Файл: Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие.pdf

Рис. XIII.5. Распределение напряжений в листах рессоры

Рис. XII 1.6. Конструктивная схема однолистовой рессоры

317

дополнительного упругого элемента, выполняющего функции направляющего устройства, они получили применение и на ав­ тобусах.

С п и р а л ь н ы е п р у ж и н ы в качестве основного упру­ гого элемента применяются, главным образом, для легковых автомобилей при независимой подвеске колес. Пружины изго­ тавливаются из прутка круглого или прямоугольного сечения. Цилиндрические пружины имеют линейную характеристику; ко­ нические — нелинейную прогрессивную характеристику.

Для повышения несущей способности пружин подвески их подвергают заневоливанйю. При заневолнванип пружину сжи­

мают до соприкосновения виткои и выдерживают под нагрузкой 6—48 ч, чтобы пружина получила остаточнуіб деформацию. В ре­ зультате этой заключительной технологической операции в опас­ ных зонах сечения пружины возникают остаточные касательные напряжения, которые противоположны рабочим напряжениям по знаку.

Спиральные пружины применяются также для улучшения характеристики подвесок на листовых рессорах. На рис. X III.7 представлена схема рессорной подвески с корректирующими пру­ жинами.

При минимальной статической нагрузке пружины располага­ ются горизонтально, как показано по схеме, а потому вертикаль­ ную нагрузку не воспринимают. При дополнительном прогибе рессоры на. величину h пружины вступают в работу и жесткость

10— длина пружины в свободном состоянии; а — длина пружины при минимальной нагрузке.

■Характеристика подвески прогрессивная при сжатии и регрес­ сивная при отбое, близкая к кривой 2, показанной на рис. XIII. 1.

318

Т о р с II о н ы применяются при независимой подвеске ко* лес на многоосных автомобилях, прицепах и на некоторых мало­ литражных автомобилях (ЗАЗ-966, ЗАЗ-969). При том же весе срок службы торсиона выше, чем у листовой рессоры. Пучковые торсионы применяются вместо одинарных с целью сокращения конструктивной длины. Периферийные стержни пучкового тор­ сиона работают на кручение с изгибом. Поэтому при той же проч­ ности и жесткости вес пучкового торсиона в 1,5— 1,8 раза больше, чем у одинарного.

П н е в м а т и ч е с к и е р е з и н о - к о р д н ы е у п р у ­

в зависимости от нагрузки (автобусы, грузовые автомобили, автопоезда). Путем изменения внутреннего давления воздуха в пневматическом элементе можно автоматически регулировать жесткость подвески таким образом, чтобы при различной стати­ ческой нагрузке ее прогиб и частота собственных колебаний под­ рессоренной массы оставались постоянными. Характеристика пнев­ матической подвески нелинейная, прогрессивная при ходе сжа­ тия и отбоя, поэтому высокая плавность хода может быть получена при ограниченных относительных перемещениях подрессоренных и неподрессоренных масс. При применении пневматической под­ вески можно осуществлять регулирование положения кузова от-, носптёльно поверхности дороги (погрузочной высоты), а при независимой подвеске — дорожного просвета (см. ниже).

Пневматические резино-кордные упругие элементы (рис. X III.8) имеют высокую долговечность. Вес самого пневматического эле­ мента мал и вес подвески определяется весом направляющего устройства и дополнительного оборудования системы питания воздухом. На автомобилях большой грузоподъемности примене­ ние пневматической подвески обеспечивает некоторое снижение веса по сравнению с подвеской на листовых рессорах.

Конструкции пневматических подвесок отличаются разнооб­ разием упругих элементов, направляющих устройств и систем

тавливаются из двухслойных резино-кордных оболочек. Для

более долговечны,' компактны, обеспечивают высокую герметич­ ность. Однако для получения достаточно низкой частоты соб­ ственных колебаний они требуют применения значительных дополнительных резервуаров.

319

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