Дополнительные источники по теме :

Особенности конструкции современных легковых автомобилей [Текст] : учебное пособие / авт.-сост. : У. А. Абдулгазис [и др.]. – Симферополь : ДИАЙПИ, 2012. – 186 с. : ил.

Передерий, В. П. Устройство автомобиля [Текст] : учебное пособие для СПО / В. П. Передерий. – М. : Форум : Инфра-М, 2016. – 285 с. : ил. – (Профессиональное образование).

Родичев, В. А. Устройство и техническое обслуживание грузовых автомобилей [Текст] : учебник / В. А. Родичев. – М. : Изд-во «За рулем» : Академия, 2004. – 250 с. : ил.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПОЛНОТЕКСТОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ УЧЕБНО-ПРАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ :

Селифонов, В.В. "Общее устройство грузовых автомобилей"

О важности обслуживания цепного привода ГРМ

Бирюков, М. "Диагностика неисправностей ГРМ двигателя"

Шестопалов, К. К. "Назначение и область применения подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин"

Гладов, Г. И.   "Устройство и принцип действия некоторых агрегатов автомобиля" см. здесь...

"Механические свойства металлов и сплавов"

"Физико-химические процессы и вредные вещества при электросварке"

17.2.2. Пружины

Пружины (рис. 17.5, б) применяются, как правило, на независимых подвесках. Наибольшее распространение получили цилиндрические витые пружины, изготовленные из стального прутка круглого сечения.
     Преимущества пружины:

     
     Утолщения по концам торсиона имеют шлицы или выполняются в форме шестигранника. Одним концом торсион входит в ответные шлицы на раме или кузове автомобиля, а другим – в шлицы рычага подвески (рис. 17.6). При перемещении колеса торсион закручивается, обеспечивая упругую связь колеса с рамой.

     Торсионы имеют те же преимущества, что и пружины, но они более компактны, позволяют размещать их в различных положениях и защищены от механических повреждений. Вместе с тем они дороже листовых рессор и менее долговечны, чем пружины.

17.3. Амортизаторы

     Амортизаторами называются специальные устройства, предназначенные для быстрого гашения колебаний рамы (кузова).
     Отсутствие амортизаторов при больших скоростях движения на неровной дороге может привести к резонансным колебаниям и, как следствие этого, к пробоям подвески и отрыву колес от дороги.
     Гасящее действие амортизатора обеспечивается работой трения, при этом энергия колебательного движения кузова преобразуется в теплоту и рассеивается в окружающей среде.

     Требования к амортизаторам:

    

     Амортизаторы одностороннего действия оказывают сопротивление только при обратном относительно рамы автомобиля ходе колеса – ходе отбоя (вниз). Существенным преимуществом таких амортизаторов является то, что они не увеличивают жесткость подвески со статической нагрузкой и не передают на кузов толчки от малых неровностей дороги. Однако гасящее действие их недостаточно. Поэтому в настоящее время применяются только амортизаторы двухстороннего действия, но с несимметричной характеристикой, т. е. их сопротивление при прямом ходе – ходе сжатия (вверх) значительно (в три–пять раз меньше, чем при ходе отбоя).
     Несмотря на то, что рычажные амортизаторы более компактны, наибольшее распространение получили телескопические амортизаторы. Их преимуществами являются работа с меньшим давлением – 6-8 МПа (у рычажных 25-40 МПа), что позволяет облегчить детали, и увеличенная наружная поверхность, способствующая лучшей теплоотдаче.
     Телескопические гидравлические амортизаторы выполняются двухтрубными, а газонаполненные – однотрубными.

     Преимущества однотрубных газонаполненных амортизаторов:

     Недостатки газонаполненных амортизаторов:

     Если в гидравлическом двухтрубном амортизаторе рабочая жидкость находится в непосредственном контакте с воздухом, то в газонаполненном амортизаторе (рис. 17.10) рабочая жидкость изолирована от воздуха плавающим поршнем 8 с уплотнителем 9. Таким образом, корпус 7 в нижней части заполнен рабочей жидкостью 5, а в верхней – газом 6. Давление газа 0,6-0,8 МПа.
     Поршень 12 закреплен на штоке гайкой 10. В поршне выполнены каналы 11 переменного сечения, а на его цилиндрической поверхности имеются щели. Каналы 11 перекрыты дисками 13, соприкасающимися с шайбой 15, образуя клапан.      Герметичность штока и корпуса обеспечивается уплотняющим узлом, в который входят резиновая шайба 3, уплотнительная манжета 1, направляющая 17 штока, фасонная шайба 4, запорное кольцо 2.
     Жидкость под давлением омывает резиновую шайбу 3 и уплотнительную манжету 1 и прижимает их к корпусу 7 и штоку 16.

     При ходе сжатия (рис. 17.10, б) под давлением над поршнем диски 13 отжимаются от шайбы 15, и рабочая жидкость через звездообразные вырезы в дроссельной шайбе перетекает в надпоршневую полость. При малых скоростях перемещения поршня диски 13 занимают первоначальное положение, и рабочая жидкость проходит в основном через зазор между поршнем и цилиндром. Таким образом, один клапан работает попеременно на сжатие и на отбой.
     При резких перемещениях поршня гашение происходит в основном за счет газовой подушки. Так, при ходе сжатия плавающий поршень 8 сжимает газ 6 и компенсирует изменение объема рабочей жидкости в рабочей полости амортизатора из-за входа в нее штока. При ходе отбоя давление сжатого газа перемещает плавающий поршень 8 вниз, компенсируя изменение объема рабочей жидкости вследствие выхода штока 16 из цилиндра амортизатора.

    

     Стуканов, В. А. Подвеска [Электронный ресурс] / В. А. Стуканов, К. Н. Леонтьев // Устройство автомобилей : учебное пособие / В. А. Стуканов, К. Н. Леонтьев. – М. : Форум : Инфра-М, 2020. – С. 337-355.

     Подвеской называется совокупность устройств, соединяющих несущую систему (раму или кузов) автомобиля с его колесами.
     Подвеска предназначена для обеспечения плавности хода автомобиля и повышения безопасности его движения.
     Плавность хода – свойство автомобиля гасить воздействия, возникающие от неровностей дороги. Подвеска повышает безопасность движения автомобиля, обеспечивая постоянный контакт колес с дорогой и исключая их отрыв от нее.
     Через подвеску вес автомобиля передается на колеса и распределяется между ними. В то же время удары и толчки, возникающие при движении по неровностям дороги, передаются прежде всего деталям подвески и уже через них на раму.
     Наличие подвески обеспечивает возможность перемещения колес относительно корпуса автомобиля.
     Подвеска разделяет все массы автомобиля на две части: подрессоренные и неподрессоренные.
     Подрессоренные массы – массы частей автомобиля, опирающиеся на подвеску: кузов, рама и закрепленные на них механизмы.
     Неподрессоренные массы – массы частей автомобиля, опирающиеся на дорогу: мосты, колеса, тормозные механизмы.


     В состав подвески входят:

 При балансирной подвеске средний и задний мост образуют балансирную тележку, которая может качаться вместе с рессорами на оси 2, в результате чего обеспечивается постоянный контакт всех колес с дорогой при возможности разностороннего перекоса среднего и заднего мостов. Этим обеспечивается хорошая приспособляемость колес к неровностям дороги и высокая проходимость автомобиля.
Различные типы подвесок приведены на рис. 17.4.

     17.2.1. Рессоры
     Рессора (рис. 17.5, а) представляет собой пакет стальных листов выгнутой формы и различной длины. Листы могут иметь прямоугольное, трапециевидное и Т-образное сечение. Кривизна листов не одинакова и зависит от их длины. Она увеличивается с уменьшением длины листов, что обеспечивает плотное прилегание их друг к другу в собранном виде и разгрузку коренного листа 1. Листы рессор в собранном виде фиксируются с помощью стяжного болта 2 и хомутов 3. На многих рессорах стяжной болт не устанавливается.     

     Коренной лист 1, имеющий наибольшую длину и толщину, крепится к кузову, а средней частью – к мосту. Один конец рессоры устанавливается на кузов автомобиля жестко, а другой свободно, что позволяет рессоре удлиняться при ее деформации. В силу наличия трения между листами при деформации рессоры она также способствует гашению колебаний кузова и колес автомобиля. Листы рессор при сборке смазываются графитной смазкой, а на легковых автомобилях для уменьшения трения между листами могут устанавливаться прокладки из полимерного материала или другого, обладающего антифрикционными свойствами.

     Таким образом, рессора способна передавать толкающую силу, т. е. работать как направляющий элемент.

     Преимущества листовых рессор:

     Недостатки рессор:

     Пневматической называется подвеска, в которой роль упругого элемента выполняет сжимающийся газ, обычно воздух, но могут применяться и другие газы, например азот. Сжимающийся газ заключен в резинокордный баллон (см. рис. 17.5, г), который разделен на два отсека разделительным металлическим кольцом, надетым на монолитную резинокордную оболочку. Кордная ткань выполняется из полиамидных волокон (нейлона или капрона) и защищена резиновыми поверхностными слоями.

     Преимущества пневматической подвески:

     Широкому распространению пневматических подвесок препятствует их значительно большая сложность и стоимость по сравнению с обычными.
     Двойные круглые баллоны распространены в подвесках автобусов, грузовых автомобилей, прицепов и полуприцепов.
     Типичным примером комбинированной подвески является рессорно-пневматическая подвеска (рис. 17.7) автобуса марки «ЛиАЗ» с регулятором положения уровня пола кузова. Подвеска имеет двухсекционные пневмобаллоны 1 и направляющее устройство, выполненное в виде рессор 8.      Пневмобаллоны с демпфирующим устройством 3 расположены между балкой 13 и кронштейнами основания кузова. Постоянство хода отдачи поддерживается регулятором 4 положения кузова, который через тяги 5, 9 и кронштейн 10 соединен с неподрессоренными частями подвески.
      Пневмобаллоны являются не только упругим элементом, но и выполняют роль гасителя колебаний. Внутри баллона на кронштейне закреплен резиновый буфер 27 – ограничитель хода сжатия подвески, упирающийся при работе в опорную пяту 25. Нижней частью пневмобаллон соединяется с кронштейном балки моста, а верхней – с фланцем дополнительного воздушного резервуара 2 через демпфирующее устройство. Последнее состоит из корпуса 23, установленного в опоре 24, шайбы 21 и клапана 22, которые стянуты между собой болтом 19 и гайкой 20.
     Работа демпфирующего устройства заключается в том, что при ходе сжатия под давлением воздуха открывается клапан 22 и воздух перетекает из пневмобаллона в дополнительный резервуар 2 через шесть отверстий 17. При этом сила сопротивления воздуха при прохождении его через калиброванные отверстия клапана 22 снижает нагрузки, передаваемые на кузов автомобиля от дороги.
     При ходе отдачи воздух медленно перетекает из отверстия 18 дополнительного резервуара 2 в пневмобаллон через дроссельное отверстие 16, задерживая перемещение балки заднего моста вниз. Таким образом, демпфирующее устройство выполняет роль гасителя колебаний.
Давление в пневмобаллонах регулируется регулятором 4 положения кузова, который при увеличении статической нагрузки (числа пассажиров) на пол кузова подает сжатый воздух из пневмосистемы автобуса, а при уменьшении нагрузки выпускает излишки сжатого воздуха из пневмобаллонов в окружающую среду. Таким образом обеспечивается постоянная высота пола кузова над дорогой независимо от числа пассажиров.

     На рис. 17.9 показана типовая конструкция телескопического амортизатора,применяемого на отечественных автомобилях.
Поршень 14 через шток 18 и верхнюю проушину 1 соединен с рамой автомобиля. Трубка 16, в которой закреплен цилиндр 17, соединена с колесом через нижнюю проушину 1. Поршень 14 делит рабочее пространство цилиндра 77 на две полости. В верхней части шток 18 перемещается в направляющей втулке и уплотнен уплотнительной манжетой, расположенной в обойме 3. Уплотнение прижимается специальной гайкой по резьбе трубки 16 к направляющей втулке, а та прижимается к цилиндру 17. Таким образом, амортизатор имеет три полости: в цилиндре над поршнем, под поршнем, а также между цилиндром 77 и трубкой 16.

     В нижней части рабочего цилиндра расположен корпус, в котором установлены впускной клапан 9 и клапан сжатия 10, прижатый пружиной 11. Эти клапаны закрывают отверстия 13 и 12, расположенные в корпусе. Кожух 2 защищает шток 18 от грязи и повреждений.

    Во время хода сжатия рессоры поршень амортизатора движется вниз. При этом основная часть рабочей жидкости через перепускной клапан 5 со слабой пружиной перетекает в надпоршневую полость, встречая незначительное сопротивление. Другая часть ее переходит в кольцевую компенсационную полость между цилиндром 17 и трубкой 16.
     При резком сжатии открывается разгрузочный клапан 10, вследствие чего уменьшается нарастание сопротивления перетеканию жидкости в компенсационную полость.
     Усилие пружины 11 клапана сжатия создает необходимое сопротивление амортизатора, в результате чего частота колебаний подвески и подрессоренных масс автомобиля уменьшается.
     При перемещении штока рабочая жидкость, частично просачиваясь через зазор между направляющей втулкой и штоком, поступает через отверстие 19 в полость между цилиндром и трубкой, разгружая тем самым уплотнительную муфту от действия рабочего давления жидкости.
     Таким образом, сопротивление сжатию определяется сопротивлением перетекания рабочей жидкости в компенсационную полость.
     При ходе отбоя, когда поршень перемещается вверх, жидкость перетекает в нижнюю полость через каналы в поршне и калиброванное отверстие в клапане 7. В это же время жидкость через отверстия, преодолев сопротивление впускного клапана 9, поступает в цилиндр 17.
     При резком отбое перетекание жидкости обеспечивается открытием разгрузочного клапана 7.
     Существенную роль в надежной работе амортизатора играет узел уплотнения штока 18.
     В качестве рабочей жидкости применяются амортизаторные жидкости АЖ-12Т, МГП-10, МГП-12 или смеси трансформаторного и турбинного масел.

     Зависимые подвески распространены на задних и передних мостах грузовых автомобилей и автобусов, а также задних мостах многих легковых автомобилей. Широкое распространение зависимых подвесок объясняется тем, что они не только обеспечивают плавность хода, но и передают тяговые и тормозные силы от колес к раме автомобиля.
На рис. 17.11 показана зависимая рессорная подвеска грузового автомобиля ЗИЛ-4314. Передний мост автомобиля подвешен к раме на двух рессорах с гидравлическими амортизаторами 5 (рис. 17.11, а). Каждая рессора состоит из одиннадцати листов, изготовленных из кремнистой стали. В средней части каждого листа рессоры имеется две выштамповки, препятствующие и продольному и поперечному перемещению. С этой же целью листы рессоры стянуты хомутами 3. Передний конец рессоры соединен с рамой шарнирно через палец 14, для чего через накладку 11 двумя болтами и стремянкой 2 крепится ушко 12. В него запрессована втулка 13, через которую свободно проходит палец 14, закрепленный в кронштейне. Для смазывания пальца имеется масленка 15. Средней частью рессора крепится к балке 9 моста посредством стремянок 10.
     Задний конец рессоры при прогибах свободно перемещается в проушинах кронштейна 7, опираясь при этом на сухарь 21.
Для предохранения от изнашивания скользящего коренного листа на его конце приклепана вспомогательная накладка 8. На пальце 20 установлен опорный сухарь. Концы пальца расположены в двух вкладышах 19. Вкладыши, закрепленные в кронштейне 7 стяжным болтом 23 с распорной втулкой 22, служат для предохранения кронштейна от истирания концами рессор.
     Прогибы рессоры ограничиваются упорными резиновыми буферами 4 и 6. Амортизатор 5 шарнирно соединен с передним мостом и рамой с помощью пальца 17 и резиновой втулки 16.
Задний мост подвешен к раме автомобиля на парных рессорах (рис. 7.11, б), из которых две рессоры 27 основные и две рессоры 26 дополнительные (подрессорники). Основная рессора крепится к балке 32 заднего моста стремянками 28 с накладками 29 и 31. Передний и задний концы основной рессоры 27 крепятся к раме в кронштейнах 24 и 30 так же, как и концы рессоры передней подвески.
     Если автомобиль не нагружен, работает только основная рессора, в этом случае концы дополнительной рессоры 26 и кронштейны 25 не соприкасаются друг с другом. Когда автомобиль нагружен, рама в результате прогиба основной рессоры опускается и концы дополнительной рессоры упираются в кронштейны. В этом случае работают обе рессоры.
     На грузовых автомобилях марки «ГАЗ» соединение коренных листов с рамой обеспечивается не через накладные ушки, а через толстостенные резиновые вкладыши. Такое соединение не требует смазывания и способствует повышению плавности хода автомобиля.

     На рис. 17.13 представлена независимая подвеска передних колес заднеприводного легкового автомобиля ВАЗ-2105.
    Упругим элементом подвески являются витые цилиндрические пружины 38, гасящим – гидравлические телескопические амортизаторы 40, направляющим устройством – верхние 13 и нижние 36 рычаги, а штанга 33 стабилизатора – упругий П-образный стержень. Подвеска смонтирована на поперечине 30, которая закреплена на кузове автомобиля. К переднему бурту нижнего рычага 36 приварен кронштейн крепления штанги стабилизатора 33. В проушины рычагов 13 и 36 запрессованы шарниры на втулках 25, изготовленных из высокоэластичной резины. С обоих концов шарниры зажаты упорными шайбами 26, которые стягиваются самоконтрящимися гайками, навернутыми на оси 35 и 22. Резиновые шарниры в эксплуатации не требуют регулировки и смазывания.
     Ось верхнего рычага установлена в усилителе кузова. Ось нижнего рычага привернута болтами 37 к нижней части поперечины. Между осью и поперечиной установлены дистанционная шайба 28 и регулировочные шайбы 27 для регулировки углов установки передних колес.
     Поворотная цапфа 5 поворачивается и качается на шаровых шарнирах. Нижний шарнир состоит из стального шарового пальца 49 с полусферической закаленной головкой и полусферического металлокерамического вкладыша – подшипника 48, надетого на палец. Головка пальца и вкладыш помещены в штампованный корпус. Для устранения зазоров в корпус с натягом вставлен резинопластмассовый вкладыш 47, прижимающийся своей пластмассовой облицовкой к шаровой головке пальца.
     Верхний шарнир имеет сферическую закаленную головку, установленную в полимерный подшипник 12 скольжения. Нижний конический конец пальца гайкой 9 фиксируется в верхнем рычаге поворотного кулака 10. Головки верхнего и нижнего шарниров защищены от пыли гофрированными резиновыми чехлами 11. Ход переднего колеса вверх ограничивается упором верхнего рычага подвески в резиновый буфер 15.
     Пружина 38 подвески своим нижним концом опирается через опорную чашку 44 на нижний рычаг 36 подвески. Верхним концом через опорную чашку 21 и резиновую прокладку 20 – на силовой элемент передней части кузова. Резиновая прокладка и резиновые втулки 25 изолируют кузов от передачи шума и вибрации через пружину подвески. Прямой металлический контакт между подвеской и кузовом отсутствует.
     Амортизатор 40 своим верхним концом крепится к опорному стакану 17 через две резиновые подушки 18. Нижняя проушина амортизатора крепится через болт 41 и резиновые втулки к нижнему рычагу 36 подвески.
     Стабилизатор поперечной устойчивости установлен в подушках-опорах 32, которые вставлены в кронштейны 31, привернутые к продольным балкам кузова. Загнутые концы стабилизатора с помощью подушек-опор 32 и обойм 39 прикреплены к нижним рычагам подвески.

     Передняя подвеска переднеприводных автомобилей марки «ВАЗ» (рис. 17.14) – независимая телескопическая с амортизаторными стойками.
     Амортизаторная телескопическая стойка 8 нижним концом соединена с поворотным кулаком 12 с помощью штампованного кронштейна 11 и двух болтов. Верхний болт 10 с эксцентриковой шайбой 9 является регулировочным. С его помощью регулируется развал переднего колеса, так как при повороте болта изменяется положение поворотного кулака относительно амортизаторной стойки. Верхний конец стойки 8 через резиновую опору 1 связан с кузовом. Шариковый подшипник 30, вмонтированный в опору, обеспечивает вращение стойки при повороте управляемых колес. Резиновая опора обеспечивает качание стойки при перемещении колеса и гашение высокочастотных вибраций. Нижний поперечный рычаг 21 соединен с поворотным кулаком 12 шаровым шарниром 20, а с кронштейном 26 кузова – резинометаллическим шарниром. Растяжка 27 нижнего рычага связана с ним и кронштейном на кузове автомобиля через резинометаллические втулки. Шайбы 22 служат для регулировки продольного наклона оси поворота управляемых колес. Стержень стабилизатора 24 поперечной устойчивости крепится к кузову автомобиля через резиновые опоры 25, а к нижним рычагам подвески – через стойки 23 с резинометаллическими шарнирами. Концы стержня стабилизатора одновременно выполняют функции дополнительных растяжек нижних рычагов подвески, которые, как и растяжка 27, воспринимают продольные силы и их моменты, передаваемые от передних ведущих колес на кузов. Телескопическая стойка 8 является одновременно гидравлическим амортизатором. На ней установлена витая цилиндрическая пружина 5 между опорными чашками 2 и 6, а также буфер сжатия 3, ограничивающий ход колеса вверх. При ходе колеса вверх буфер упирается в опору 2, находящуюся в верхней части стойки. Буфер сжатия находится на защитном кожухе 29, который предохраняет шток амортизаторной стойки от загрязнения и механических повреждений. Рулевой привод воздействует на стойку через поворотный рычаг 7. Внутри амортизаторной стойки находится гидравлический буфер отдачи, который ограничивает ход колеса вниз.