книги из ГПНТБ / Теория и конструкция боевых колесных машин

и возникают боковые силы, ухудшающие «держание» дороги авто­

мобилем.

Недостатком зависимой подвески, особенно ведущих колес, яв­ ляется повышенный вес неподрессоренных частей.

При использовании зависимой подвески для управляемых колес, дополнительно появляется ряд недостатков, которые сказываются тем сильнее, чем мягче подвеска и больше возможные перемещения колес.

Рис. 206. Перемещение оси и колес при зависимой подвеске

Главным недостатком является изменение наклона обоих колес при вертикальном перемещении одного из них (угол рк на рис. 206). Эти наклоны вйзывают гироскопические моменты, связывающие угловые перемещения моста (подпрыгивание) и повороты управ­ ляемых колес вокруг шкворней (влияние). При мягкой подвеске в этом случае возникают опасные колебания колес (явление «шим­ ми») в пределах эксплуатационных скоростей движения. Надеж­ ное устранение «шимми» достигается уничтожением или резким ослаблением такой гироскопической связи, т. е. отказом от зависи­ мой подвески управляемых колес.

Неточности в кинематике рулевого привода проявляются в не­ произвольных поворотах колес при проезде неровностей. На рис. 207, а конец продольной рулевой тяги А и точка оси В дви­ жутся при вертикальных колебаниях колес по дугам АХА2 и В ХВ2. Обеспечивая малую разницу между дугами, устраняют ошибки в кинематике рулевого привода. Схеме, изображенной на рис. 207, а, соответствует, например, рулевой привод автомобиля ЗИЛ-131. Если рулевой механизм расположен у заднего конца рессоры, то ее серьгу переносят вперед (см. рис. 205, а ) . Отсутствие ошибок в ки­ нематике рулевого привода при прямолинейном движении автомо­ биля не гарантирует от их возникновения при его поворотах, когда продольная тяга смещается и траектории точек А и В становятся разными (рис. 207, б). Аналогичное явление возможно при тормо­ жении вследствие изгиба рессоры.

391

К недостатку зависимой подвески относится также затрудне­ ние компоновки автомобиля, так как балка оси мешает выносу дви­ гателя вперед. При зависимой подвеске труднее обеспечить надле­ жащую упругую характеристику (большие динамические ходы) и хорошую приспосабливаемость колес к неровностям дороги, что снижает тяговые качества и проходимость.

Рис. 207. Неточность в кинематике рулевого привода

расположением рычагов характеризуется тем, что вертикальное пе­ ремещение колеса сопровождается его наклоном в плоскости кача­ ния рычага, а также смещением вдоль ее оси. Преимуществом од­ норычажных независимых подвесок по сравнению с двухрычажны­ ми являются большая простота конструкции, меньший вес и меньшее число шарниров. Другие их качества зависят от расположения оси качания рычага и плоскости, в которой он перемещается.

Схема подвески ведущих колес на поперечно расположенных рычагах или схема с разрезными осями изображена на рис. 208, а.

Недостатком разрезных осей является их малая длина, из-за которой изменение колеи А В и угла наклона j3K достигает осо­ бенно большого значения. Высокое расположение центра крена О (мгновенного центра поворота) существенно уменьшает попереч­ ный крен корпуса. Однако для задней подвески такое положение центра крена иногда является нежелательным, так как большая часть момента, вызывающего крен, начинает действовать на задние колеса, что ухудшает управляемость и устойчивость против боково­ го увода.

Независимая подвеска с продольным расположением рычагов изображена на рис. 208, б. Штампованные рычаги обладают доста­ точной жесткостью. Чтобы улучшить передачу боковых сил и их моментов, расстояние между опорами рычагов выбрано значитель­ ным. Подобные подвески отличаются простотой конструкции, не­ большим весом неподрессоренных частей и постоянством колеи. В случае применения этого направляющего устройства для подвески

392

. .При продольном расположении рычагов двухрычажной подвес­ ки отпадает необходимость в различной длине верхнего и нижнего рычагов, поэтому подвеску делают параллелограммной, вследствие чего при управляемом колесе наклон шкворня назад не изменяется. Наличие двух рычагов позволяет повысить жесткость направляю­ щего устройства и облегчает передачу на кузов горизонтальных сил

и моментов.

Н е з а в и с и м ы е с в е ч н ы е п о д в е с к и . Это направляющее устройство обеспечивает такое перемещение колеса, при котором наклон колесане меняется. Вес неподрессоренных частей при свеч­

ной подвеске весьма мал.

Недостатки свечной подвески следующие:

1) в случае компактной ее конструкции горизонтальные силы и их моменты, достигающие значительной величины, воспринимаются сравнительно малыми поверхностями;

2)малое трение и надежное уплотнение должны обеспечиваться

вусловиях возвратно-поступательного перемещения со значитель­

ными ходами;

3)компоновка подвески, в частности , размещение «свечи», за ­ труднена при большом ходе колеса, особенно если упругим элемен­ том является пружина, увеличивающая длину свечи;

4)расположение центра крена на поверхности дороги и накло­ ны колес при поворотах, равные крену корпуса.

Б а л а н с и р н ы е п о д в е с к и . В трехосных колесных маши­ нах вторая и третья оси, как правило, расположены близко друг к другу. Подвеска их выполняется балансирной, что обеспечивает равенство вертикальных нагрузок, приходящихся на среднее и зад ­ нее колеса левой или правой стороны машины. Аналогичные под­ вески иногда применяются на четырехосных автомобилях и мно­ гоосных прицепах. При этом подвески могут быть зависимыми или независимыми.

Во многих случаях, в частности, на трехосных автомобилях оте­ чественного производства, подвеску делают рессорной. Пример та­ кой подвески приведен на рис. 210.

Рессора является одновременно балансиром и упругим элемен­ том, но разгружена от продольных сил и реактивных моментов. Это достигается введением трех штанг на каждый мост: двух нижних а одной верхней. Характер перемещений колес в продольной пло­ скости определяется четырехзвенником, образованным центрами шарниров.

Средняя часть рессоры крепится стремянками к ступице, кото­ рая качается на оси.

Преимуществом балансирной подвески является вдвое меньшее перемещение корпуса при перемещении одного колеса относитель­ но другого. К недостаткам этой подвески следует отнести то, что при одинаковых по величине и разных по знаку перемещениях ко­ лес она не оказывает сопротивления перемещению, т. е. при этом возможны удары в ограничители хода.

•596

3. У П Р У Г О Е У С Т Р О Й С Т В О п о д в е с к и

Упругое устройство подвески включает один или несколько упругих элементов. Упругие элементы делятся на металлические и неметаллические.

Металлические упругие элементы выполняются обычно в виде листовых рессор, спиральных пружин и торсионов (стержней). При зависимых подвесках наибольшее распространение получают ли­ стовые рессоры, а при независимых — пружины или торспоны.

К неметаллическим упругим элементам относятся резиновые и пневматические элементы, значительно менее распространенные, чем металлические упругие элементы. Ведутся работы по созданию гидравлических упругих элементов, при которых упругие свойства подвески обусловливаются сжатием жидкости.

Ввиду высоких требований, предъявляемых к подвеске, и пре­ имуществ, которыми обладают упругие элементы каждого типа, ши­ рокое распространение получают комбинированные упругие устрой­ ства, включающие два и более упругих элементов того или иного типа.

Упругое устройство подвески оценивается с помощью упругой характеристики, представляющей собой зависимость вертикальной нагрузки Р на колесо от деформации подвески f, измеренной непо­ средственно над осью колеса (рис. 211).

Параметрами, характеризующими упругое устройство подвески,

верхнего /дв и нижнего fdH, ограничителей, жесткость подвески с„. коэффициент динамичности kg.

Ж

Статические прогибы определяют плавность хода колесной ма­ шины. Приближенная связь между статическим прогибом и соб­ ственной частотой кузова выражена формулой (235). Эффективный статический прогиб отличается в общем случае от динамического хода до нижнего ограничителя fdH. Чтобы определить эффективный статический прогиб, следует провести касательную к упругой харак­ теристике в точке, соответствующей рассматриваемой нагрузке.

Желательные величины статических прогибов лежат в пределах

о

J

Ри с. 2 1 L У п р у гая хар ак тер и сти к а

Практические наблюдения и данные расчетов показывают, что наименьшие колебания и наилучший их характер соответствуют тому случаю, когда отношение статических прогибов подвесок пе­ редних и задних колес невелико (лежит в пределах 0,8— 1,25).

Динамический ход определяет: изменение положения корпуса бронетранспортера, его крены и клевки при движении по неровной местности; отсутствие ударов в ограничители и связанных с этими ударами нарушений плавности хода; предельное значение просвета (при независимой подвеске колес); приспособляемость колес к не­ ровностям местности; предельные напряжения и срок службы, уп­ ругого элемента.

Динамический ход (без учета деформации резинового буфера) зависит от типа и назначения колесной машины и обычно лежит в пределах 60—150 мм. Рекомендуется, чтобы в интервале ± 7 5 мм от значений f CT жесткость подвески существенно не менялась.

Коэффициент динамичности равен отношению наибольшей на­ грузки Р шах. которая может передаваться через подвеску, к статиче­ ской нагрузке

ЗЭ8

При малых значениях коэффициента динамичности наблюдают­ ся частые удары в ограничитель. При слишком больших коэффи­

установлено, что при движении автомобиля по неровной поверхно­ сти динамические нагрузки, передаваемые через подвеску, будут вызывать редкие удары в ограничители при kd = 2—3 у автомоби­ лей ограниченной проходимости и при kd —3—4 и более у автомо­ билей повышенной проходимости.

(рис. 211). Простейшим способом получения такой характеристики является включение дополнительного упругого элемента (точка а), увеличивающего жесткость подвески и величину kd. Дополнитель­ ный упругий элемент позволяет, кроме того, ограничить пределы изменения статического прогиба при значительном изменении веса подрессоренной части (задние подвески грузовых автомобилей).

Жесткость упругого элемента определяет жесткость подвески

нение моментов относительно центра крена О (мгновенного центра вращения)

Мы пренебрегли упругостью шин, несколько увеличивающей крен, и учли момент Мст от стабилизатора.

399

Так как, при условии отсчета от положения равновесия

Отсюда следует, что есть два пути увеличения угловой жестко­ сти подвески против крена —■ увеличение расстояния между упру­ гими элементами (рессорной колеи) л введение стабилизатора.

Величина рессорной колеи получается наименьшей при зависи­ мой подвеске передних колес на продольных полуэллиптических рессорах и составляет около 0,5 колеи колес, а для задних колес — 0,75 колеи. При поперечных рессорах это значение увеличивается до 0,85 колеи, а при независимой подвеске рессорная колея рав­ няется колее колес.

Отношение угловых жесткостей подвесок передних и задних колес определяет распределение момента, вызывающего крен кор­ пуса, по осям.

Боковая сила, действующая на бронетранспортер, распределяет­ ся по осям обратно пропорционально расстояниям а и b от осей до центра тяжести. Имеем

К, = К - ~ ; К3 = К у ; К, + У2 — У.

Момент боковой силы, вызывающий крен корпуса, распреде. ляется по осям пропорционально жесткостям подвесок с^ и Сд..

Имеем

Чем больше момент, действующий на ось, тем больше перерас­ пределение реакций, вероятность заноса и углы увода колес.

Распределение моментов поровну уменьшает нагрузки на кор­ пус. Некоторое увеличение момента, передаваемого на передние ко­ леса, улучшает устойчивость бронетранспортера против бокового увода, так как усиливает склонность к недостаточной поворачиваемости.

В машине с пружинной независимой подвеской передних колес на двух рычагах, расположенных поперечно, и с зависимой рессор­ ной подвеской задних колес крен кузова, как правило, превышает допустимые значения — 4—6° при Y —0,4 G.

400