Подвеска грузового автомобиля. Особенности конструкции подвески грузовых авто

Простейшая рессорная подвеска
переднего моста грузового автомобиля

Подвески грузовиков

Подвески с металлическим упругим элементом

В. Мамедов

При создании грузового автомобиля подвеске уделяется все большее внимание. Ведь от ее совершенства зависят не только плавность хода, но и проходимость машины, безопасность движения, устойчивость, надежность, долговечность грузовика и даже расход топлива.

Сочленения независимых подвесок выполняются с помощью рычагов, которые соединяют втулку вала через шарнир. Другая точка шарнира рычага находится в корпусе транспортного средства, но часто используется субшасси для лучшего поглощения вибрации. Подушки используются в суставах, чтобы сделать сборку гибкой, они провисают при воздействии нагрузок и, таким образом, поглощают вибрации, не будучи жесткими и в то же время изменяя положение колес как можно меньше.

Изменение положения колеса из-за гибкости подушек определяется в конструкции подвески, как правило, вал выполнен таким образом, что минимальное изменение колес благоприятствует минимальному поведению транспортного средства. Преимуществами этой системы в отношении зависимой и полунезависимой системы подвески являются.

Как известно, грузовые автомобили работают на дорогах разных категорий: от магистральных автострад до грунтовых дорог в строительных карьерах, не говоря уже о бездорожье. В зависимости от конкретных условий конструктор выбирает величину дорожного просвета машины между поверхностью дороги и нижними точками ходовой части и ее органов. Чем хуже условия, в которых предстоит работать машине, тем просвет должен быть больше, несмотря на некоторые негативные последствия, а именно: повышение центра тяжести, снижение устойчивости и т.д.

Индивидуальное управление каждым колесом; Требуется мало места для проживания; Низкий вес; Изменение положения колеса, чтобы вызвать боковину; Лучшая обработка. Независимые типы подвески. Подвеска торсионного вала. Основной характеристикой такого типа подвески является баланс атрибутов, которые оставляют его как среду между эффективными независимыми и надежными зависимыми. Это так называется, потому что колеса не являются независимыми, ступицы колес ввинчиваются в конструкцию, которая их соединяет, а также потому, что они не шарнирно прикреплены к шасси автомобиля.



На современных грузовых автомобилях можно встретить как зависимые, так и независимые подвески колес. При этом в силу экономической целесообразности наибольшее распространение получили рессорные подвески жестких балок мостов и только на магистральных тягачах в качестве упругих элементов прижились пневмобаллоны. Большее разнообразие конструктивных схем наблюдается на специальных военных машинах, к стоимости которых не предъявляются столь жесткие требования, как у обычных коммерческих грузовиков. На военных машинах можно встретить пружины и торсионы, гидропневматические элементы и стеклопластиковые рессоры, однако не эти транспортные средства будут объектом нашего внимания. Для нас наибольший интерес представляют действительно массовые конструкции. Начнем знакомство с самых характерных из применяемых рессорных подвесок. Оценим их «плюсы» и «минусы».

Однако эта конструкция обеспечивает значительный уровень гибкости вала, позволяя колесам иметь ограниченное вертикальное движение. Этот тип подвески широко используется, потому что он идеально вписывается в потребность в массовых автомобилях, что снижает стоимость. В автомобиле, изготовленном для масс, системы, которые его создают, должны быть прочными и легко ремонтируемыми. Поскольку стало стандартным оснащать популярные и крупногабаритные автомобили с приводом на передние колеса, было принято решение использовать полунезависимую подвеску сзади, а не независимую.





Чем хороша рессора? Тем, что это уникальное устройство (оно, между прочим, в несколько раз старше самого автомобиля. – Ред. ) в подвеске играет сразу едва ли не все роли. Она и упругий элемент, и направляющий аппарат. Ее использование облегчает сборку и ремонт машины. Рессора проста по конструкции и в ремонте, но не лишена и целого ряда серьезных недостатков. К главным из них относятся: высокое межлистовое трение, способное сильно ухудшить плавность хода на хорошей дороге, а также большая материалоемкость в сочетании с технологической сложностью при производстве листов.

Преимущества показывают, как система подходит для автомобилей с передним двигателем и переднеприводным двигателем. Низкая стоимость изготовления; Большая надежность; Простота обслуживания; Это не требует места для проживания. Основным типом полунезависимой подвески является.

Подвесная жесткая ось с пружинным баллоном. Этот тип подвески, называемый также жесткой подвеской, назван так из-за полной зависимости между колесами. Жесткая ось соединяет два ступицы колеса друг с другом, колеса не шарнирно закреплены на шасси, поэтому, когда они проходят через некоторую нерегулярность, они переносят свои движения на ось и, следовательно, на другое колесо. Таким образом, ось движется вертикально, имея в качестве курса движение пружины, используемое в системе.

Листы для рессор изготавливают из дорогой, высокопрочной стали, содержащей кремний и марганец (55ГС, 55С2, 60С2), а также хром и никель (50ХГ). Чтобы рессоры могли выдерживать высокие, многократно повторяющиеся напряжения, возникающие во время прогиба, на поверхности листов после термообработки не должно быть обезуглероженных участков, трещин и других дефектов, а этого можно добиться только при довольно дорогом технологическом процессе. Предел текучести стали, идущей для изготовления листов рессоры, должен быть не менее 1 150 Н/см 2 . Отсюда и высокая стоимость рессоры.

Самым большим преимуществом такого типа подвески является его надежность, низкая стоимость изготовления и простота дизайна. С другой стороны, это тяжелая система, которая наказывает несмороженную массу транспортного средства, кроме того требует большого пространства на полу транспортного средства для его распределения. По этой причине он впал в негодность для применений на передней оси легковых автомобилей и средних предприятий.

Для этого типа подвески его вариации. Кинематический анализ подвески, выполняемой в программном обеспечении. Анализируя движение колес автомобиля, легко видеть, что они перемещаются вертикально и вращаются вокруг оси ведущего штифта. Вертикальное движение колес позволяет сопровождать неровности грунта. У этого движения есть курс, один из демпфера, который затем ограничен остановками этого. Теоретически колеса будут двигаться только вертикально, так что суставы подвески будут абсолютно жесткими без минимального уровня эластичности.



Рессоры стремятся делать возможно более длинными, поскольку возникающие в них напряжения обратно пропорциональны квадрату длины. При недостаточной длине в коренном листе могут возникнуть большие напряжения, для уменьшения которых кривизну остальных листов делают такой, чтобы они воспринимали часть нагрузки коренного и нескольких следующих за ним листов, разгружая их.

Однако это не то, как работает подвеска, или суставы будут быстро скомпрометированы. Система подвески должна обладать степенью эластичности, чтобы нейтрализовать часть вибраций, поступающих с колес. Поэтому в суставах рычагов подвески используются кусты, подушки и шарниры и фиксируются амортизаторы.

Поэтому расположение колеса на дорожке зависит от того, насколько эластичны кусты, подушки и другие эластичные элементы подвески, то есть, как они могут деформироваться под действием силы и возвращаться к их первоначальной форме в отсутствие их. В основном, эти силы генерируются трением шин с дорожкой, которые, в свою очередь, варьируются в зависимости от нагрузки, налагаемой на шины. Нагрузка зависит от ускорения или замедления транспортного средства, будь то прямая или изогнутая. Чем больше интенсивность этих сил, тем больше силы, действующие на компоненты подвески, и эластичность кустов, подушек и шарниров является определяющим фактором для поддержания положения колеса.

Несмотря на то, что рессоры известны уже несколько столетий, их долговечность, обусловленная начальными напряжениями, сложным напряженным состоянием, динамическим и повторяющимся воздействием разнообразных сил, остается невысокой. По сравнению с торсионами и пружинами рессора работает в менее благоприятных условиях; ее усталостная прочность в 4 раза меньше, чем у торсиона. В настоящее время при эксплуатации в хороших дорожных условиях (асфальтовое покрытие) долговечность рессор магистральных грузовиков составляет 100 – 150 тыс. км пробега, но в плохих условиях (грунтовые дороги, работа на стройках) она падает вдвое и доходит до 10 – 15 тыс. км в случае применения рессор, изготовленных ремонтными предприятиями.

Колеса также могут перемещаться вокруг оси, это движение позволяет контролировать направление транспортного средства. Рассматриваемая ось представляет собой ось наклона ведущего штифта. Вкратце, этот наклон определяется размерами рычагов подвески или положением их опор, но есть еще несколько параметров, которые оказывают влияние на колеса колес на команду, данную на рулевом колесе, в дополнение к потоку сил через подвески и рулевые тяги.

Коронная ось оси - Ось ведущего штифта; Ось вращения колеса - Шпиндель колеса. Мы будем признавать, что это колесо является колесом передней оси транспортного средства, чтобы продемонстрировать все параметры выравнивания, необходимые для подвески с направленными колесами.





Листы рессоры имеют в свободном состоянии разную кривизну, поэтому уже при сборке в них появляются начальные напряжения (наибольшие в коротких листах). Рессора, являющаяся упругим и направляющим элементом подвески, испытывает изгиб в вертикальной плоскости, прогиб от вертикальных сил, воспринимает продольные силы и их моменты, а также осевое сжатие от продольных сил, изгиб в горизонтальной плоскости от боковых сил и кручение от их моментов. Самым напряженным является коренной лист, поэтому его делают или толще остальных, или для усиления ставят два-три коренных листа.

В некотором смысле, некоторые задние подвески позволяют вращаться вокруг вашего основного штыря, тогда применяется тот же принцип. Основным параметром является наклон ведущего штифта, его влияние зависит от чувствительности рулевого колеса и возврата колес в прямое положение. Этот наклон представляет собой угол, который ось ведущего штифта образует с продольной плоскостью транспортного средства, измеренная в поперечной плоскости. Ось ведущего штифта является фактором, который в сочетании с некоторыми переменными генерирует параметры выравнивания, упомянутые выше.



Для увеличения долговечности рессор применяют некоторые приемы, к которым относятся:

а) разгрузка рессоры от некоторых действующих сил. Для уменьшения скручивания рессоры концы ее заделывают в резиновые опорные подушки, а введением дополнительного упора ограничивают изгибающий момент, действующий на рессору при торможении. Дополнительные тяги (соединяющие мост и раму) в настоящее время устанавливаются на большинстве рессорных передних подвесок, концы рессор при этом крепят к кузову двумя стремянками;

Это расстояние называется движением Кастера, что является важным фактором для возврата колес в прямое положение и направленной устойчивости транспортного средства на кривых. При увеличении оси ведущего штифта до тех пор, пока он не встретит поверхность дорожки, расстояние от этой точки до точки контакта колеса с поверхностью дорожки определяет так называемое смещение главного штыря. Смещение считается отрицательным, когда точка пересечения продолжения оси ведущего штифта с основанием лежит между серединой контакта колеса и внешней стороны транспортного средства.

б) уменьшение напряжений в рессоре. Это достигается ограничением средних амплитуд колебаний колеса относительно кузова введением дополнительно упругих элементов (например, резиновых, работающих на старте) и достаточного увеличения сопротивления амортизаторов. Напряжения могут быть уменьшены изменением формы поперечного сечения листов, что вызывает перераспределение нормальных напряжений. Последнее требует пояснения.

Наибольший эффект этого смещения возникает в реакции рулевого колеса на команды водителя, если он использует силы, генерируемые в плечах в моменты торможения, чтобы помочь водителю совершать направленные движения. Угол камбия или развала является самым известным из параметров выравнивания колес, его влияние происходит в боковых силах, создаваемых шинами во время поворотов. Ввиду того, что угол развала изменяется в ситуациях переноса нагрузки, выполняется регулировка развала для восстановления регенерации или восстановления развала.

Это компенсация значения развала, когда автомобиль находится в ситуации качения, то есть разница фактического угла развала относительно земли, для угла рулона. Колеса должны держать угол развала настолько нейтральным, насколько это возможно, чтобы восстановление развала было равно углу рулона, тем самым создавая дополнительные силы, которые улучшают динамическое поведение транспортного средства.





В напряженной рессоре верхняя часть сечения работает на растяжение, нижняя – на сжатие. При прямоугольном сечении рессоры расстояние от нейтральной линии до наиболее удаленных точек (верхних и нижних) одинаково, поэтому одинаковы и наибольшие рабочие напряжения – растягивающие и сжимающие. Поломки рессор чаще всего бывают усталостного происхождения. При переменных напряжениях пределы выносливости стали становятся разными: меньшими при растяжении и большими при сжатии. В связи с этим были предложены сечения листов, при которых наибольшие напряжения растяжения меньше, чем наибольшие напряжения сжатия. Если сечение имеет кромки или одну канавку, то нейтральная линия смещается вверх, расстояние до наиболее удаленных точек сечения уменьшается, соответственно падают напряжения расстояния;

Это угол между центральной плоскостью колеса и осью х графика, рассматриваемой сверху. Мы говорим, что колеса сходятся, когда расширения их плоскостей пересекают переднюю часть колес, расходящихся, когда эти расширения пересекаются за колесами. Этот параметр влияет на управление автомобилем на кривых, его значения меняются в зависимости от оси колес и от того, движутся они или нет.

Два других параметра, которые часто упоминаются в руководствах и таблицах данных, - это колея и колесная база. Второй параметр - это колесная база, которая представляет собой не что иное, как расстояние между контактной точкой на одном колесе до точки соприкосновения другого колеса с той же стороны. Основная проблема подвески заключается в том, чтобы держать колеса в правильных положениях во время использования автомобиля. Считайте нужным, с минимальным изменением калибра и развала. Чтобы лучше понять, мы собираемся разместить вместо колеса все транспортное средство на картезианском самолете.

в) упрочнение рессоры. Усталостные разрушения рессорного листа начинаются с очагов, возникающих на поверхности, испытывающей растягивающие напряжения, или в углах сечения. В связи с этим широкое применение получило поверхностное упрочнение дробеструйной обработкой часто одного коренного листа со стороны, испытывающей растяжение. Эффект от обдувки значительно повышается при использовании межлистовых прокладок. Межлистовое трение приводит к появлению зон с высокими контактными напряжениями, что в условиях колебаний вызывает задиры на поверхности листов и в конечном счете появление очагов общего разрушения. Это явление ослабляется при введении межлистовых прокладок.

Изменение колеи и развала, т.е. положения колеса, происходит из-за движения тела. Движение тела происходит, когда транспортное средство разгоняется, замедляется, изгибается, поднимается и опускается. Также необходимо учитывать сопротивление качению колес. Эти силы оказывают большое влияние на положение колес, потому что подвеска имеет значительный уровень эластичности.

Эта особенность подвески происходит от таких компонентов, как подушки и кусты, которые деформируются и позволяют незначительно изменять положение колес. Эласто-кинематика - это кинематический анализ упругих компонентов подвески. Эти компоненты, как уже упоминалось, используются для поглощения вибраций и уменьшения концентрации натяжения в стыках подвесных рычагов. Однако это упругое свойство подвески также используется для изменения положения колеса. Как правило, стремление к безопасности транспортного средства, оставляя его с более предсказуемым поведением.

Коррозия в процессе эксплуатации автомобиля значительно ослабляет эффект поверхностного упрочнения. Именно это объясняет то, что некоторые владельцы «Волг» рессоры задней подвески заключают в чехлы. Срок службы рессорной подвески ограничивается в большой степени износом шарниров. Применение резиновых и пластмассовых втулок, устанавливаемых в шарнирах, способно эту проблему снять, но только для не тяжелой техники (обычно до 6 т полной массы).

Таким образом, вся ось сконструирована таким образом, что, когда нагрузка находится под нагрузкой, независимо от положения транспортного средства, калибровки амортизаторов или жесткости пружин, результат сил вызывает благоприятные изменения колес. Эти изменения могут быть исправлением положения колеса, когда в кривых, карданных углах, когда подвеска находится под сжатием или расширением, помимо собственного обслуживания позиционирования колеса.

Вал - полумуфт с гомокинетическим соединением. Существует множество вариантов подвесок для автомобилей, но большинство из них имеют некоторые общие компоненты. Уникальные компоненты некоторых типов подвесок будут объяснены в отдельных статьях для каждой подвески. Компоненты подвески делятся на категории, такие как.

Недостатком рессор является их линейная характеристика жесткости (т.е. прогиб пропорционален прикладываемому усилию), в то время как желательно иметь прогрессивное увеличение жесткости по мере прогиба. Некоторого изменения жесткости рессоры можно достичь установкой серьги с наклоном (на легких и средних грузовиках) или за счет цилиндрической задней опоры (на тяжелых грузовиках). Но оба способа позволяют реализовать нелинейность лишь в очень малых пределах.

Изменение жесткости рессорной подвески чаще всего достигают введением подрессорника или нижней дополнительной (иногда однолистовой) рессоры, делающей характеристику подвески прогрессивной (жесткость ступенчато увеличивается при ходе колеса вверх).





Трение в рессоре в прошлом позволяло обходиться без специальных амортизаторов в подвеске грузовых автомобилей, что удешевляло машину и упрощало уход за ней. В настоящее время скорости движения грузовиков выросли настолько, что для обеспечения безопасности движения и плавности хода установка амортизаторов стала необходима, так же, как и борьба с трением в листах рессор. Причин две: из-за неблагоприятного закона изменения трения и нестабильности его величины при эксплуатации. При малых толчках, когда сила, передающаяся через рессору, меньше силы трения между листами, рессора «блокируется», неровности компенсируются только шинами, и плавность хода значительно ухудшается. Те же силы трения при колебаниях большой амплитуды не способствуют достаточному их затуханию. У рессор, работающих без смазки, сила трения может достигать 25% от упругой силы рессоры. Для обеспечения хорошей плавности хода автомобиля сила трения не должна превышать 5 – 8%. Замечено, что в грузовых автомобилях с высокой посадкой водителя силы межлистового трения вызывают крайне неприятные колебания головы водителя вдоль продольной оси машины.

Для уменьшения межлистового трения изготовители применяют малолистовые рессоры (в том числе однолистовые переменной толщины и ширины), листы специальной формы, вводят смазку и вставки между листами.



Задняя рессорная подвеска грузового автомобиля :
1 - ушко рессоры;
2 - резиновая втулка;
3 - кронштейн;
4 - втулка;
5 - болт;
6 - шайба;
7 - палец;
8 - резиновые втулки;
9 - шайба пружинная;
10 - гайка;
11 - кронштейн;
12 - втулка резиновая;
13 - втулка;
14 - пластина серьги;
15 - болт;
16 - хомут;
17 - коренной лист;
18 - листы рессоры;
19 - дополнительная рессора;
20 - стремянка;
21 - накладка;
22 - задний мост;
23 - амортизатор;
24 - резиновая подушка;
25 - лонжерон рамы

В конструкции большинства грузовых автомобилей, прицепов и автобусов применяются зависимые подвески на продольных полуэллиптических листовых рессорах. В грузовых автомобилях и автобусах нагрузка на задний мост может меняться в значительных пределах в зависимости от массы перевозимого груза и количества пассажиров. Поэтому рессорная подвеска заднего моста, помимо основной рессоры, содержит дополнительную - подрессорник. Основная рессора средней частью крепится с помощью специальных хомутов - стремянок - к балке моста. Концы рессоры крепятся к раме автомобиля посредством специальных кронштейнов. Поскольку длина рессоры при ее прогибе изменяется, один из концов рессоры должен иметь возможность продольного перемещения относительно рамы. С этой целью применяют специальные кронштейны с качающейся серьгой, скользящие и эластичные опоры.
Подрессорник имеет меньшее число листов, чем основная рессора. В средней части он также крепится к балке моста, обычно сверху основной рессоры, а его концы не крепятся к раме. На раме, напротив плоских концов подрессорника, устанавливают упорные кронштейны. Когда автомобиль не нагружен, работает только основная рессора. При определенной нагрузке основная рессора прогибается так, что концы подрессорника упираются в кронштейны, и рессоры начинают работать совместно. При этом суммарная жесткость подвески увеличивается.



Пневматическая подвеска автобуса

В подвеске современных грузовых автомобилей, прицепов, полуприцепов и автобусов часто применяется пневматическая подвеска. Пневмоподвеска легче рессорной, обеспечивает более высокую плавность хода и дает возможность регулировать расстояние от грузовой платформы или пола кузова до поверхности дороги. Это особенно важно для грузовых автомобилей, где необходимо облегчить процесс погрузки-разгрузки автомобиля у пандусов, складских помещений и т. п. Некоторые автомобили имеют специальные пульты управления для регулировки высоты грузовой платформы при нахождении водителя вне автомобиля. Пневматическая подвеска автобусов обеспечивает постоянство уровня пола вне зависимости от количества пассажиров, что увеличивает комфорт и безопасность при их посадке и высадке. Конструкция пневматических подвесок некоторых автобусов дает возможность дополнительно понижать уровень пола на остановках.



Балансирная подвеска

Если соседние мосты многоосного грузового автомобиля, прицепа или полуприцепа расположены близко друг от друга, может применяться балансирная подвеска. При таких подвесках мосты качаются на соединенных с ними и с рессорами балансирных рычагах. При этом рессоры воспринимают только силу тяжести автомобиля, а тяговая и тормозная силы, а также реактивный и тормозной моменты передаются толкающими и реактивными штангами. Соседние мосты опираются на концы общих рессор, а рессоры средней частью крепятся к ступицам, которые могут поворачиваться относительно оси балансира закрепленной на раме.