Рис. XIII. 10. Гидропневматические упругие элементы без противодавления (а) и с проти водавлением (б):
рабочая камера; 2 — разделительный поршень; - резервуар; 4 — поршень со штоком; 5 — ка
мера противодавления
Жесткость пропорциональна квадрату площади поршня. Для уменьшения жесткости применяют цилиндры малого диаметра, работающие при больших давлениях.
Для упругого элемента с противодавлением (рис. XIII. 10, б)
с = М Р і Д г - + р2 V.
где ѴѴ> Рі и — объем газа, его давление и пло щадь поршня рабочей ка меры; Ѵ2\ р 2; F2 — то
же камеры противодавле ния.
Собственная частота колебаний определяется по формуле
сД kg
со = Ѵ № Д hl
где Д= ?іРі^гРг — отношение
сил давления газа на пор шень сверху и снизу; і =
=-т^ — отношение приве ли
денных высот столбов газа. В частном случае при
р г = 0 (Д = 0) получим
со =ѵ%-
При увеличении на грузки Рі и h2 возрастают, а р 2 и hx уменьшаются. Частота колебаний возрас
тает. При наличии камеры противодавления изменение нагрузки меньше сказывается на собственной частоте колебаний. Изменяя количество газа, можно регулировать частоту колебаний, а путем изменения количества жидкости регулировать положение кузова автомобиля или дорожный просвет при независимой подвеске колес.
На некоторых автомобилях применяют комбинированные под вески с двумя параллельно работающими упругими элементами. Один элемент пневматический или гидропневматический, другой металлический. При соответствующем выборе параметров такие подвески обеспечивают достаточно стабильные значения соб ственной частоты колебаний при возможных изменениях нагрузки без регулирования. • .
§ 59. |
НАПРАВЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА |
З а в и с и м ы е |
п о д в е с к и |
имеют направляющие устрой |
ства в виде реактивных штанг в |
тех случаях, когда применя |
ются 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, уста |
новленных как показано на |
рис. X III.9. Штанги |
располагаются |
симметрично относительно продольной плоскости автомобиля.
Усилия, |
действующие'на |
штанги, |
определяются из |
уравнений. |
|
У |
|
— |
р |
гк + |
Я |
I у |
t . |
|
|
|
|
|
|
л — • |
кт + |
п ~Т * |
|
ь |
> |
|
|
|
|
|
у |
|
___ |
р |
тк Ч ~ |
п __ у |
J _ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«m + |
л |
|
|
Ъ |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
rK— m |
|
|
|
|
1 . |
|
|
|
Ял = Як(пг - | - n) c o s а |
+ |
у |
2 |
s i n |
а |
’ |
(XIII.14) |
|
|
|
|
гк — гп |
|
— Y |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
яп = як(,гп + |
n) c o s а |
2 |
s i n |
а |
’ |
|
|
где Рк — сила тяги на |
колесе; гк — радиус |
|
колеса; |
Y — боко |
вая (поперечная) сила; Ь, т, |
п — геометрические размеры, |
пока |
занные |
на рис. X III.9; а — угол |
установки |
штанг. |
под |
углом |
Две |
верхние реактивные |
штанги, |
расположенные |
к оси моста, могут быть заменены одним Ѵ-образным рычагом, который своей вершиной шарнирно крепится к кронштейну, установленному над серединой балки моста. Концы рычага также шарнирно крепятся к кронштейнам на поперечинах или лонжеро нах рамы. Принимая в формулах (XIII. 14) t — 0, получим вы ражения для определения сил, действующих на нижние штанги при таком способе установки верхнего рычага. В этом случае
у |
л |
_ г р |
п |
_ Л Г К~\~ t l |
|
|
-гкт+га- |
Зависимые подвески .широко применяются для управляемых и неуправляемых колес грузовых автомобилей, и автобусов. Для управляемых колес легковых автомобилей они не применяются из-за возникновения автоколебаний в системе привода рулевого управления при больших скоростях движения.
Н е з а в и с и м ы е п о д в е с к и по принципиальным схе мам отличаются большим разнообразием. Применение независи мых 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 авто-
мобиля. Наибольшее распространениеимеет двухрычажная тра пециевидная подвеска с поперечным расположением рычагов (рис. XIII. 11, а).
Разная длина рычагов позволяет получить хорошую кинема тическую характеристику подвески. Перемещения и углы наклона колеса в поперечной плоскости малы. Колеса при повороте авто мобиля наклоняются в ту же сторону, что и кузов. Это приводит
к увеличению углов увода колес и созданию «недостаточной» поворачиваемое™. Таким образом, обеспечивается хорошая ста билизация колес и устойчивость на повороте.
Такая подвеска может применяться с упругими элементами любого типа. Часто применяется на автомобилях высокой про ходимости для повышения плавности хода, так как позволяет просто осуществить привод к ведущим колесам,
ь Подвески на двух поперечных рессорах (рис. .XIII.Ы, б) 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 |
(рис. XIII. II, |
б) отличается постоянством колеи |
ң |
наклона |
шкворня в бок, простотой конструкции. Ее недостаток в том, что продольный наклон шкворня изменяется.
Когда рычаги передней подвески направлены вперед — со противление «клевкам» при торможении возрастает. Однако при наезде на препятствия вдоль рычага передается продольная состав ляющая силы удара, которая подвеской не смягчается. Поэтому для передней подвески применяют установку рычагов назад.
При торможении автомобиля на рычаг подвески действует зна чительный изгибающий момент. Разгрузка рычага может быть достигнута установкой штанги, воспринимающей реактивный мо мент тормоза. .
Постоянство продольных углов установки шкворней управля емых колес обеспечивает подвеска с двумя продольными рычагами параллелограммного типа. Однако продольные рычаги ограни чивают углы поворота управляемых колес, поэтому для передних колес такая подвеска применяется крайне редко.
На рис. X III.12 показана конструкция независимой бес шкворневой двухрычажной подвески. Использование шаровых шарниров в сопряжениях рычагов со стойкой подвески позволяет объединить ее с поворотным кулаком. Конструкция упрощается, уменьшается число шарниров и вследствие увеличения расстоя ния между шарнирами снижаются действующие на них нагрузки.
Расчет направляющего устройства независимой подвески про
изводится применительно к режимам, рассмотренным в гл. |
XII. |
В поперечной плоскости на рычаги действуют продольные |
силы, |
показанные на |
рис. XII 1.12 |
|
|
|
|
|
7 — 7 — 7 |
т |
• |
|
|
|
|
|
|
я _|_б > |
|
и сила |
пружины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
^ + |
s |
|
|
|
|
|
Z'K |
г |
|
|
При торможении в продольной |
плоскости действуют |
силы: |
на |
верхний рычаг |
по |
направлению |
движения |
|
|
|
Р |
тв ____ р х |
|
ь . |
|
|
|
Гка + 6 |
’ |
|
|
|
|
~ |
|
|
|
|
на нижний рычаг обратно направлению движения
р____ р г к -|-а
~~ х а + Ь ’
где а и b — расстояния от оси колеса соответственно до верхнего
и |
нижнего рычагов; т — |
расстояние |
между плоскостью |
колеса |
и |
наружными шарнирами |
рычагов; |
t и s — расстояния |
от оси |
пружины до концов нижнего рычара; ZK— вертикальная реак ция дороги-на колесо; Рх — тормозная сила на колесе.
Определение сил, возникающих при повороте (заносе),- рас смотрено в гл. XII.
Ёалансирные подвески наиболее распространенных типов по казаны на рис. XIII. 13.
Четырехрессорная подвеска (а) с балансирным рычагом приме няется на автомобилях типа 6 х 2. Реактивные моменты от тяговых и тормозных сил неуравновешены.
При симметричных рессорах отношение нормальных реакций определяется формулой
|
|
_а_ Iр ± |
2dya |
(XIII.15) |
|
Z3 |
b /р + |
2dy2 ’ |
|
|
|
где у,-—удельная продольная сила на колесах |
і-й оси (і = 2 и 3). |
|
Верхний знак в этой формуле для случая |
торможения, ниж |
|
ний— при действии тяговой силы. |
При действии тяговой силы |
увеличивается нагрузка на вторую ось, которая выполняется ве дущей, а при торможении на третью. Размеры плеч балансира а и Ь подбираются таким образом, чтобы при среднем значении удельной силы тяги у 2 нормальные реакции дороги на обеих осях былиодинаковы.
При интенсивном торможении нагрузка на третью ocbZ3 в 2— 3 раза может превосходить нагрузку на вторую ось Z2. Поэтому для полного использования сцепного веса при торможении приме няют автоматически действующие устрйства, которые блокируют балансир подвески при нажатии на педаль тормоза. Достоинство
подвески в |
том, что нагрузка на раму передается в трех точ |
ках, •— это |
уменьшает возникающие в ней напряжения. |
Подвеска с двумя рессорами и жесткими балансирными бал |
ками (рис. |
X III.13, б) применяется на автомобилях МАЗ-514 |
и МАЗ-515. Вертикальная нагрузка на раму передается в двух точках. Продольные силы воспринимаются рессорой, а реактивные моменты —• верхними штангами и балансиром, поэтому верти кальные нагрузки на оба моста одинаковы и при действии тя говой силы и при торможении.
Подвеска с балансирными рессорами и реактивными штангами
(рис. XIII. 13, в) |
применяется на трехосных |
автомобилях |
ЗИЛ, |
КрАЗ и УралАЗ. |
Ее недостаток в том, что вся нагрузка на раму |
передается через |
кронштейны балансирных |
рессор, а |
также |
большое число шарниров. Каждый мост имеет три штанги: две нижние ш одну верхнюю, которые воспринимают продольные силы и моменты.
Усилие, действующее на верхнюю штангу |
|
|
Rt = |
(Лк— . |
(XIII. 15а) |
‘ |
т -f- п |
ѵ |
' |
Верхняя штанга несколько смещена от продольной плоскости автомобиля в сторону одной из нижних, которая при этом ока зывается более нагруженной.
LâtL
Рис. XIII. 13. Схемы балансирных подвесок
