27.1.79. Зависимые, независимые подвески. Конструкция, кинематика.

Подвеска осуществляет упругую связь несущей системы авто­мобиля с его колесами (или мостами) и при этом:

а) уменьшает динамические нагрузки, действующие на автомо­биль, пассажиров и грузы;

б) передает силы и моменты, возникающие от внешних воз­действий, как на колеса, так и на кузов;

в) гасит вертикальные и им сопутствующие колебания колес, вертикальные и угловые колебания кузова автомобиля.

Подвески по типу направляющего устройства можно разделить на зависимые и независимые. Первые обеспечивают непосредственную механическую связь правого и левого колеса моста. Независимая соответственно такой связи не имеют. На рис.10.50 представлена задняя за­висимая подвеска ведущего моста легко­вого автомобиля. Упругими элементами здесь служат спиральные пружины /, ус­тановленные в чашках на балке моста и через резиновые виброизолирующие про­кладки - на кузове. Ограничители хода сжатия 2 установлены соосно пружинам, специального ограничителя хода отбоя здесь нет. Имеется дополнительный резиновый буфер 7, предотвращающий жесткие удары передней части картера главной передачи о кузов при больших прогибах подвески в сочетании с пово­ротом моста, благодаря податливости ре­зиновых втулок крепления штанг, под дей­ствием реактивного момента в процессе интенсивного разгона автомобиля.

Направляющим устройством являют­ся две верхние 6, две нижние 3 и поперечная 5 штанги (тяги), установленные между мостом и кузовом и закрепленные в резинометаллических шарнирах. Продольные штанги, работая совместно, воспринимают продольные силы и реактивные моменты, действующие на балку моста. Поперечная же штанга уравновешивает только боковые силы. При качании поперечной тяги происходит относительное по­перечное смещение кузова и подвески, что ухудшает курсовую ус­тойчивость автомобиля. Однако это наиболее простое и дешевое устройство применяется достаточно широко. Верхние штанги короче нижних; причем длины штанг и их соотношение подобраны таким образом, чтобы обеспечить хорошие условия работы заднего карданного шарнира и шлицевого соеди­нения карданного вала. Верхние и нижние штанги наклонены по отношению друг к другу так, что их оси пересекаются спереди от оси колес, образуя мгновенный центр О продольного качания подвески, что обеспе­чивает при торможении автомобиля «антиклевковый эффект». Амор­тизаторы 4 установлены с наклоном вовнутрь в поперечной вер­тикальной плоскости по компоновочным соображениям. Кроме того, так установленные амортизаторы оказывают некоторое сопротивление относительному перемещению моста и кузова под воздействием боковых сил.В последнее время широкое распространение получила подвеска типа «качающаяся свеча» (подвеска Мак-Ферсон), вариант конструкции показан на рис.10.64. Она состоит из одного рычага 1 и телескопической стойки 6, с одной стороны жестко связанной с поворотным кулаком 7, а с другой - закрепленной в пяте 5. Пята представляет собой упорный подшипник 10, установленный в податливом резиновом блоке 9, закрепленном на кузове. Стойка имеет возможность покачиваться за счет деформации резинового блока и поворачиваться вокруг оси, проходящей через упорный подшипник и наружный шарнир 8 рычага. К преимуществам данной подвески относят меньшее число де­талей, меньшую массу и высвобождение пространства в моторном отсеке или багажнике. Обычно стойка подвески объединяется с амортизатором, а упругий элемент (пружина, пневмоэлемент) ус­танавливается на стойке. Имеются конструкции, использующие тор сион, присоединенный к рычагу. Недостатком последних является увеличение нагруженности шарниров рычага. К недостаткам подвески Мак-Ферсон следует отнести повы­шенные износы направляющих элементов стойки при больших ходах подвески, ограниченные возможности варьирования кинематики и несколько большая шумность (по сравнению с подвеской на двух поперечных рычагах). Подвеска с качающейся амортизационной стойкой, показанная на рис. 10.64, имеет кованый рычаг 1, к которому через резиновые подушки присоединено плечо стабилизатора 2. Поперечная часть стабилизатора резиновыми подушками 3 и стальными скобами 4 крепится к поперечине кузова. Таким образом, диагональное плечо стабилизатора передает на кузов продольные силы колеса и, сле­довательно, составляет часть интегрированного рычага направляю­щего устройства подвески. Резиновые подушки позволяют компен­сировать перекосы, возникающие при качании такого составного рычага, а также гасят продольные вибрации, передаваемые от колеса на кузов.

Шток телескопической стойки закреплен на нижнем основании резинового блока 9 верхней пяты 5 и не поворачивается вместе со стойкой 6 и установленной на ней пружиной. В таком случае при любых поворотах управляемых колес стойка 6 также повора­чивается относительно штока, снимая трение покоя между штоком амортизатора и его направляющей, поршнем амортизатора и ци­линдром, что улучшает реагирование подвески на малые дорожные неровности. Пружина установлена не соосно стой­ке, а наклонена в сторону колеса для того, чтобы уменьшить поперечные нагрузки на штоке, его направляющей и поршне, воз­никающие под воздействием вертикаль­ной силы на колесе. Из рис. 10.65 следует, что если векторы трех внешних сил, дей­ствующих на стойку: вертикальной ре­акции дороги R_v силы рычага Р_р и силы пружины Р_п - пересекутся в одной точке, то они будут взаимно уравновешенными. В противном случае эти силы создадут момент, опрокидывающий стойку, кото­рый будет уравновешиваться моментом силы Р_о на верхней опоре. Особенностью подвески управляемых колёс является то, что она должна позволять колесу совершать повороты независимо от прогиба упругого элемента. Это обеспечивается с помощью так называемого шкворневого узла. Подвески могут быть шкворневыми и бесшкворневыми.