22. Назначение упругих элементов подвески. Устройство и область применения различных конструкций упругих элементов.

Подвеска осуществляет упругую связь рамы (кузова) автомобиля с мостами или непосредственно с колесами, смягчая толчки и удары, возникающие при наезде колес на неровности дороги.

П одвеска автомобиля состоит из упругого, направляющего и гасящего устройств. Некоторые подвески вклю­чают также стабилизатор поперечной устойчивости.

Упругое устройство подвески служит для уменьшения динамических нагру­зок, обусловленных главным образом действием части веса автомобиля G'a (рис. 1), приходящегося на колеса. При наезде колеса на неровность доро­ги упругое устройство 10 подвески сжи­мается, значительно смягчая удар, передаваемый от колеса на кузов. Разжи­маясь, оно сообщает кузову колебания, которым подбором соответствующей характеристики упругого устройства можно придать желаемый характер. Применение упругого устройства позво­ляет исключить копирование кузовом профиля дорожных неровностей и улуч­шить плавность хода автомобиля, при этом создается возможность движения без неприятных ощущений и быстрой утомляемости людей и по­вреждений перевозимых грузов. Хорошей плавностью хода считается такая, при которой кузов совершает колебания с частотой 1—1,3 Гц.

Рис. 1 Схема подвески автомобиля

Упругое устройство состоит из одно­го или нескольких упругих элементов, которые могут быть металлическими или неметаллическими. Металлические упругие элементы наиболее распростра­нены на автомобилях, их выполняют в виде листовых рессор, спиральных пружин и торсионов (стержней, работающих на скручивание). Неметалличе­ские упругие элементы делятся на рези­новые, пневматические и гидравличе­ские. Они обеспечивают упругость под­вески за счет упругих свойств резины, воздуха и жидкости. Эти упругие эле­менты значительно меньше распростра­нены; чем металлические.

В подвесках современных автомоби­лей стали широко использовать комби­нированные упругие устройства, объе­диняющие два или более упругих эле­мента (металлических и неметалличе­ских) и сочетающие их преимущества.

О сновные типы упругих устройств. Ли­стовая рессора (рис. 2, а) состоит "из собранных вместе отдельных листов вы­гнутой формы. Стальные листы имеют обычно прямоугольное сечение, одина­ковую ширину и различную длину. Кри­визна листов неодинакова и зависит от их длины. Она увеличивается с умень­шением длины листов, что необходимо для их плотного взаимного прилегания в собранной рессоре. Вследствие раз­личной кривизны листов также обеспе­чивается разгрузка листа 1 рессоры. Рис. 150 Упругие элементы подвески: а — листовая рессора; б — торсион; в –пневмобаллон

Взаимное положение листов в собран­ной рессоре обычно обеспечивается стяжным центровым болтом 2, а иногда посредством специальных выдавок, сде­ланных в средней части листов. Кроме того, листы скреплены хомутами 3, ко­торые исключают боковой сдвиг одного листа относительно другого и передают нагрузку от листа 1 (разгружают его) на другие листы при обратном прогибе ре­ссоры. Лист 1, имеющий наибольшую длину, называется коренным. Часто он имеет и наибольшую толщину. С по­мощью коренного листа концы рессоры крепят к раме или кузову автомобиля. От способа крепления рессоры зависит форма концов коренного листа. Они могут быть плоскими, отогнутыми под углом 90°, загнутыми в форме ушков, со съемными коваными или литыми ушками и т. д.

При сборке рессоры ее листы смазы­вают графитовым смазочным материа­лом, который предохраняет их от кор­розии и уменьшает трение между ними. В рессорах легковых автомобилей для уменьшения трения между листами по всей длине или на концах листов уста­навливают специальные прокладки 4 из неметаллических антифрикционных ма­териалов (пластмассы, фанеры, фибры и т. п.). Для удержания смазочного ма­териала между листами рессоры и пре­дохранения рессоры от загрязнения на нее иногда надевают чехлы.

Концы рессоры шарнирно соединяют с рамой. Передний конец закрепляют обычно с помощью пальца, а задний де­лают подвижным (на серьге, скользя­щим и т. д.). При таком соединении концов рессоры с рамой ее длина может изменяться во время движения автомо­биля. Для крепления концов рессоры применяют шарниры различных типов:

гладкие, резьбовые, резинометаллические или выполненные в виде резиновых опор (подушек).

Основным преимуществом листовых рессор является их способность выпол­нять одновременно функции упругого и направляющего устройств подвески.

Листовые рессоры получили наиболь­шее распространение в зависимых под­весках. Обычно их располагают вдоль автомобиля.

Спиральные (витые) пружины изгото­вляют, как правило, из стального прут­ка круглого сечения. Обычно они имеют цилиндрическую форму.

В подвеске витые пружины восприни­мают только вертикальные нагрузки и не могут передавать продольные и по­перечные усилия и их моменты от колес на раму и кузов автомобиля. Поэтому при их установке требуется применять направляющее устройство. При исполь­зовании витых пружин также необхо­димы гасящие устройства,' так как в пружинах отсутствует трение.

Торсион (рис. 2, 6) представляет со­бой стальной упругий стержень, работающий на скручивание. Он может быть сплошным круглого сечения, а также составным — из круглых стерж­ней или прямоугольных пластин. . На концах торсиона имеются головки (утолщения) с нарезанными шлицами или выполненные в форме многогран­ника (шестигранные и т. д.). С по­мощью головок торсион одним концом крепится к раме или кузову автомобиля, а другим — к рычагам подвески. Упру­гость связи колеса с рамой обеспечи­вается вследствие скручивания торсио­на.

Торсионы, как и пружины, требуют применения направляющих и гасящих устройств.

Резиновые упругие элементы наиболее широко применяются в подвесках со­временных автомобилей в виде допол­нительных упругих элементов, которые называются ограничителями или буфе­рами. Часто внутрь буферов вулканизи­руют металлическую арматуру, которая повышает их долговечность и служит для их крепления.

Буфера подразделяют на буфера сжа­тия и отдачи. Первые ограничивают ход колес вверх, а вторые — вниз. При этом буфера сжатия ограничивают деформа­цию основных упругих элементов под­вески и увеличивают ее жесткость. Бу­фера сжатия и отдачи совместно приме­няют обычно в независимых подвесках. В зависимых подвесках используют главным образом буфера сжатия.

Пневматические упругие элементы обеспечивают упругие свойства подве­ски за счет сжатия воздуха. Наибольшее применение в подвесках современных автомобилей получили пневматические упругие элементы, выполненные в виде двойных (двухсекционных) круглых бал­лонов.

Двойной круглый баллон (рис. 2, в) состоит из эластичной оболочки 8, опоясывающего или разделительного кольца 7 и прижимных колец 6 с болта­ми 5. Оболочка баллона резинокордовая, обычно двухслойная. Корд оболоч­ки капроновый или нейлоновый. Вну­тренняя поверхность оболочки покрыта воздухонепроницаемым слоем резины, а наружная — маслобензостойкой рези­ной. Для упрочнения бортов оболочки внутрь их заделана металлическая про­волока, как у покрышки пневматической шины. Опоясывающее кольцо 7 служит для разделения секций баллона и позво­ляет уменьшить его диаметр. При­жимные кольца 6 с болтами 5 предназ­начены для крепления баллона. Грузо­подъемность двойных круглых балло­нов обычно составляет 2—3 т при внутреннем давлении воздуха 0,3—0,5 МПа. Двойные круглые баллоны рас­пространены в подвесках автобусов, грузовых автомобилей, прицепов и по­луприцепов. Обычно их располагают вертикально в количестве от двух (пере­дние подвески) до четырех (задние под­вески).

Пневматические упругие элементы обеспечивают высокую плавность хода автомобиля. В результате того, что вы­сота кузова не изменяется, увеличивает­ся устойчивость автомобиля, замедляет­ся изнашивание шин и повышается безопасность движения, так как улуч­шается освещение дороги из-за постоян­ства положения фар. Кроме того, на грузовых автомобилях облегчается по­грузка и разгрузка, а в автобусах обес­печивается удобство входа и выхода пассажиров вследствие сохранения по­стоянной высоты подножки. Во время стоянки автомобиля кузов остается го­ризонтальным и не испытывает попе­речных и продольных кренов при лю­бом расположении в нем грузов и пассажиров. Пневматические упругие элементы требуют применения напра­вляющего и гасящего устройств.