2. Индивидуальное задание

Передняя подвеска «ВАЗ 21099»

2.1 Требования к передним подвескам

Для удовлетворения требованиям плавности хода подвеска должна обеспечи­вать определенный закон изменения вер­тикальной реакции на колесо Кг в зависимости от прогиба — эта зависимость называется упругой характе­ристикой подвески.

Харак­теристики подвески должны обеспечивать оптималь­ную частоту колебаний: для лег­ковых автомобилей 0,8...1,2 Гц, а для грузовых 1,2...1,9 Гц, что соответствует уров­ню колебаний че­ловека при ходьбе. Часто­та собственных колебаний подрессорен­ной массы зависит от статического прогиба подвески.

При движении по неровным дорогам с увеличением ампли­туды колебаний под­вески относительно статического положе­ния жесткость подвески должна увеличиваться для предотвращения ударов в ог­раничитель.

При изменении полезной нагрузки ав­томобиля от минимума до максимума нагрузка от подрессоренной части меняется, на пе­редней под­веске – на 10...30 %; на задней подвеске лег­ковых авто­мобилей – на 45...60 %; грузовых – на 250...400 %, автобусов на – 200...250 %. Для сохранения оптимальной частоты соб­ственных ко­лебаний кузова при перемен­ной нагрузке необходимо поддержи­вать постоянство статического прогиба подвес­ки, изменяя ее жест­кость, т. е. жесткость подвески должна изменяться пропорцио­нально приходящейся на нее нагрузке. Существуют различные способы обеспе­чения постоянства статического прогиба. Например, регулирование давления возду­ха в пневматической подвеске или примене­ние дополнительных упру­гих элементов, включающихся в работу при увеличении нагрузки.

Конструкции дополнительных упругих элементов; до­полни­тельная рессора доходит до опор и включается в работу при про­гибе. Кривая форма опор по мере про­гиба основной рессоры уменьшает рабо­чую длину дополнительной рессоры и уве­личивает ее жесткость. Корректирующие пружины при статической нагрузке распо­ложены горизонтально и испытывают рас­тяжение или сжатие при прогибе основ­ной рессоры.

2.2 Кинематические схемы

От схемы подвески зависит компоновка автомобиля, пара­метры плавности хода,

устойчивости и управляемости, массы авто­мобиля и др.

На рисунке 2.1 представлены характерные схемы подвесок. Зависимая (рисунок 2.1.а) и однорычажная независимая (рисунок 2.1, б) подвески отличаются тем, что вертикальное перемещение колеса сопровождается изменением угла X, что вызывает гироско­пический эффект, возбуждающий колебания колеса относительно шкворня.

Рисунок 3.1 Кинематические схемы подвесок автомобилей:

а - зависимой; б - однорычажной независимой; в - двухрычажной незави­симой с рычагами равной длины; г - двухрычажной независимой с рыча­гами разной длины; д - независимой рачажно-телескопической; е - незави­симой двухрычажной с торсионом; ж— независимой с продольным кача­нием.

В двухрычажной подвеске с рычагами равной длины парал­лелограмной (рисунок 3.1,а) угловое перемещение отсутствует, но значительно поперечное перемещение колеса, что ведет к быст­рому изнашиванию шин и уменьшению боковой устойчивости.

В двухрычажной подвеске с рычагами разной длины (рису­нок 3.1.б.) гироскопический мо­мент гасится моментом сил трения, а поперечное переме­щение 4...5 мм компенсируется упругостью.

Рычажно-телескопическая подвеска передних колес легковых автомобилей — качающаяся свеча (рисунок 3.1.д) обеспечи­вает не­значительные изменения колеи, раз­вала и схождения колес, при этом замедляется изнашивание шин, улучшает­ся устойчивость ав­томобиля. Подвеска имеет один поперечный рычаг внизу, ее основ­ной элемент — амортизаторная стой­ка, имеющая верхнее шарнир­ное крепле­ние под крылом, что обеспечивает боль­шое плечо между опорами стойки. В верх­ней опоре имеется подшипник, необхо­ди­мый для исключения закручивания пру­жины, что могло бы вызвать стабили­зирующий момент и дополнительные из­гибающие нагрузки. Малые размеры и мас­са, большое расстояние по высоте между опо­рами, большой ход также относятся к преимуществам этой под­вески. Конструк­тивные трудности обусловлены нагружением крыла в точке крепления верхней опоры.

На рисунке 3.2 показаны силы, действую­щие в рычажно-те­лескопической подвеске. По линии еА действует сила Рв, которая может быть разложена на две состав­ляющие силы: Рпр, действую­щую на пру­жины, и Опр, перпендикулярную оси стой­ки, прило­женную в точке А к опоре стойки. Под действием этой силы повы­шается трение штока поршня в направ­ляющей стойке. В результате ухудшается реагирование подвески на мелкие дорож­ные неровно­сти.

Рисунок.3.2 Расчетная схема рычажно-телескопической подвески

При совмещении осевой линии подвески с линией еА силы Рв и Рпр совпадут, а поперечная сила Опр исчезнет. Для этой цели пружины располагают под углом, как это выполнено на автомоби­ле ВАЗ-21099 (рисунок 3.3), или смещают пру­жину в сторону колеса.

Для двухрычажной параллелограмной подвески с продоль­ным качанием (рисунок 3.1.ж) характерно продольное перемеще­ние колес при отсутствии поперечного перемещения и наклона.

Для грузовых автомобилей наибольшее применение полу­чили зависимые подвески (рисунок 3.1.а), а для легковых – двух­рычажные трапециевидные (рисунок 3.1.г) и рычажно-телескопи­ческие (рисунок 3.1.д).

При направляющем устройстве любого типа подвеска колес называется блоки­рованной, если перемещения двух или нескольких колес разных осей связаны между собой. В частном случае балан­сирной подвески двух колес их вертикальное перемещение, равное по величине и противоположное по знаку, не вызывав деформации упругих элементов подвеска

Шкворневая передняя независимая двухрычажная под веска типа автомобиля ГАЗ-24. Имеет шкворень, который соединяет по­воротный кулак и вертикальную стойку , резиновый буферы отдачи и сжатия предупреждают удары при динамиче­ском прогибе Такая схема имела широкое распространение, но в настоящее время усту­пив место более компактным и облегченным безшкворневым и ры­чажно-телескопическим подвескам.

Рисунок 3.3 Рычажно-телескопическая подвеска ВАЗ-21099:

1— телескопическая стойка; 2— поворотный кулак 3— ниж­ний рычаг; 4— шаровая опора; 5— ступит 6— поворотный рычаг; 7— нижняя опорная чашка; 8— пружина; 9— защитный кожух; 10— буфер сжатия; 11— верх­няя опорная чашка; 12— подшипник верхней опоры; 13— верхняя опорная стойка

Рисунок 3.4 Рычажно-телескопическая подвеска ВАЗ-21099