книги из ГПНТБ / Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие

Д и а ф р а г м е н н ы е э л е м е н т ы вследствие трения резино-кордной оболочки о поршень быстрее изнашиваются и тре­ буют применения более прочного корда и резины. Их преиму­ ществом является возможность получения более низкой собствен­ ной частоты колебаний при меньшем общем объеме и, следова­ тельно', при меньшем расходе воздуха.

бинированный

Нагрузка Р, воспринимаемая пневматическим упругим эле­ ментом, определяется выражением

где р — избыточное внутреннее давление воздуха; F3ф и R3ф — эффективные площадь и радиус упругого элемента, которые изме­ няются при деформации (рис. X III.8).

При динамическом изменении нагрузки избыточное давление воздуха меняется по закону

где рс — избыточное давление воздуха при статической нагрузке; Ѵ0— первоначальный объем упругого элемента при статичес­ кой нагрузке и статическом давлении воздуха; V — текущее зна-

320

У

чение объема упругого элемента; Ѵр — объем дополнительного резервуара; k — показатель политропы.

Для определения жесткости подвески следует найти произ­ водную от нагрузки Р по перемещению (прогибу /)

Первый член характеризует влияние объема, а второй — формы баллона на жесткость. Показатель политропы зависит от скорости изменения нагрузки. Поэтому динамическая жесткость подвески больше статической. При скоростях, соответствующих собствен­

кие упругие элементы телескопического типа, в которых давление газу передается через жидкость (рис. XIII. 10). Путем дроссели­ рования жидкости осуществляется гашение колебаний, поэтому гидропневматический упругий элемент одновременно является и амортизатором. Поскольку уплотнение жидкости осуществля­ ется легче чем газа, гидропневматические упругие элементы компактнее пневматических, так как в них применяют более высокие давления до 20 МПа (до 200 кгс/см2).

Жесткость гидропневматического элемента без противодавле­

322

Жесткость пропорциональна квадрату площади поршня. Для уменьшения жесткости применяют цилиндры малого диаметра, работающие при больших давлениях.

Для упругого элемента с противодавлением (рис. XIII. 10, б)

с = М Р і Д г - + р2 V.

где ѴѴ> Рі и — объем газа, его давление и пло­ щадь поршня рабочей ка­ меры; Ѵ2\ р 2; F2 — то

же камеры противодавле­ ния.

Собственная частота колебаний определяется по формуле

сД kg

со = Ѵ № Д hl

где Д= ?іРі^гРг — отношение

сил давления газа на пор­ шень сверху и снизу; і =

=-т^ — отношение приве­ ли

денных высот столбов газа. В частном случае при

р г = 0 (Д = 0) получим

со =ѵ%-

При увеличении на­ грузки Рі и h2 возрастают, а р 2 и hx уменьшаются. Частота колебаний возрас­

тает. При наличии камеры противодавления изменение нагрузки меньше сказывается на собственной частоте колебаний. Изменяя количество газа, можно регулировать частоту колебаний, а путем изменения количества жидкости регулировать положение кузова автомобиля или дорожный просвет при независимой подвеске колес.

На некоторых автомобилях применяют комбинированные под­ вески с двумя параллельно работающими упругими элементами. Один элемент пневматический или гидропневматический, другой металлический. При соответствующем выборе параметров такие подвески обеспечивают достаточно стабильные значения соб­ ственной частоты колебаний при возможных изменениях нагрузки без регулирования. • .

мобиля. Наибольшее распространениеимеет двухрычажная тра­ пециевидная подвеска с поперечным расположением рычагов (рис. XIII. 11, а).

Разная длина рычагов позволяет получить хорошую кинема­ тическую характеристику подвески. Перемещения и углы наклона колеса в поперечной плоскости малы. Колеса при повороте авто­ мобиля наклоняются в ту же сторону, что и кузов. Это приводит

к увеличению углов увода колес и созданию «недостаточной» поворачиваемое™. Таким образом, обеспечивается хорошая ста­ билизация колес и устойчивость на повороте.

Такая подвеска может применяться с упругими элементами любого типа. Часто применяется на автомобилях высокой про­ ходимости для повышения плавности хода, так как позволяет просто осуществить привод к ведущим колесам,

ь Подвески на двух поперечных рессорах (рис. .XIII.Ы, б) конструктивно проще. Из-за малой длины рессоры оказываются излишне жесткими, поэтому применяются только на автомобилях

325

шкворня в бок, простотой конструкции. Ее недостаток в том, что продольный наклон шкворня изменяется.

Когда рычаги передней подвески направлены вперед — со­ противление «клевкам» при торможении возрастает. Однако при наезде на препятствия вдоль рычага передается продольная состав­ ляющая силы удара, которая подвеской не смягчается. Поэтому для передней подвески применяют установку рычагов назад.

При торможении автомобиля на рычаг подвески действует зна­ чительный изгибающий момент. Разгрузка рычага может быть достигнута установкой штанги, воспринимающей реактивный мо­ мент тормоза. .

Постоянство продольных углов установки шкворней управля­ емых колес обеспечивает подвеска с двумя продольными рычагами параллелограммного типа. Однако продольные рычаги ограни­ чивают углы поворота управляемых колес, поэтому для передних колес такая подвеска применяется крайне редко.

На рис. X III.12 показана конструкция независимой бес­ шкворневой двухрычажной подвески. Использование шаровых шарниров в сопряжениях рычагов со стойкой подвески позволяет объединить ее с поворотным кулаком. Конструкция упрощается, уменьшается число шарниров и вследствие увеличения расстоя­ ния между шарнирами снижаются действующие на них нагрузки.

Расчет направляющего устройства независимой подвески про­

на нижний рычаг обратно направлению движения

р____ р г к -|-а

~~ х а + Ь ’

где а и b — расстояния от оси колеса соответственно до верхнего

пружины до концов нижнего рычара; ZK— вертикальная реак­ ция дороги-на колесо; Рх — тормозная сила на колесе.

Определение сил, возникающих при повороте (заносе),- рас­ смотрено в гл. XII.

326

Ёалансирные подвески наиболее распространенных типов по­ казаны на рис. XIII. 13.

Четырехрессорная подвеска (а) с балансирным рычагом приме­ няется на автомобилях типа 6 х 2. Реактивные моменты от тяговых и тормозных сил неуравновешены.

При симметричных рессорах отношение нормальных реакций определяется формулой

увеличивается нагрузка на вторую ось, которая выполняется ве­ дущей, а при торможении на третью. Размеры плеч балансира а и Ь подбираются таким образом, чтобы при среднем значении удельной силы тяги у 2 нормальные реакции дороги на обеих осях былиодинаковы.

При интенсивном торможении нагрузка на третью ocbZ3 в 2— 3 раза может превосходить нагрузку на вторую ось Z2. Поэтому для полного использования сцепного веса при торможении приме­ няют автоматически действующие устрйства, которые блокируют балансир подвески при нажатии на педаль тормоза. Достоинство

и МАЗ-515. Вертикальная нагрузка на раму передается в двух точках. Продольные силы воспринимаются рессорой, а реактивные моменты —• верхними штангами и балансиром, поэтому верти­ кальные нагрузки на оба моста одинаковы и при действии тя­ говой силы и при торможении.

Подвеска с балансирными рессорами и реактивными штангами

большое число шарниров. Каждый мост имеет три штанги: две нижние ш одну верхнюю, которые воспринимают продольные силы и моменты.

Верхняя штанга несколько смещена от продольной плоскости автомобиля в сторону одной из нижних, которая при этом ока­ зывается более нагруженной.

328

LâtL

Рис. XIII. 13. Схемы балансирных подвесок

329