4) Проверим направляющие элементы подвески на прочность:

4.1) Проверим на прочность нижний рычаг:

где – момент сопротивления поперечного сечения нижнего рычага, так как рычаг имеет прямоугольное сечение, то момент сопротивления определяется по формуле: .

4.2) Проверим на прочность шток телескопической стойки:

В результате расчетов изгибающий момент в штоке достигает максимального значения при торможении.

Определяем напряжение в штоке и сравниваем с допускаемым напряжением:

где – момент сопротивления поперечного сечения штока, так как шток имеет круглое сечение, то момент сопротивления определяется по формуле: .

2.4 Расчет параметров гасящего элемента

Целью расчета является определение площадей проходных сечений отверстий для перепуска масла, параметров клапанов, а также построение демпфирующей характеристики амортизатора и проведение проверочного расчета теплового режима работы амортизатора.

1) Определяем коэффициент сопротивления подвески:

где – коэффициент апериодичности: .

2) Определяем коэффициент сопротивления амортизатора:

3) Рассчитываем коэффициенты сопротивления амортизатора при ходе сжатия и отбоя:

Из формул (4.3) и (4.4):

4) Определим силы трения в амортизаторе при ходе сжатия и отбоя в точках срабатывания разгрузочных клапанов:

где – скорость срабатывания разгрузочных клапанов амортизатора: м/с.

5) Величины коэффициентов сопротивления амортизатора при ходе сжатия и отбоя, при открытых клапанах принимаем:

6) Рассчитаем площади проходных сечений отверстий для всех режимов работы амортизатора:

где – коэффициент, учитывающий утечки масла через зазоры: ; – коэффициент расхода: ; – плотность масла: кг/м³; – площадь вытеснителя: при ходе сжатия , при ходе отбоя ( и – площади поперечного сечения штока и поршня).

7) Проверим тепловой режим работы амортизатора:

Из уравнения теплового баланса выразим условие нормальной работы амортизатора:

где – коэффициент теплоотдачи: Вт/м²∙с; – мощность, рассеиваемая амортизатором: при предварительных расчетах можно определять по формуле ; – температура окружающей среды: наиболее частая максимальная температура летом в России ; – максимальная температура нагрева стенок амортизатора: ; – площадь поверхности стенок амортизатора:

.

Из результата расчета следует, что практически вся теплота выделившиеся при демпфировании рассеивается в окружающую среду, что говорит о хорошем охлаждении амортизатора.

8) По результатам расчета построим демпфирующую характеристику амортизатора:

На графике (рис. 27) красной линией обозначен ход отбоя, синей – ход сжатия.

Рис. 27 Демпфирующая характеристика амортизатора

Заключение

В результате проделанной работы были указаны основные сведения о подвеске, произведен анализ подвесок легковых автомобилей, были указаны их достоинства и недостатки и приведены соответствующие иллюстрации к ним.

В качестве прототипа проектируемого узла была выбрана передняя подвеска автомобиля ВАЗ-2110, также было рассмотрено её устройство и был внесен ряд усовершенствований, позволяющих регулировать клиренс, повысить долговечность верхней опоры, сделать износ штока амортизатора более равномерным и уменьшить шумность.

Далее, исходя из обеспечения плавности хода, были рассчитаны основные параметры упругих элементов: ход подвески, приходящийся на буфер сжатия и отбоя, геометрические параметры пружины, по рассчитанным данным была построена упругая характеристика подвески. Были определены площади проходных сечений дроссельных отверстий амортизатора и проверен его тепловой режим, также по полученным данным была построена демпфирующая характеристика амортизатора. Шток амортизатора и нижний рычаг были проверены на прочность.

Кроме того был выполнен сборочный чертеж передней подвески с внесёнными в неё изменениями и чертежи отдельных деталей подвески: шток амортизатора, пружина, шаровой палец, болт верхней опоры и штанга стабилизатора.

В ходе выполнения курсового проекта мною был сделан вывод: одним из недостатков подвески Макферсон является наличие на штоке амортизатора значительных поперечных сил, которые изгибают его, приводят к износу сальника штока и ухудшают реагирование подвески на мелкие дорожные неровности. В некоторых случаях для уменьшения поперечной силы пружину смещают в угловом или поперечном направлении в сторону колеса.