их на жесткие подшипники - и подвеска окаменеет, потеряет способность двигаться, ведь каждый из рычагов вокруг своей точки крепления описывает окружность, а эти окружности пересекаются максимум в двух точках. При применении резинометаллических шарниров (причем с изменяющейся жесткостью по разным направлениям), удается достичь более сложной кинематики рычагов и обеспечить ход подвески, но и увеличив трение. А чем оно выше, тем хуже фильтрация неровностей.

Так же важно влияние подвески на уровень кренов автомобиля (речь идет не о пружинах и амортизаторах, а именно о схеме расположения рычагов). Конструкция рычагов задает центр поперечного крена - точку, вокруг которой кренится кузов. Обычно она находится ниже центра тяжести - точки приложения силы инерции, а потому в повороте автомобиль наклоняется наружу. Однако, меняя расположение и наклон рычагов, центр крена можно повысить, уменьшив или даже полностью устранив наклон кузова. Если же эта точка окажется выше центра тяжести, то крен снова появится, но уже в обратную сторону - внутрь поворота, как у мотоцикла. Но это в теории, а на практике попытки повысить центр крена сопровождаются рядом проблем вроде слишком сильного изменения колеи, а потому речь идет лишь о некотором уменьшении кренов, но оно того стоит.

Таким образом, проектирование подвески - очень ответственный и трудный процесс, а выход - это всегда поиск компромисса.

Виды распространенных подвесок автомобиля

Зависимая подвеска. Самая древняя, зависимая подвеска используется и до сих пор, а её отличительной чертой неизменно остается жесткая связь осей колес посредством картера моста или простой балки. Первоначально в качестве упругих и направляющих элементов использовались рессоры, но в современном исполнении связующая колеса поперечина удерживается двумя продольными рычагами (по одному с каждой стороны кузова) и поперечной тягой Панара, воспринимающей боковые силы. Применяется на задней оси многих внедорожников и недорогих переднеприводных автомобилей.

Принято считать, что кроме простоты и низкой стоимости, преимуществ у зависимой подвески нет,...