Раздел 4. Проектирование ходовых систем и кузовов. 12 вопрос –амортизаторы. типы и конструктивные схемы. характеристики и рабочая диаграмма
Раздел 4. Проектирование ходовых систем и кузовов. 9 вопрос – конструктивные схемы пневмогидравлических упругих элементов и их типовые упругие характеристики.
Рабочее тело – газ под высоким давлением; цилиндр; рабочая жидкость; амортизирующее устройство.
Область применения: автомобили всех типов, мотоциклы. Преимущества: нелинейность характеристики, высокая энергоёмкость, а, следовательно, и компактность, высокие давления рабочего тела, возможность регулирования.
Недостатки: высокая стоимость, необходимость в специальном направляющем аппарате.
Классификация:
с противодавлением (рис. а, б); без противодавления (рис. в, г); с переменной массой газа; с постоянной -//-; регулируемые; нерегулируемые.
а)1-цилиндр, 2-шток, 3-уплотнение, 4-поршень, 5-амортизирующая система, 6- газ, 7-жидкость.
б)1-цилиндр, 2-шток, 3-рессивер, 4-диафрагма, 5-поршень,6-газ, 7-жидкость.
в)1-цилиндр, 2-шток, 3- рессивер, 4-диафрагма, 5-поршень,6- основная полость (с газом),7-жидкость, 8- камера противодавления (с газом).
г)1- основная полость (с газом), 2- камера противодавления (с газом), 3-жидкость, 4-шток, 5-цилиндр.
Типовые характеристики гидропневматических цилиндров выглядят следующим образом:
Характеристика без противодавления.
Dсж>0, Dотб<0.
О1-статическое снаряженное положение, О2- статическое гружёное состояние.
Характеристика с противодавлением.
Из-за сложности конструкции часто применяются подвески без противодавления, в которых монтируются специальные буферы сжатия или гидравлические буферы отбоя. Иногда устанавливаются цилиндры на отбой.
|
|
|
Пневмогидравлические цилиндры должны быть разгружены от действия поперечных сил, поэтому они устанавливаются, как правило, на шарнирных опорах или других шарнирных устройствах, позволяющих минимизировать действие поперечных сил.
Раздел 4. Проектирование ходовых систем и кузовов. 11 вопрос –подвеска Макферсон: силовой анализ подвеске макферсон в поперечной плоскости.
Направляющая пружинная стойка представляет собой дальнейшее развитие подвески на двойных поперечных рычагах. Верхний рычаг здесь заменён точкой крепления на брызговике крыла кузова, где опирается шток стойки и пружина подвески. В этой точке воспринимаются силы во всех направлениях, которые, со своей стороны, вызывают нагружение штока на изгиб. Чтобы избежать нежелательных изменений развала и продольного наклона оси поворота, обусловленных податливостью, диаметр штока должен быть увеличен с 11 мм хотя бы до 18 мм; при сохранении прежнего диаметра поршня демпфирование осуществляется по двухтрубной схеме.
|
|
|
Основное преимущество направляющей пружинной стойки состоит в том, что все детали, выполняющие упругую работу и направляющие функции, могут быть объединены в одну монтажную единицу. Имеются в виду следующие детали: чашка для опоры нижнего торца пружины, дополнительный упругий элемент или буфер сжатия, буфер отбоя, демпфирующая часть и опора подшипника колеса.
Другие преимущества, связанные с подвесками на направляющих стойках:
· меньшие усилия в точках крепления к кузову за счёт большого расстояния c;
· небольшое расстояние B между точками G и N (см рис 2.1.);
· большие хода подвески;
Наряду с подвесками со связанными рычагами направляющие пружинные и амортизаторные стойки получили распространение в задних подвесках переднеприводных автомобилей. В отличие от передних подвесок, здесь:
· отсутствует подшипник качения в верхней опоре;
· могут быть применены более длинные, почти до середины автомобиля, поперечные штанги, обусловливающие более благоприятное изменение схождения и развала, а также меньшее опускание центра крена при нагружении (см. рис. 2.2 и 2.3);
Рис. 2.1.
Рис. 2.2
Рис. 2.3
·наружные точки штанг могут быть значительно смещены в пространство колеса и за счет этого получены небольшие размеры b (см. рис. 4 и 6);
|
|
|
Рис. 2.4
Рис. 2.5
Рис. 2.6
·багажник может быть опущен, а при амортизаторных стойках еще и расширен;
· за счет жесткости резиновых элементов и соответствующего расстояния между точками крепления тяг к опоре подшипника колеса (точки 5 и 6 на рис. 6) необходимо предотвращать нежелательный эластичный поворот колес.
Рис. 2.7
За счет соответствующего взаимного положения обеих поперечных штанг можно осуществить эластокинематическое изменение схождения под действием боковых и тормозных сил. Продольные силы почти на всех задних подвесках с направляющими стойками воспринимаются специальными штангами, которые на передних концах имеют резиновые опоры с прогрессивной характеристикой упругости для изолирования кузова от жесткого качения радиальных шин (см. рис.).
Рис. 2.8
Эта продольная податливость приводит к тому, что под действием тормозных сил колеса несколько смещаются назад. Когда поперечные рычаги расположены на виде сверху косо (рис. 8), то на колесе может возникнуть небольшой угол h положительного схождения, если тормозная сила Fb на плече rb не образует поворотный момент противоположного направления (рис. 9). Фирма «Mazda» предусматривает такую установку рычагов на модификации 323. Фирма «Toyota» на всех переднеприводных автомобилях смещает параллельные поперечные штанги дальше назад (рис. 10), чтобы подвеска способствовала недостаточной поворачиваемости под действием боковых сил.
|
|
|
Рис. 2.9
Рис. 2.10.
Рис. 2.11.
При движении на повороте в точках контакта колес возникают повышенные силы сопротивления качению FRk, которые смещают поперечный рычаг 2 и штангу 3 немного назад (рис. 11) вследствие податливости эластичных опор в точках крепления продольных штанг 1.
Рис. 2.12
Рис. 2.13
Рис. 2.14
Скошенные теперь детали 2 и 3 дополнительно нагружаются боковыми силами: наружное на повороте колесо -- силой Fsa и внутреннее -- силой Fsi. Эти силы, смещенные на величину nR сноса реакции (обусловленного деформацией шины), приложены позади центра колеса; nR составляет от 10 до 40 мм и уменьшается с ростом скорости движения на повороте (т. е. с увеличением углов увода шины). Таким образом, небольшие при медленном движении на повороте боковые силы приложены с большим смещением назад, они на 70% нагружают слегка скошенный поперечный рычаг 2 и на 30% -- штангу 3. Опоры рычага 2 упруго деформируются и наружное заднее колесо слегка поворачивается в направлении положительного схождения (рис. 12). На внутреннем колесе сила Fsi направлена изнутри наружу, и на нем возникает отрицательное схождение. Если водитель увеличивает скорость, то, расстояние между опорами продольной штанги 1 еще больше увеличивается; кроме того, возрастают углы увода и отрезки nR уменьшаются.
Рис. 2.15
Точки приложения боковых сил на наружном и внутреннем колесах смещаются вперед; они сильнее нагружают поперечные рычаги 2 и разгружают штанги 3. В конечном счете положительное схождение на наружном колесе увеличивается, а на внутреннем устанавливается отрицательное схождение. Кроме того, показанная на рис. 6.55 точка 5 перемещается дальше назад, и поперечный рычаг 2 перекашивается на виде сверху еще больше. Возникает составляющая FGx силы, способствующая описанному отклонению (рис. 13). Таким образом, положение рычагов, передающих поперечные силы между колесами и кузовом, обуславливает зависящее от скорости движения изменение схождения, способствующее недостаточной поворачиваемости (рис. 14).
Совершенно противоположный процесс происходит на автомобилях, оснащенных подвеской со связанными рычагами «Opel-Kadet» и «Fiat-Uno» и на «Renault 9» с подвеской на продольных рычагах. Под действием боковых сил на повороте возникает на наружном колесе небольшое отрицательное схождение, а на внутреннем -- некоторое положительное схождение. В результате такая подвеска способствует (конечно, в слабой степени) избыточной поворачиваемости под действием боковых сил. Как показали замеры, фирма «Opel» на автомобиле «Kadet» сглаживает это явление за счет того, что под действием бокового крена кузова колеса поворачиваются в противоположную сторону. Автомобиль «Lancia-Delta» имеет показанные на рис. 6 направляющие пружинные стойки; такая подвеска ведет себя нейтрально, если, как на всех других автомобилях, боковая сила приложена точно под центром колеса. Снос реакции при этом равен нулю. Если же снос реакции принимает свои обычные значения, то все показанные на рис. 14 кривые поворачиваются в направлении против часовой стрелки; дополнительно проведенные замеры подтвердили этот теоретический вывод.
Вместо показанных на рис. 6 двух поперечных штанг может быть предусмотрен с каждой стороны один рычаг (рис. 15); внешние опорные точки здесь тоже должны быть разнесены. Опора, устанавливаемая фирмой «Honda» на автомобиле «Prelude», соответствует рис. 16. Здесь оба сайлент-блока имеют большую базу.
Рис. 2.16
Рис. 2.17
На жесткие рычаги такой подвески могут опираться короткие пружины, если нужно получить широкий багажник (рис. 17). Применяемые в таком случае направляющие амортизаторные стойки требуют меньше места по ширине, чем пружинные стойки; недостатком же можно считать дополнительное нагружение внутренних и внешних опор поперечных рычагов вертикальными силами.
Рис. 2.18
Еще компактнее поперечная рессора (рис. 18 и 19), которая, будучи расположена под рычагами, крепится к кузову в двух точках. Одновременно она заменяет обычно устанавливаемый в задней подвеске переднеприводных автомобилей стабилизатор.
Рис. 2.19
Рис 2.20
Рис. 2.21
Рис. 2.22
Геометрические элементы направляющего аппарата подвески
Выбор геометрических элементов передней подвески заключается в отыскании допустимого сочетания угла развала колеса (или угла поперечного наклона оси поворотного шкворня), угла продольного наклона оси поворотного шкворня, колеи и высоты центра крена для различных относительных положений колеса и подрессоренной части по высоте. При этом предполагается, что геометрические элементы привода рулевого управления идеально согласованы с геометрическими элементами передней подвески.
Раздел 4. Проектирование ходовых систем и кузовов. 12 вопрос –амортизаторы. типы и конструктивные схемы. характеристики и рабочая диаграмма
Амортизаторы предназначены для рассеивания энергии колебаний автомобиля. Применяется исключительно гидравлические, двухстороннего или одностороннего действия, двух или однотрубные.
Основные требования:
Стабильность характеристик по температуре и по времени работы. Рабочее давление в современных амортизаторах до 6,2 МПа
Характеристика А. – это зависимость силы на штоке, от скорости штока относительно корпуса А.
1 – дроссельный режим
2 – открытие какого-либо отверстия
Описание характеристики А. 
к – коэффициент упругого сопротивления А.
Если отверстие круглое: 
- сопротивление А при скорости 1 м/с штока относительно корпуса А.
тогда 
Рабочая диаграмма снимается при постоянной скорости штока на ходе отбоя и ходе сжатия. Площадь рабочей диаграммы равна работе произведенной А. за 1 цикл и равно рассеянной энергии.
Соотношение между усилием на ходе сжатия и хода отбоя. Наиболее благоприятный для плавности хода А. имеет симметричную характеристику. Она благоприятна для хорошего сцепления колеса с дорогой для хорошей устойчивости и управляемости. С целью обеспечения плавности хода и комфорта характеристики делятся не симметриями. Коэффициент хода отбоя существенно больше коэффициента хода сжатия.
Для передних в 3-5 раз
Для задних в 2-4 раза
В результате не симметричности характеристики А. имеет место эффект стягивания подвески. В результате чего уменьшается динамический ход.
Конструкция в установке А. должна быть таковой чтобы минимизировать изгибающей момент, действующий на шток А.
Изгибающий момент возникает вследствие смещения точек верхнего и нижнего крепления А. в горизонтальных плоскости и трения, действующего в механизме крепления, из-за изгиба штока разрушающего уплотнения.
Бывают однотрубные и двухтрубные.
Дата добавления: 2022-07-02; просмотров: 33; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!