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

Усилия, действующие на нижние штанги, определяются фор­ мулой

тормозных сил нормальные реакции однаковы: Z2 = Z3. При передаче тяговой силы вторая ось (ведущая) воспринимает большую нагрузку. Это целесообразно с точки зрения увели­ чения сцепного веса.

§ 60. АМОРТИЗАТОРЫ

На автомобилях применяются гидравлические амортизаторы двустороннего действия: рычажные и телескопические.

Рычажные амортизаторы работают при давлениях 10—20 МПа (100—200 кгс/см2). Они имеют малые поверхности охлаждения и малые объемы рабочей жидкости по сравнению с телескопичес­ кими. Поэтому их энергоемкость при утечках падает более резко, а температура нагрева выше.

Телескопические амортизаторы более легкие, имеют развитую поверхность охлаждения, работают при меньших давлениях (2,5—5 МПа, или 25—50 кгс/см2), более технологичны в произ­ водстве. В силу этих преимуществ они получили широкое распро­ странение как на отечественных, так и на зарубежных автомоби­ лях. Основные параметры и размеры телескопических амортиза­ торов стандартизованы (ГОСТ 11728—66).

Примеры установки амортизаторов в подвеске показаны на рис. X III.3, XIII.4, XIII.9 и X III.12. Наклонная установка приме­ няется в основном по компоновочным соображениям. Допускается

На рис. XIII. 14 показана типовая конструкция телескопичес­ кого амортизатора, предназначенного для грузовых автомоби­ лей. Долговечность амортизатора в большой мере зависит от уплот­ нения штока. Оно осуществляется сальником 4 из маслотепло-

330

0W

Рис. XIII. 14. Телескопический амортизатор

морозостойкой резины средней твердости. Сальник установлен в обойме и поджимается конической пружиной. Рабочая поверх­ ность сальника имеет ряд кольцевых гребешков, в пазах которых при' ходе отбоя собирается жидкость; при обратном ходе она возвращается в резервуар 3. Поэтому амортизатор не может ра­ ботать в перевернутом положении.

Поверхность штока закаливают токами высокой частоты и по­ крывают слоем хрома до 0,02 мм. В других конструкциях поверх­ ность штока шлифуется и обкатывается роликами, что дает чи­ стоту поверхности ѴЮ—Ѵ П .

Впоршне выполнены осевые отверстия для прохода жидкости, расположенные по двум концентрическим окружностям. Внеш­ ние отверстия перекрыты сверху тарелкой перепускного клапана 5,

авнутренние снизу — клапаном отбоя 6.

Внижней части рабочего цилиндра запрессован узел клапана сжатия 7 и всасывающий клапан 8. При ходе сжатия поршень движется вниз и вытесняет жидкость из полости 1 в резервуар. При малых скоростях сжатия жидкость проходит через дрос­ сельные щели клапана сжатия, а при больших скоростях давление на клапан возрастает и он открывается, что ограничивает темп нарастания сопротивления. Заполнение объема, высвобождаю­

щегося над поршнем, происходит через перепускной клапан, который открывается при малом перепаде давлений. При ходе от­ боя жидкость из полости 2 перетекает через дроссельные щели клапана отбоя. ,^При высоких скоростях открывается клапай, II жидкость перетекает через клапан. Недостаток жидкости под поршнем компенсируется поступлением ее из резервуара через всасывающий клапан 8.

Для сопряжения поршня с цилиндром применяются легко­ ходовые и широкоходовые посадки 2а и 3-го классов точности. Зазор в сопряжении гарантирует отсутствие задиров и заклинива­ ний при возможных перекосах вследствие продольно-поперечного изгиба цилиндра и штока. В некоторых конструкциях уплотне­ ние поршня осуществляется чугунными или круглыми резино­ выми кольцами. Уплотнительные кольца обеспечивают сохране­ ние энергоемкости амортизатора при нагреве.

Для заправки амортизаторов применяют веретенное масло АУ,

не должна быть излишне большой во избежание поломки амортизатора. При вязкости 2 ■ІО3 сСт амортизатор блоки­ руется.

Смесь турбинного и трансформаторного масел может приме­ няться при высоких и умеренных температурах. Притемпера­ туре —40° С ее вязкость возрастает более 20 ІО3 сСт. Масляная смесь АМГ-10 может применяться при температурах д о —60°С, но при высоких температурах ее вязкость недостаточная.

332

Основными оценочными параметрами амортизатора являются; коэффициент апериодичности в подвеске при колебаниях ав­

томобиля фа; максимальные усилия при сжатии и отбое;

критические скорости движения поршня, при которых откры­ ваются клапаны;

энергоемкость и степень ее уменьшения при нагреве.

Эти параметры определяются по характеристике (рис. XIII. 15,а) и рабочей диаграмме амортизатора (рис. X III.15, б).

Характеристика выражает зависимость силы сопротивления от скорости поршня. Обычно эта зависимость нелинейная, но может быть аппроксимирована двумя прямыми: начальным и кла­ панным участком. N

На начальном участке сила сопротивления выражается фор­ мулой

где ѵп — скорость псфшня; kH— коэффициент сопротивления на начальном участке до открытия клапана; т — показатель сте­ пени.

Величина коэффициента сопротивления и показатель степени т зависят от длины калиброванных отверстий и формы клапанов. Обычно 1 =sc т 3. У большинства амортизаторов в пределах наиболее часто встречающихся скоростей перемещения сила со­ противления пропорциональна квадрату скорости {т = 2).

Различают коэффициент сопротивления при сжатии /енс и при отбое /гн 0. У несимметричных амортизаторов kHC=fkH,0<

333

Сопротивление сжатия часто принимается меньшим (£„.с = =0,2 &н 0), чтобы при наезде колеса на неровность и быстром сжа­ тии амортизатора через него на раму не передавалось большое усңлие. Основное количество энергии поглощается на ходе отбоя.

Завышенное сопротивление отбоя может привести к отрыву колеса от дороги при высокочастотном резонансе. При больших скоростях это опасно. Поэтому на легковых автомобилях сопро­ тивления сжатия и отбоя значительно меньше различаются, их иногда делают одинаковыми.

На клапанном участке

где Ѵп — критическая скорость поршня, соответствующая откры­ тию клапана; Р'н — сопротивление, соответствующее началу от­ крытия клапана; £к — коэффициент сопротивления на клапанном участке.

Коэффициенты сопротивления определяются тангенсами углов наклона характеристик.

Амортизатор с линейной характеристикой рассеивает мощность

( т = 1).

При нелинейной характеристике рассеиваемая мощность оп­ ределяется площадью по кривой характеристики. Приравнивая мощность, рассеиваемую при сжатии Nc, мощности условного амортизатора с линейной характеристикой, можно найти среднее значение сопротивления хода сжатия

N2

Эквивалентный коэффициент сопротивления амортизатора оп­ ределяется как средний для ходов сжатия и отбоя.

Характеристика амортизатора, приведенная к колесу, зависит от кинематики направляющего устройства и угла наклона амор­ тизатора. Коэффициент сопротивления, приведенный к колесу, определяется формулой

k n = кэ i2 cos2 у,

где і — передаточное число установки амортизатора в подвеске; у — угол наклона амортизатора.

334

глбщаемую амортизатором за полный цикл, а также раздельно за ход сжатия и отбоя. Диаграмма снимается экспериментально при определенной частоте и ходе поршня и выражает зависи­ мость силы сопротивления от хода поршня Sn. Амортизатор дол­ жен быть заправлен установленным заводом количеством жи­ дкости. При недостатке жидкости его энергоемкость падает, и площадь рабочей диаграммы уменьшатся. Увеличенное коли­ чество жидкости может привести к выходу из строя уплотнений.

При эмульсировании рабочей жидкости воздухом она приоб­ ретает упругие свойства и характеристика амортизатора полу­ чается петлеобразной (на рис. XIII. 15, а показана штриховой ли­ нией)- При работе амортизатора на эмульсированной жидкости нарушается масляная пленка в трущихся парах и амортизатор быстрее изнашивается.

Детали амортизаторов работают при неустановившихся ре­ жимах переменных напряжений. Часть спектра амплитуд на­ пряжений превышает предел выносливости. Наиболее нагружен­ ными являются детали клапанов, которые имеют ограниченную долговечность, и манжетные уплотнения.

При стендовых испытаниях амортизаторы выдерживают до

пути трения манжеты по штоку 500—600 км. В эксплуатацион­ ных условиях манжеты подвергаются воздействию горячей ра­ бочей жидкости и срок их службы составляет обычно 2Ö— 30 тыс. км. Материалом для манжет служит маслотепломорозостойкая резиновая смесь ИРП-1100, сохраняющая эластичность д о — 30°С.

Разборные амортизаторы ремонтируются путем замены из­ ношенных деталей (манжеты, детали клапанов, втулки). Замена амортизаторной жидкости производится через 25—30 тыс. км.

§ 61. РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОДВЕСКИ

Регулирование подвески состоит в изменении ее характеристик и параметров в зависимости от нагрузки в кузове или дорожных условий.

В подвесках с металлическими упругими элементами регулиро­ вание ввиду сложности его осуществления не применяется. При пневматических и гидропневматических упругих элементах при­ меняют регуляторы положения кузова и регуляторы жесткости

335