Тема №7 «Ходова частина»

Заняття №2 «Рама, підвіска»

1-ше питання: Призначення рами, підвіски, їх склад та взаємодія.

Плавністю ходу автомобіля називається його здатність рухатися по дорогах і по місцевості з заданими експлуатаційними швидкостями без значних ударів, поштовхів і таких коливань корпуса, що могли б уплинути на фізіологічний стан екіпажа, перевезених людей, схоронність вантажів і нормальну роботу механізмів автомобіля.

Оскільки на сучасних автомобілях застосовують майже винятково пружну (еластичну) підвіску, плавність ходу зв'язана з двома групами явищ, що залежать друг від друга, але розрізняються по своїй природі.

З одного боку, наявність пружної підвіски викликає коливальні рухи корпуса, що носять більш-менш правильний характер. Регулярні коливання впливають на вестибулярний апарат людини і за певних умов можуть викликати морську хворобу. Крім того, самі параметри, що характеризують коливальний процес, — амплітуди, частоти й особливо прискорення, що діють на корпус і передачі від нього людям, вантажам і механізмам, можуть досягати неприпустимих значень.

З іншого боку, пружність підвіски може виявитися недостатньої для сприйняття імпульсів енергії, що впливають на колеса автомобіля при русі по нерівностях чи дороги на корпус при нерівномірному русі (розгоні і гальмуванні автомобіля). Тоді, як говорять, відбувається пробій підвіски, тобто твердий удар непідресореної деталі про деталь корпуса. При пробоях значно зростають прискорення корпуса (перевантаження), що можуть досягати величин порядку 3—4 g (прискорень земного тяжіння), а іноді і більше.

Пробою підвіски насамперед сприяє підвищення швидкостей руху автомобіля. Для армійських автомобілів, значну частину часу працюючих на місцевості, небезпека частих пробоїв служить одним з основних факторів, що обмежують швидкості руху.

Навіть при сприятливих параметрах коливального руху в процесі нормальної роботи підвіски часті пробої роблять рух неприпустимим і вимагають зниження швидкості. Значні імпульси енергії при високих швидкостях відбиваються насамперед на непідресорених вузлах, таких, як мости, балансири і т.д.

Якщо ж параметри підвіски обрані невдало, на деяких ходових швидкостях руху може виникати резонанс, що приводить до збільшення амплітуд коливань і в кінцевому рахунку знов-таки до пробоїв.

Щоб уникнути пробоїв, водій змушений знижувати швидкість руху на окремих ділянках, що приводить до зниження середніх швидкостей руху автомобіля на місцевості; це особливо неприйнятно для армійських автомобілів.

Положення збільшується для спеціальних автомобілів, що перевозять деякі види озброєння і спеціального (електронного, вакуумного) устаткування, для якого межа навантажень може бути значно нижче, ніж навіть для людей.

Змушене зменшення швидкостей руху і викликувана цим недовантаження двигуна приводять до збільшення витрати палива. Крім того, витрата палива зростає унаслідок витрати енергії на сприйняття динамічних навантажень і гасіння коливань. Тому автомобіль з незадовільною плавністю ходу має і знижену економічність.

Періодична зміна навантажень на керовані колеса при коливаннях знижує стійкість руху і погіршує керованість автомобіля. Ці явища стають особливо небезпечними, якщо в процесі коливань керовані колеса відриваються від дороги; відрив може мати місце у багатовісних длинобазових автомобілів, корпуса яких схильні до інтенсивного розгойдування. Тому плавності ходу сучасних автомобілів приділяється настільки значна увага, а для армійських автомобілів вона стає фактором, що визначає як можливі швидкості руху, так і надійність і довговічність ряду життєво важливих вузлів автомобіля.

Як уже вказувалося, основним елементом, що забезпечує плавність ходу автомобіля, служить еластична підвіска; підвіски сучасних автомобілів включають, як правило, амортизатори, що сприяють швидкому загасанню коливань і запобігають завдяки цьому резонанс. Крім того, плавність ходу підвищується внаслідок наявності пневматичних шин.

Види коливань корпуса. Корпус (рама) автомобіля при русі робить складний коливальний рух.

Щоб зручніше аналізувати його, прийнято розглядати цей рух як сукупність декількох прості» видів коливань. При цьому виходять з того, що корпус може переміщатися поступально (паралельно самому собі) уздовж трьох взаємно перпендикулярних осей XX, YY, ZZ і одночасно мати кутові переміщення щодо кожної з цих осей. При такій умові корпус може робити шістьох видів коливань, що відповідають шістьом ступеням волі, а саме:

— поступальні вертикальні (переміщення щодо вертикальної осі ZZ), чи підскакування;

— поступальні подовжні (переміщення щодо подовжньої осі XX), чи посмикування;

— поступальні поперечні (переміщення щодо поперечної осі YY), чи хитання;

— кутові подовжні (щодо поперечної осі YY), чи галопування;

— кутові поперечні (щодо подовжньої осі XX), чи погойдування;

— кутові бічні (щодо вертикальної осі ZZ), чи нишпорення.

За початок координат приймають центр пружності системи, тобто крапку, при додатку сили до якої корпус одержує тільки поступальне переміщення. У практичних розрахунках вважають, що центр пружності збігається з центром ваги.

Зрозуміло, у дійсності корпус автомобіля робить складний коливальний рух, що ми розкладаємо на окремі види лише з метою аналізу явищ і факторів, від яких вони залежать. Однак такий поділ дозволяє виділити й оцінити найбільш істотне в процесі.

Так, аналіз конструкції підвіски й умов руху дозволяє зробити висновок, що головний вплив на плавність ходу роблять два види коливань: поступальні вертикальні (підскакування) і кутові подовжні (галопування).

Зневага іншими видами коливань не відіб'ється помітно на результатах оцінки плавності ходу. У той же час воно значно спрощує дослідження цього явища і, зокрема, дозволяє звести задачу до площинного, тобто розглядати коливання плоскої фігури, що має форму бічної проекції корпуса автомобіля, в одній вертикальній площині, що збігається із середньою площиною автомобіля.

Істотне розходження між вертикальними і подовжніми кутовими коливаннями полягає в тім, що в першому випадку вертикальні переміщення, швидкості і прискорення однакові для всіх крапок корпуса; у другому — при одній і тій же частоті і кутовій амплітуді коливань крапки, неоднаково вилучені від центра ваги, будуть мати різні лінійні переміщення, швидкості й прискорення. Найбільша величина їх буде відповідати крайнім крапкам корпуса.

Очевидно, що для длинобазових багатовісних автомобілів вплив подовжніх кутових коливань буде особливо значним. Це дозволяє в ряді випадків розглядати вплив тільки кутових коливань, зневажаючи вертикальними, зухвалими (принаймні для найбільш вилучених від центра крапок) набагато менші переміщення, швидкості і прискорення.

У той же час для короткобазових двохосьових автомобілів не можна зневажати жодним з видів коливань; зручніше розглядати їхня спільна дія для крайніх крапок корпуса (границь бази), з огляду на переміщення цих крапок у загальному русі.

Варто нагадати, що при розгляді коливальних явищ необхідно розрізняти власні і змушені коливання.

Власні коливання, викликувані одиничними імпульсами, мають цілком визначену частоту, що залежить тільки від геометричних параметрів автомобіля і твердості його підвіски; саме тому, як буде показано нижче, ця частота служить у відомій мері одним з узагальнюючих конструктивних параметрів плавності ходу. Величина імпульсу визначає лише амплітуду коливання.

Для руху автомобіля по нерівностях, що чергуються, характерні змушені коливання, частота яких визначається насамперед характером збурювальної функції, а параметри в цілому — складною залежністю зовнішніх умов (профіль дороги і швидкість руху автомобіля) і конструктивних факторів. В остаточному підсумку основна увага при оцінці плавності ходу варто приділяти змушеним коливанням, як це і буде зроблено далі.

2-ге питання: Будова підвіски автомобіля ГАЗ-66, ЗІЛ-131.

Підвіска автомобіля ГАЗ-66

Підвіска автомобіля здійснена на подовжніх напівеліптичних ресорах (однакових для переднього і заднього мостів) з гідравлічними амортизаторами.

Мал. 1. Передня підвіска:

1 — верхня подушка; 2 — накладка; 3 — буфер; 4 — вкладиш; 5 — кронштейн; 6 — кришка; 7 — додатковий буфер; 8 — втулка вушка амортизатора, 9 — палець; 10 — амортизатор; 11 — кронштейн амортизатора; 12 — підкладка; 13 — драбина; 14 — кронштейн; 15 — ресора; 16 — кришка; 17 — завзята подушка; 18 — нижня подушка

Ресори. Кріплення всіх ресор до рами виконано на гумових подушках: трьох для передніх кінців ресор і двох для задніх.

Пристрій цього кріплення показане на мал. 1. На кінцях двох корінних аркушів приклепані спеціальні чашки. У чашки вкладаються гумові подушки, що разом з кінцями ресор затискаються в кронштейнах кришками.

Для правильної установки гумових подушок у кронштейнах кришка повинна бути попередньо підгорнута до кронштейна і затягнута болтами рівномірно без перекосів при вирівняній ресорі.

Момент затягування болтів повинний бути 8—11 кгсм.

Момент затягування драбин ресор повинний бути 20—22 кгсм.

У передні кронштейни ресор у спеціальні гнізда встановлені додаткові завзяті гумові подушки, що сприймають зусилля, спрямовані уздовж автомобіля і перешкоджаючі подовжньому переміщенню ресор уперед.

Необхідні подовжні переміщення при прогинах відбуваються за рахунок зсуву задніх кінців ресор. Прогини ресор обмежують гумові буфери.

Технічне обслуговування ресор полягає в систематичному очищенні їх від бруду. У разі потреби розбирання ресори аркуші її перед зборкою змазують графітним чи мастилом сумішшю, що складається з 30% солідолу, 30% графіту «П» і 40% трансформаторної олії.

Знос завзятої подушки передніх кронштейнів можна усунути підклеюванням тонкої гуми (від камер) до сторони, зверненої до кронштейна, чи заміною зношеної Подушки такої ж, вирізаної зі старої шини.

Частковий підріз гумових подушок кріплення ресор не порушує їхня працездатність.

Амортизатори. Гідравлічні опори амортизаторів, необхідні для гасіння коливань, забезпечені регулюванням клапанів на заводі. Робити які-небудь додаткові регулювальні роботи не випливає.

Мал. 2. Амортизатор: 1 — нижнє вушко; 2 — корпус клапана стиску; 3 — впускний клапан, 4 — циліндр; 5 — резервуар; 6 — клапан стиску; 7 — поршень, 8 — клапан віддачі; 9 — чавунне кільце поршня (2 шт.); 10 — пропускний клапан; 11 — кожух; 12 — шток; 13 — направляюча втулка; 14 — гумове кільце; 15, 17 — гумові кільця ущільнення (сальники) резервуара амортизатора; 16 — пружина сальника; 1В — сталева шайба; 19 — гумовий сальник, що перешкоджає витіканню олії з амортизатора по штоку; 20 — повстяний сальник; 21 — гайка; 12 — алюмінієва шайба; 23 — гумовий сальник, що захищає від улучення бруду в амортизатор по штоку при ході стиску; 24 — обойма сальника; 25 — верхнє вушко; 26 — сталева прокладка; 27 — шайба сальника

У процесі експлуатації потрібно періодично перевіряти справність амортизаторів. Після переїзду через нерівність дороги коливання автомобіля повинні швидко гаситися. Тривале розгойдування автомобіля вказує на несправність амортизаторів. У цьому випадку їх варто зняти, розібрати і відремонтувати.

При установці гумових сальників штока їхні внутрішні поверхні, що сполучаються зі штоком, потрібно промастити змащенням ЦИАТИМ-201-для попередження скрипу і зменшення зносу. При цьому середній гумовий сальник 19 (мал. 2) установлюється торцевою поверхнею з написом НИЗ до низу амортизатора (до поршня).

При розбиранні і зборці амортизатора потрібно користатися спеціальним інструментом акуратно, тому що влучення найменших часток бруду в амортизатор викликає порушення його роботи.

Підвіска автомобіля зіл-131

Передня підвіска (мал. 3) має листові ресори з аркушами трапецієподібного профілю і гідравлічні амортизатори. Ресори 2 автомобілів, обладнаних лебідкою, мають 15 аркушів, а ресори автомобілів без лебідки — 13. Передні кінці ресор за допомогою окремих вушок 30 і пальців 26 закріплені на кронштейнах /. Вушко прикріплене до ресори через підкладку 28 болтом і драбиною 29; від зсувів ресора утримується спеціальними виступами на корінному листі і підкладці. У вушко запресована втулка 27 з термообробленого ковкого чавуна.

Задні кінці передніх ресор спираються на сухарі 11, напресовані на кронштейни 9. На пальці 12 сухарів установлені вкладиші 13, що охороняють стінки кронштейнів від зношування. Вкладиші закріплюють стяжними болтами 14. На стяжні болти установлені втулки 15. На ковзному кінці корінного листа приклепана накладка 10, що охороняє його від зношування. Тертьові деталі термічно оброблені для підвищення терміну їхньої служби. Кожна ресора середньою частиною прикріплена драбинами 22 до переднього моста.

На автомобілях без лебідки між ресорою і підкладкою 24 установлена проставка ресори, що компенсує зміну товщини пакета аркушів.

Амортизатори (мал. 4) — телескопічного типу, верхніми вушками 8 прикріплені до кронштейнів рами, а нижніми — до переднього моста. Амортизатори призначені для гасіння коливань, що виникають при русі автомобілів по нерівностях дороги. Це поліпшує плавність ходу і керованість автомобіля, а також збільшує термін служби ресор.

Мал. 3. Передня підвіска:

1 - передній кронштейн ресори; 2 — ресора; 3 — накладка ресори; 4 — буфера ресори; 5 — проставка накладки; 6 — амортизатор; 7 — верхній кронштейн амортизатора; 8 — додатковий буфер; 9 — задній кронштейн ресори; 10 — накладка корінного дієта ресори; 11 — сухар заднього кронштейна; 12 — палець сухаря; 13 — вкладиш заднього кронштейна; 14 — стяжний болт; 15 — розпірна втулка; 16 — гумова втулка; 17 — палець амортизатора; 18 — шайба; 19 — нижній кронштейн амортизатора; 20 — фіксатор накладки, 21 — підкладка драбин; 22 — драбина, 23 — гайка драбини, 24 — підкладка ресори, 25 — маслюка; 26 - палець ресори; 27 — втулка вушка; 28 — підкладка вушка; 29 — драбина вушка; 30 — вушко; 31 — стяжний болт

Принцип дії гідравлічних амортизаторів полягає в тому, що в результаті відносних переміщень підресорених і непідресорених частин автомобіля рідина перетікає з однієї порожнини амортизатора в іншу через невеликі отвори, унаслідок чого створюється опір, що гасить коливання автомобіля. Найбільший опір, створюваний амортизатором, відповідає його розтяганню (хід віддачі), коли підресорена частина автомобіля віддаляється від непідресореної його частини (коліс з мостом).

Задня підвіска (мал. 5) — балансирного типу з двома листовими ресорами і шістьма подовжніми реактивними штангами (по трьох у кожного моста). Ресори мають по 12 аркушів трапецієподібного профілю і 3 корінних листи прямокутного профілю. Зусилля, що штовхають, і реактивні моменти передаються на раму реактивними штангами, а бічні зусилля - ресорами.

Кожна ресора середньою частиною прикріплена за допомогою драбин 4 до маточини 11 осі балансирного пристрою. Кінці ресор входять в отвори опор 2, приварених до мостів. Для обмеження ходу мостів нагору і зм'якшення їхніх ударів об раму на лонжеронах установлені гумові буфери 16.

Мал. 4. Амортизатор: 1 — кожух; 2 — резервуар; 3 — робочий циліндр; 4 — шток; 5 — напрямна штока; 6 — сальник направляючої штока; 7 — обойма сальників; 8 — вушко; 9 — верхній сальник; 10 — гайка резервуара; 11 — повстяний сальник штока; 12 — гумовий сальник штока; 13 — сальник обойми; 14 — пропускний клапан; 15 — отвір пропускного клапана; 16 — корпус клапана стиску; 17 — диск клапана стиску; 18 — гайка клапана стиску; 19 — обмежувальна тарілка; 20 — стрижень клапана стиску; 21 — гайка клапана віддачі; 22 — поршень; 23 — клапан віддачі; 24 — пружина пропускного клапана; 25 — обмежувальна тарілка пропускного клапана

Шарніри реактивних штанг — нерозбірні, складаються з кульових пальців, обойми і вкладиша, виготовленого з тканої стрічки, просоченої спеціальним складом. Шарніри мають чохли, під якими закладений мастильний матеріал. Обойми шарнірів запресовані в голівки реактивних штанг.

Балансирний пристрій складається з осі 10, запресованої в кронштейни 12, і маточин 11. Кінці осі загартовані, а в маточини запресовані втулки з антифрикційного матеріалу.

Для запобігання витікання мастильного матеріалу і захисту від бруду в маточинах установлені самопідтискні сальники й ущільнювальні кільця.

Маточини закріплені на осі розрізними гайками 9, стягнутими болтами 7. Гайки стяжних болтів що самостопоряться. У кришці маточини мається отвір для затоки олії, закритий пробкою.

Задня підвіска кріпиться до рами за допомогою кронштейнів 14.

Відхід за підвіскою полягає в змазуванні ресорних пальців, перевірці наявності мастильного матеріалу в маточинах балансирної підвіски і кріплення ресор, амортизаторів і реактивних штанг, у перевірці і регулюванні осьових зазорів маточин балансирної підвіски.

При ремонті ресор необхідно видалити старий мастильний матеріал, бруд, іржу, після чого змазати тертьові поверхні ресор мастильним матеріалом (див. карту змазування). Одночасно варто промити і змазати вушка і пальці передніх ресор.

При зносі корінних аркушів ресор задньої підвіски наполовину товщини рекомендуються перший і третій аркуші поміняти місцями.