46. Напрямні пристрої підвіски та знаходження основних їх розмірів

Направляющее устройство воспринимает действующие на колеса продольные и боковые силы и их моменты. Кинематика направляющего устройства определяет характер перемещения колес относительно рамы и оказывает влияние на устойчивость и поворачиваемость автомобиля.

Зависимые подвески имеют направляющие утройства в виде реактивных штанг в тех случаях, когда применяются пневматические упругие элементы, торсионы или пружины, а также при необходимости разгрузить рессору от продольных и поперечных сил и их моментов

При пневматических упругих элементах широко применяется направляющее устройство из четырех реактивных штанг, как показано на рисунке

Штанги располагаются симметрично относительно продольное плоскости автомобиля. Усилия, действующие на штанги, определяются из уравнений

Где P(k) –сила тяги на колесе, r(k)—радиус колеса, Y—боковая(поперечная) сила; b, m, n—геометрические размеры, показанные на рисунке; α—угол установки штанг

Две верхние реактивные штанги, расположенные под углом к оси моста, могут быть заменены одним V-образным рычагом, который своей вершиной шарнирно крепится к кронштейну, установленному над серединой балки моста. Концы рычага также шарнирно крепятся к кронштейнам на поперечинах или лонжеронах рамы. Принимая в формулах t=0, получим выражения для определения сил, действующих на нижние штанги при таком способе установки верхнего рычага. В этом случае

Зависимые подвески широко применяются для управляемых и неуправляемых колес грузовых автомобилей они не применяются из-за возникновения автоколебаний в системе привода рулевого управления при больших скоростях движения.

Независимые подвески по принципиальным схемам отличаются большим разнообразием. Применение независимых подвесок исключает кинематическую связь между правым и левым колесами при их вертикальных колебаниях и является основным средством устранения автоколебаний. Отсутствие балки моста позволяет при том же дорожном просвете устанавливать двигатель ниже и улучшает компоновку передней части автомобиля. Наибольшее распростанение имеет двухрычажная трапециевидная подвеска с поперечным расположением рычагов

Разная длина рычагов позволяет получить хорошую кинематическую характеристику подвески. Перемещение и углы наклона колеса в поперечной плоскости малы. Колеса при повороте автомобиля наклоняются в ту же сторону, что и кузов. Это приводит к увелисению углов увода колес и созданию «недостаточной» поворачиваемости. Таким образом, обеспечивается хорошая стабилизация колес и устойчивость на повороте.

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

Подвески на двух поперечных рессорах конструктивно проще. Из-за малой длины рессоры оказываются излишне жесткими, поэтому применяются только на автомобилях особого малого класса для снижения их стоимости. При поломке рессоры движение на автомобиле невозможно

Независимая подвеска с продольным расположением рычага отличается постоянством колеи и наклона шкворня в бок, простой конструкции. Её недостаток в том, что продольный наклон шкворня изменяется.

Когда рычаги передней подвески направлены вперед—сопротивление «клевкам» при торможении возростает. Однако при наезде на препятствия вдоль рычага передаётся продольная составляющая силы удара, которая подвеской не смягчается. Оэтому для передней подвески применяют установку рычагов назад.

При торможении автомобиля на рычаг подвески действуют значительный изгибающий момент. Разгрузка рычага может быть достигнута установкой штанги, воспринимающей реактивный момент тормоза.

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

Использование шаровых шарниров и вследствие увеличения расстояния между шарнирами снижаются действующие на них нагрузки.

В поперечной плоскости на рычаги действуют продольные силы

И сила пружины

При торможении в продольной плоскости действуют силы:

на верхний рычаг по направлению движения

на нижний рычаг обратно направлению движения

Где a и b—расстояния от оси колеса соответственно до верхнего и нижнего рычагов; m—расстояние между плоскостью колеса и наружными рычагов; t и s—расстояния от оси пружины до концов нижнего рычага; Z(k)—вертикальная реакция дороги на колесо; P(τ)—тормозная сила на колесе.

При симметричных рессорах отношение нормальных реакций определяется формулой

Где --удельная продольная сила на колесах i-й оси (i=2 и 3)

Верхний знак в этой формуле для случая торможения, нижний—при действии тяговой силы. При действии тяговой силы. При действии тяговой силы увеличивается нагрузка на вторую ось, которая выполняется ведущей, а при торможении на третью. Размеры плеч балансира a и b подбираются таким образом, чтобы при среднем значении удельной силы тяги нормальные реакции дороги на обеих осях были одинаковы.

Подвеска с балансирными рессорами и реактивными штангами применяются на автомобилях ЗИЛ, КРАЗ. Её недостаток в том, что вся нагрузка на раму передаётся через кронштейны балансирных рессор, а также большое число шарниров. Каждый мост имеет три штанги: две нижние и одну верхнюю, которые воспринимают продольные силы и моменты.

Усилие, действующее на верхнюю штангу

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

Усилия, действующие на нижние штанги, определяются формулой

Где c—расстояние между нижними штангами; e—смещение верхней штанги о продольной плоскости автомобиля.