3 Ходовая часть шасси автомобиля

3.1 Подвески автомобиля

а) Требования, предъявляемые к конструкции.

К подвескам автомобилей предъявляют следующие требования:

• Обеспечение плавности хода;

• Обеспечение движения по неровным дорогам без ударов в ограничитель;

• Ограничение поперечного крена автомобиля;

• Кинематическое согласование перемещений управляемых колес, исключающее их колебание относительно шкворней;

• Обеспечение затухания колебаний кузова и колес;

• Постоянство колеи, углов наклона колес, постоянство углов наклона шкворней;

• Надежная передача от колес к кузову продольных и поперечных сил;

• Обеспечение затухания колебаний кузова и колес;

• Снижение неподрессоренной массы.

б) Классификация заданной конструкции передней подвески.

Передняя подвеска независимая, телескопическая, с гидравлическими амортизаторными стойками, витыми бочкообразными пружинами, нижними поперечными рычагами с растяжками и стабилизатором поперечной устойчивости.

Основным элементом подвески является гидравлическая телескопическая амортизаторная стойка 8 (рис. 12), нижняя часть которой соединена с поворотным кулаком 13 двумя болтами 11 и 12. Верхний болт 11, проходящий через овальное отверстие кронштейна стойки, имеет эксцентриковые поясок и шайбу. При повороте верхнего болта изменяется развал переднего колеса. На телескопической стойке установлены витая бочкообразная пружина 6, пенополиуретановый буфер 22 хода сжатия и верхняя опора 3 стойки в сборе с подшипником 4.

Верхняя опора крепится тремя самоконтрящимися гайками к стойке брызговика кузова. За счет своей эластичности опора обеспечивает качание стойки при ходах подвески и гасит высокочастотные вибрации. Вмонтированный в нее подшипник дает возможность стойке поворачиваться вместе с управляемыми колесами. В корпусе стойки смонтированы детали телескопического гидравлического амортизатора.

Нижняя часть поворотного кулака соединена шаровой опорой 18 с нижним рычагом 16 подвески. Тормозные и тяговые силы воспринимаются продольными растяжками 17, которые через резинометаллические шарниры соединены с нижними рычагами и с передними опорами поперечины передней подвески. В местах соединения растяжки с рычагом и передней опорой установлены регулировочные шайбы, которыми регулируют угол продольного наклона оси поворота.

В поворотном кулаке (рис.13) крепится двухрядный радиально-упорный подшипник 3 закрытого типа, на внутренних кольцах которого установлена с натягом ступица 4 колеса. Подшипник затянут гайкой 6 на хвостовике корпуса наружного шарнира привода колес и не регулируется. Все гайки крепления передних и задних ступиц колес одинаковые и имеют правую резьбу.

Стабилизатор поперечной устойчивости представляет собой штангу 15 (см. рис.12), колена которой через стойки с резиновыми и резинометаллическими шарнирами соединены с нижними рычагами 16 подвески. Средняя (торсионная) часть штанги крепится к кузову кронштейнами через резиновые подушки.

в) Общий вид конструкции (схема) передней подвески.

Рисунок 12- Передняя подвеска в сборе

1 – гайка крепления верхней опоры стойки; 2 – болт; 3 – верхняя опора стойки передней подвески; 4 – подшипник верхней опоры стойки; 5 – верхняя изолирующая прокладка пружины; 6 – пружина передней подвески; 7 – защитный кожух; 8 – телескопическая стойка в сборе; 9, 10 – гайки крепления стойки к поворотному кулаку; 11 – болт с эксцентриком; 12 – болт; 13 – поворотный кулак; 14 – вал привода переднего колеса; 15 – штанга стабилизатора; 16 – рычаг; 17 – растяжка; 18 – шаровая опора; 19 – ступица; 20 – гайка крепления ступицы; 21 – тормозной диск; 22 – буфер хода сжатия передней подвески; 23 – верхняя чашка пружины; 24 – ограничитель хода сжатия верхней опоры стойки; 25 – ограничитель хода верхней опоры стойки.

Рисунок 13 - Поворотный кулак и детали ступицы переднего колеса

1 – поворотный кулак; 2 – наружное грязеотражательное кольцо; 3 – подшипник ступицы;

4 – ступица колеса; 5 – упорная шайба; 6 – гайка; 7 – стопорные кольца;

8 – внутреннее грязеотражательное кольцо

г) Классификация заданной конструкции задней подвески.

Задняя подвеска независимая, с витыми цилиндрическими пружинами, телескопическими гидравлическими амортизаторами двустороннего действия и продольными рычагами, объединенными в балку задней подвески приварным соединителем.

Балка задней подвески состоит из двух продольных рычагов 13 (рис. 14) и соединителя 12, которые сварены между собой через усилители.

В задней части к рычагам подвески приварены кронштейны 14 с проушинами для крепления амортизаторов и фланцы 15, к которым крепятся болтами оси задних колес вместе со щитами тормозных механизмов колес. Впереди к рычагам подвески приварены втулки 16, в которые запрессованы резинометаллические шарниры 1. Через шарниры проходят болты, соединяющие рычаги подвески со штампосварными кронштейнами 2, которые крепятся к лонжеронам кузова приварными болтами. Пружины 11 подвески опираются одним концом на чашку амортизатора 9, другим концом через резиновую изоляционную прокладку 10 в опору, приваренную к внутренней арке кузова.

Амортизатор задней подвески гидравлический, телескопический, двустороннего действия. Он прикреплен болтом 9 (рис. 15) к кронштейну продольного рычага подвески. Шток прикреплен к верхней опоре 5 пружины подвески через резиновые подушки 6 и опорную шайбу 3.

Детали амортизатора показаны на рис. 16.

В ступице 13 (см. рис. 15) установлен двухрядный радиально-упорный подшипник 12, подобный подшипнику ступицы переднего колеса, но меньшего размера. В отличие от ступицы переднего колеса, на которую внутреннее кольцо подшипника установлено с гарантированным натягом, на ступице заднего колеса подшипник 12 на оси 14 имеет переходную посадку.

д) Общий вид конструкции (схема) задней подвески.

Рисунок 14 - Детали задней подвески

1 – резинометаллический шарнир; 2 – кронштейн крепления рычага подвески;

3 – кожух амортизатора; 4 – буфер хода сжатия; 5 – крышка кожуха; 6 – опорная шайба;

7 – подушки амортизатора; 8 – распорная втулка; 9 – амортизатор;

10 – изоляционная прокладка; 11 – пружина задней подвески; 12 – соединитель рычагов;

13 – рычаг балки задней подвески; 14 – кронштейн крепления амортизатора; 15 – фланец;

16 – втулка рычага.

Рисунок 15 - Крепление амортизатора

1 – защитный кожух; 2 – буфер хода сжатия; 3 – опорная шайба; 4 – изоляционная прокладка пружины; 5 – верхняя опорная чашка пружины подвески; 6 – подушки крепления штока амортизатора; 7 – нижняя опорная чашка пружины; 8 – амортизатор; 9 – болт крепления амортизатора; 10 – болт крепления оси ступицы колеса; 11 – тормозной барабан; 12 – подшипник ступицы; 13 – ступица колеса; 14 – ось; 15 – гайка; 16 – стопорное кольцо; 17 – установочный штифт.

Рисунок 16 - Детали амортизатора задней подвески

1 – корпус клапана сжатия; 2 – диски клапана сжатия; 3 – дроссельный диск клапана сжатия; 4 – тарелка клапана сжатия; 5 – пружина впускного клапана; 6 – обойма клапана сжатия; 7 – гайка клапана отдачи; 8 – пружина клапана отдачи; 9 – тарелка клапана отдачи; 10 – шайба; 11 – диск клапана отдачи; 12 – дроссельный диск клапана отдачи; 13 – поршень; 14 – кольцо поршня; 15 – тарелка перепускного клапана; 16 – пружина перепускного клапана; 17 – ограничительная тарелка; 18 – дистанционная втулка; 19 – резервуар; 20 – шток; 21 – опора буфера сжатия; 22 – гайка; 23 – обойма сальника; 24 – защитное кольцо штока; 25 – сальник; 26 – уплотнительное кольцо резервуара; 27 – направляющая втулка штока; 28 – цилиндр; 29 – резинометаллический шарнир.

е) Анализ и оценка конструкции подвески автомобиля. Расчет упругого элемента.

Независимая подвеска.

В зависимости от схемы подвески нагрузка на упругий элемент меняется.

Для однорычажной, двухрычажной подвески (рис.17, а, б) нагрузка на упругий элемент:

(48)

где l, a - параметры подвески автомобиля;

- вес колеса и направляющего устройства.

Прогиб упругого элемента однорычажной, двухрычажной подвески:

(49)

Рисунок 17 - Расчетная схема для определения нагрузок на упругие элементы подвески

ж) Методика расчета подвески автомобиля.

1) Проводится анализ нагрузочных режимов упругих элементов подвески, с целью определения сил действующих на эти элементы;

2) Определяется прогиб упругого элемента;

3) Определяются напряжения, действующие в упругом элементе;

4) Определяется необходимая жесткость;

5) Проводятся проверочные расчеты на соответствие характеристик упругого элемента допускаемым значениям.