Зависимая подвеска автомобиля: Зависимая подвеска

Содержание

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска представляет собой жесткую балку, связывающую между собой правое и левое колеса. В совокупности она образует неразрезной мост. Отличительной особенностью зависимой подвески является передача перемещения одного из колес в поперечной плоскости другому колесу (зависимость колес).

В настоящее время зависимая подвеска применяется на некоторых моделях внедорожников, коммерческих автомобилях, а также малотоннажных грузовых автомобилях. Зависимая подвеска используется в основном в качестве задней подвески, реже – на передней оси автомобиля.

Основными видами зависимой подвески являются подвеска на продольных рессорах и подвеска с направляющими рычагами.

Устройство зависимой подвески на продольных рессорах включает балку моста, подвешенную на двух продольных рессорах. Рессора состоит из одного или нескольких металлических листов овальной формы, скрепленных между собой. Соединение рессоры с балкой моста осуществляется с помощью специальных хомутов – стремянок.

Концы рессоры крепятся к раме (несущему кузову) автомобиля посредством кронштейнов, один из которых (качающаяся серьга) имеет возможность продольного перемещения, другой (эластичная опора) снижает вибрации.

Продольная рессора воспринимает усилия в вертикальном, продольном и боковом направлениях, а также тормозной и реактивный моменты. Поэтому в подвески она выполняет функции упругого элемента, направляющего элемента, а в некоторых случаях и гасящего устройства (гашение колебаний за счет трения между листами рессоры).

Основным недостатком зависимой подвески на продольных рессорах является слабое противодействие боковым и продольным силам на больших скоростях, что приводит к смещению (уводу) моста и потере управляемости.

Данного недостатка лишена зависимая подвеска с направляющими рычагами. Самая распространенная схема данного вида зависимой подвески объединяет пять рычагов – четыре продольных и один поперечный. Рычаги одной стороной закреплены на балке моста, другой – на раме (несущем кузове) автомобиля.

Рычаги обеспечивают восприятие вертикальных, продольных и боковых усилий. В качестве упругого элемента используется, как правило, витая пружина. Гасящее устройство – амортизатор.

Поперечный рычаг препятствует смещению оси автомобиля от воздействия боковых сил. Рычаг носит собственное имя – тяга Панара. Конструктивно тяга Панара может быть выполнена сплошной или разрезной. Разрезная (регулируемая) тяга Панара, помимо основной функции, позволяет изменять положение (высоту) моста относительно кузова, путем регулирования длины.

Тяга Панара в силу своей конструкции по разному работает при прохождении автомобилем правых и левых поворотов, чем создает определенные проблемы с управляемостью. Более совершенными устройствами, обеспечивающими равномерное противодействие боковым силам в зависимой подвеске, являются механизмы Уатта и механизм Скотта-Рассела.

Механизм Уатта (в другой транскрипции — механизм Ватта) состоит из двух горизонтальных рычагов, шарнирно прикрепленных к концам вертикального рычага. Вертикальный рычаг, в свою очередь, закреплен в центре балки моста и имеет возможность вращения. Неравномерность движения в поворотах, присущая тяге Панара, в механизме Уатта компенсируется поворотом вертикального рычага.

Механизм Скотта-Рассела объединяет два рычага — длинный и короткий. Длинный рычаг одним концом шарнирно соединен с кузовом автомобиля, другим – с балкой моста. Короткий рычаг связывает среднюю часть длинного рычага с противоположным концом балки моста.

Особенностью механизма Скотта-Рассела является возможность некоторого перемещения длинного рычага за счет эластичного крепления к балке моста, чем достигается улучшение управляемости и курсовой устойчивости.

Промежуточное положение между зависимой и независимой подвесками занимает подвеска Де Дион (по имени изобретателя графа Альбера де Диона). Конструктивно подвеска Де Дион включает подпружиненную неразрезную балку. При этом дифференциал жестко закреплен на раме (несущем кузове) и в состав моста не входит. Передача вращения на ведущие колеса осуществляется через качающиеся ведущие валы. Тормозные механизмы устанавливаются непосредственно на выходах дифференциала.

При такой компоновке неподрессоренными остаются только ступицы колес и сами колеса, что способствует плавности хода и безопасность движения автомобиля. Ввиду высокой стоимости подвеска Де Дион применяется достаточно редко, в основном на спортивных автомобилях.

Зависимые подвески

Устройство подвески грузового автомобиля

Подвеска осуществляет упругую

связь рамы или кузова автомобиля с мостами
или непосредственно с колесами, смягчая

Зависимая подвеска широко применяется в грузовых автомобилях, автобусах и легковых автомобилях (задняя подвеска). В большинстве случаев грузовые автомобили и автобусы имеют направляющее устройство, совмещенное с упругим элементом, в виде продольных полуэллиптических листовых рессор.

Передняя подвеска грузового автомобиля ГАЗ-53 состоит из двух продольных полуэллиптических листовых рессор, расположенных под лонжеронами рамы вдоль автомобиля. Концы сдвоенного коренного листа рессоры закреплены с помощью резиновых опор в прикрепленных к лонжерону кронштейнах. Концы одного коренного листа отогнуты вверх, а другого — вниз, вследствие чего образуется упорная торцевая поверхность. Концы листов охвачены обоймами, увеличивающими площадь давления рессоры на резиновые опоры, что уменьшает их изнашивание.

Рессора собрана из стальных листов разной длины, которые стянуты вместе хомутами и прикреплены к переднему мосту двумя стремянками. С помощью этих же стремянок к верхней части рессоры крепятся резиновый буфер, смягчающий удары при максимальных прогибах рессоры. В переднюю подвеску входит также гидравлический телескопический амортизатор, который с помощью рсзинометаллических шарниров соединяет передний мост и кронштейн лонжерона рамы.
Задняя зависимая подвеска автомобиля ГАЗ-53 имеет две основные рессоры с дополнительными рессорами (подрессорниками), расположенными вдоль лонжеронов рамы в задней части автомобиля.

Основная задняя рессора прикреплена к раме, так же как и передняя рессора, с помощью нижней и верхней резиновых опор. Передний конец рессоры упирается в дополнительный торцевой упор. Нагрузка на дополнительную рессору передается через кронштейны, закрепленные на лонжеронах.

Устройство подвески Макферсон

К преимуществам устройства подвески Макферсон
можно отнести небольшое число

У ненагруженного автомобиля при небольшом прогибе задних рессор силы передаются только основными рессорами, а между кронштейнами дополнительной рессоры и ее концами остается зазор, уменьшающийся по мере увеличения нагрузки. При полной нагрузке в работу вступает дополнительная рессора, упругость которой может меняться, так как концы верхнего листа рессоры скользят по выпуклым опорам и длина рабочей части рессоры по мере ее прогиба уменьшается.

Боковое смещение листов основной рессоры предотвращают четыре хомута, а дополнительной — два хомута. Основная и дополнительная рессоры соединены с задним мостом с помощью накладки и стремянок.
Для повышения долговечности листы рессор подвергаются дробеструйной обработке. Большое трение между рессорными листами делает подвеску излишне жесткой, поэтому все листы передних и задних рессор смазываются графитовым смазочным материалом, уменьшающим трение и предохраняющим их от коррозии.

В некоторых автомобилях рессоры крепятся по-другому — на их передних концах с помощью болтов и стремянок закрепляются съемные ушки, которыми рессоры закреплены в кронштейнах пальцами. Задние рессоры могут свободно перемешаться между опорными сухарями и втулками в кронштейнах. В задней зависимой подвеске ведущего моста легковых автомобилей упругим элементом служат спиральные пружины, установленные в чашках на балке моста и через резиновые вибро изолирующие прокладки на кузове.

Ограничители хода сжатия установлены соосно пружинам.

Имеется дополнительный резиновый буфер, предотвращающий жесткие удары передней части картера главной передачи о кузов при больших прогибах подвески в сочетании с поворотом моста, благодаря податливости резиновых втулок крепления штанг при интенсивном разгоне автомобиля.
Направляющим устройством являются две верхние, две нижние и поперечная штанги (тяги), установленные между мостом и кузовом и закрепленные в резинометаллических шарнирах. Продольные штанги, работая совместно, воспринимают продольные силы. Поперечная штанга уравновешивает только боковые силы. Верхние штанги короче нижних, причем длины штанг и их соотношение подобраны таким образом, чтобы обеспечить стабильную работу заднего карданного шарнира и шлицевого соединения карданного вала.

Задняя зависимая подвеска:

1— распорная втулка; 2— резиновая втулка; 3 — нижняя продольная штанга; 4 — нижняя изолирующая прокладка пружины; 5 — нижняя опорная чашка пружины; 6 — буфер хода сжатия; 7 — болт крепления верхней продольной штанги; 8 — кронштейн крепления верхней продольной штанги; 9 — пружина подвески; 10 — верхняя чашка пружины; 11 — верхняя изолирующая прокладка пружины; 12 — опорная чашка пружины; 13 — тяга рычага привода регулятора давления; 14 — резиновая втулка проушины амортизатора; 15 — поперечина пола кузова; 16 — дополнительный буфер хода сжатия; 17 — верхняя продольная штанга; 18 — кронштейн крепления поперечной штанга к кузову; 19 — кронштейн крепления продольной штанги к кузову; 20 — регулятор давления задних тормозных механизмов; 21 — рычаг привода регулятора давления; 22— обойма опорной втулки рычага; 23 — опорная втулка рычага; 24 — поперечная штанга; 25 — амортизатор.

Верхние и нижние штанги наклонены относительно друг друга так, что их оси пересекаются перед осью колес, образуя мгновенный центр продольного качения подвески, что обеспечивает при торможении автомобиля «антиклевковый эффект». Амортизаторы установлены с наклоном во внутрь в поперечной и вертикальной плоскостях и оказывают некоторое сопротивление относительному перемещению моста и кузова под действием боковых сил.

Устройство независимой подвески

Установка задней зависимой подвески:

1 — лонжерон кузова; 2 — кронштейн поперечной штанги; 3 — балка заднего моста.

Подвеска автомобиля

Подвеска автомобиля

Даже если ваш автомобиль оснащен захватывающими функциями и новейшими технологиями, нет ничего более важного, чем поддержание комфортной езды, способность двигаться по прямой или останавливаться по команде . За все это отвечает система подвески вашего автомобиля, которая обеспечивает вашу безопасность на дороге.

Независимо от того, какой тип подвески может быть встроен в ваш автомобиль, цель у них у всех одна – обеспечить плавность хода по любой местности, улучшить управляемость на поворотах и обеспечить необходимое сцепление шин с дорогой. Давайте посмотрим, как работает подвесная система.

Как работает система подвески?

Система подвески вашего автомобиля действует как подушка для защиты от выбоин, неровностей дороги или других неровностей местности. Каждый раз, когда ваш автомобиль наезжает на кочку, энергия проходит через шины и колеса. Большая часть этой энергии поглощается вашей подвеской, поэтому энергия, которую вы чувствуете с места водителя, очень минимальна. Без вашей подвески сила каждого удара заставила бы вас подпрыгивать повсюду.

Ваша подвеска также обеспечивает устойчивость автомобиля при выполнении поворотов. Всякий раз, когда вы завершаете поворот, создается сила, которая в противном случае сбила бы ваш автомобиль с центра. Поскольку кузов автомобиля наклоняется в одну сторону при повороте, система подвески смещается, чтобы компенсировать это, уменьшая крен кузова и удерживая шины на дороге. Ваша подвеска также обеспечивает стабилизацию при ускорении или торможении, поскольку во время этих движений вес вашего автомобиля смещается. Это работает за счет уменьшения подъемной силы, создаваемой передней или задней частью автомобиля при резком ускорении или торможении. Без этого ваша тормозная мощность была бы значительно снижена при резком торможении.

Детали подвески автомобиля

Существует несколько различных видов деталей, входящих в систему подвески. Система подвески включает в себя раму автомобиля, систему рулевого управления, колеса и шины. К основным компонентам подвески автомобиля относятся пружины, амортизаторы и стабилизаторы поперечной устойчивости.

Пружины

Пружины являются краеугольным камнем подвески вашего автомобиля. Их работа состоит в том, чтобы поддерживать вес транспортного средства, предотвращать опускание транспортного средства и обеспечивать пространство для движения колес. Существует несколько различных типов пружин, которые могут быть включены в вашу систему подвески.

Винтовая пружина

Винтовая пружина является наиболее распространенным типом пружин, используемых в подвеске. Это простой компонент — просто кусок стали, намотанный в виде катушки. Он будет сжиматься и расширяться, когда вы едете по неровностям или другой пересеченной местности.

Листовая рессора

Листовая рессора состоит из множества металлических «листьев», которые сложены вместе, образуя единый пружинный компонент. Это позволяет поддерживать больший вес без увеличения дорожного просвета автомобиля. Листовые рессоры распространены в грузовиках и некоторых высокопроизводительных транспортных средствах, таких как спортивные автомобили.

Пневматическая рессора

Пневморессоры представляют собой заполненные воздухом цилиндры, расположенные между рычагом подвески и кузовом автомобиля. Резиновый компрессор наполняет пружину воздухом, который поддерживает автомобиль. Воздух поглощает энергию колес, уменьшая тряску. Во многих роскошных автомобилях пневматические рессоры иногда можно регулировать изнутри автомобиля, чтобы изменить высоту дорожного просвета во время движения.

Гидравлическая пружина

Гидравлические пружины приводятся в действие гидравлической жидкостью, которая подается насосом. Жидкость действует как подушка, поглощая силу от неровностей и канавок на дороге. Гидравлические рессоры, обычно встречающиеся на автомобилях более высокого класса, также могут сопровождаться небольшими компьютерами, которые при необходимости регулируют высоту дорожного просвета.

Торсион

Пружины торсиона используются в более крупных транспортных средствах, таких как внедорожники или пикапы. Торсионы — это длинные куски металла, которые одним концом крепятся к рычагу управления или оси, а другим — к кузову автомобиля. Когда вы наезжаете на неровность, руль скручивается, поглощая энергию неровности и обеспечивая плавность хода.

Демпферы

Поскольку пружины будут расширяться и сжиматься с такой высокой скоростью, для управления их движением необходимы компоненты, известные как демпферы. Существует два типа демпфирующих компонентов: амортизаторы и стойки.

Амортизаторы

Амортизаторы контролируют отскок и сжатие пружинных компонентов. Они гарантируют, что ваши шины никогда не оторвутся от земли во время движения. Амортизаторы обычно расположены рядом с каждой пружиной, но это может варьироваться в зависимости от модели и типа автомобиля. Амортизаторы также содержат поршни, заключенные в трубки, заполненные гидравлической жидкостью. Когда амортизатор движется вверх и вниз, жидкость циркулирует вокруг поршня, контролируя демпфирующую способность амортизатора и обеспечивая плавность хода.

Стойки

Стойка представляет собой комбинацию спиральной пружины и амортизатора в одном компоненте. Амортизатор соединен внутри винтовой пружины, что позволяет снимать и заменять его как единое целое. Стойки используются во многих типах автомобилей и имеют значительное преимущество благодаря своей компактности и экономичности.

Стабилизатор поперечной устойчивости

Стабилизатор поперечной устойчивости, также называемый стабилизатором поперечной устойчивости, соединяет подвеску и раму автомобиля и играет большую роль в поддержании устойчивости. Каждый конец стабилизатора поперечной устойчивости может также соединяться с рычагами управления. Благодаря всем этим соединениям стабилизатор помогает предотвратить крен кузова и сохраняет целостность внутренних компонентов при выполнении поворота. Большинство новых автомобилей будут иметь два стабилизатора поперечной устойчивости: один спереди и один сзади.

Активная подвеска

Активная подвеска просто относится к системам подвески, которые включают компьютеры и датчики для оптимальной работы. Активная подвеска, как правило, улучшает работу ваших стоек и амортизаторов с помощью компьютерного управления, и часто вы сможете настроить такие параметры, как высота дорожного просвета, с помощью элементов управления внутри автомобиля.

Типы систем подвески

Существует два основных типа систем подвески транспортных средств: независимая и зависимая системы подвески. Ваш автомобиль также может иметь подвеску, установленную спереди, сзади или на обоих, а также может использовать два разных типа систем.

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска, установленная в передней части автомобиля, обычно используется в старых автомобилях, а задняя зависимая подвеска распространена на грузовиках и большегрузных транспортных средствах. Этот тип подвески включает в себя стандартные амортизаторы с листовыми, спиральными или торсионными пружинами. Такая компоновка придает подвеске большую прочность и проходимость по бездорожью.

Независимая система подвески

Передняя независимая подвеска является наиболее распространенным типом настройки подвески, с которой вы столкнетесь на большинстве автомобилей. Их называют системами независимой подвески, потому что они позволяют каждому из колес двигаться независимо друг от друга — без оси, соединяющей их друг с другом. Эта разновидность подвески компактна, легка и обеспечивает плавность хода. Задняя версия независимой подвески работает таким же образом, с той лишь ключевой разницей, что она не содержит компонентов рулевого управления, как передняя версия. Они также отлично справляются с изоляцией ударов одного колеса в любой момент времени, сводя к минимуму воздействие, которое ощущается изнутри автомобиля.

Обслуживание подвески автомобиля

Амортизаторы, стойки и пружины со временем изнашиваются медленно. Важно, чтобы ваша подвеска проверялась специалистом по уходу за автомобилем во время регулярных проверок, чтобы следить за износом этих важных деталей. Лучший способ запланировать техническое обслуживание подвески автомобиля — записаться на прием через CarAdvise. CarAdvise упрощает услуги бронирования и гарантирует, что вы каждый раз будете платить меньше, чем цена в магазине!

Анализ результатов экспериментов по выбору рессорных элементов передней подвески четырехосного грузового автомобиля

2022 18 февраля; 15 (4): 1539.

дои: 10.3390/ma15041539.

Мариуш Станько ¹ , Марцин Ковальчик ¹

принадлежность

¹ Кафедра проектирования и исследований машин и транспортных средств, Факультет машиностроения, Вроцлавский университет науки и технологий, 50-370 Вроцлав, Польша.

PMID: 35208077
PMCID: PMC8874943
DOI: 10.3390/ma15041539

Бесплатная статья ЧВК

Мариуш Станько и др. Материалы (Базель). 2022 .

Бесплатная статья ЧВК

. 2022 18 февраля; 15 (4): 1539.

дои: 10.3390/ma15041539.

Авторы

Мариуш Станько ¹ , Марцин Ковальчик ¹

принадлежность

¹ Кафедра проектирования и исследований машин и транспортных средств, Факультет машиностроения, Вроцлавский университет науки и технологий, 50-370 Вроцлав, Польша.

PMID: 35208077
PMCID: PMC8874943
DOI: 10. 3390/ma15041539

Абстрактный

Большинство спецавтомобилей на дорогах общего пользования и бездорожье оснащены различными системами подвески. Подвески, используемые в грузовых автомобилях, предназначены для поглощения энергии, возникающей в результате преодоления неровностей грунта. Эти подвески делятся на зависимые и независимые. Знание нагрузок, возникающих при движении автомобиля, в основном по бездорожью, имеет решающее значение с точки зрения сцепления и усталостной долговечности системы подвески. В случае четырехосных автомобилей с 2+2 осями, у которых первые две оси оснащены зависимой подвеской на листовых рессорах, нагрузку может нести только одна ось. В данной статье предпринята попытка проанализировать результаты экспериментальных испытаний, проведенных на автомобиле в условиях дорог с неустойчивым покрытием, таких как грунтовые дороги, гравийные дороги и бездорожье. Представлен анализ оценки усталостной долговечности с использованием эквивалентных значений напряжения. Также было определено, как использование компенсаторов передних мостов в испытуемом автомобиле влияет на их усталостную долговечность.

Ключевые слова: результаты экспериментов с передней подвеской; четырехосный грузовик; параболическая листовая рессора.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цифры

Рисунок 1

Вид на подвеску…

Рисунок 1

Вид подвески испытуемого автомобиля.

Рисунок 1

Вид подвески испытуемого автомобиля.

Рисунок 2

Характеристики жесткости пружины с…

Рисунок 2

Характеристики жесткости пружины с буферами.

фигура 2

Характеристики жесткости пружины с буферами.

Рисунок 3

Определенные силы асимметричного…

Рисунок 3

Определенные силы несимметричного загружения на первой и второй оси…

Рисунок 3

Определенные силы несимметричного загружения в системах подвески первой и второй осей.

Рисунок 4

Точки измерения на элементах…

Рисунок 4

Точки замера на элементах подвесной системы первого и…

Рисунок 4

Точки измерения на элементах системы подвески первой и второй оси.

Рисунок 5

Просмотр разработанных контрольных точек…

Рисунок 5

Вид разработанных контрольных точек ( a ) на листовой рессоре; (…

Рисунок 5

Вид разработанных контрольных точек ( и ) на листовой рессоре; ( b ) на стабилизаторе поперечной устойчивости.

Рисунок 6

Значение сигналов после преобразования…

Рисунок 6

Осциллограммы значений после преобразования выбранных дорожек измерений.

Рисунок 6

Осциллограммы значений после преобразования выбранных дорожек измерений.

Рисунок 7

Кривые напряжения в точке C…

Рисунок 7

Кривые напряжения в точке C 1: ( a ) вся кривая; ( б…

Рисунок 7

Кривые напряжения в точке C 1: ( a ) вся кривая; ( b ) увеличенная кривая — 400 с измерения.

Рисунок 8

Симметричное и асимметричное распределение напряжений…

Рисунок 8

Симметричное и асимметричное распределение напряжения обеих осевых пружин и соответствующие номера…

Рисунок 8

Симметричное и асимметричное распределение напряжения пружин обеих осей и соответствующее количество циклов ( a ) переменного напряжения ( b ) диапазонов напряжения.

Рисунок 9

Сравнение вероятностей…

Рисунок 9

Сравнение вероятностей возникновения случаев с соответствующими диапазонами напряжений для…

Рисунок 9

Сравнение вероятностей возникновения случаев с соответствующими диапазонами напряжений для обеих осей для симметричных и асимметричных примеров.

Рисунок 10

Кривая напряжения для точки C…

Рисунок 10

Форма волны напряжения для точки C 1 вместе с симметричными напряжениями σ _{M 1…}

Рисунок 10

Форма волны напряжения для точки C 1 вместе с симметричными напряжениями σ _{M 1} и асимметричными напряжениями σD1.

Рисунок 11

Кривые усталости стали 51 CrV4…

Рисунок 11

Кривые усталости стали 51 CrV4 для R = 0 и характеристика…

Рисунок 11

Кривые усталости стали 51ХВ4 для R = 0 и характеристика (красный цвет), принятая на основании проведенных испытаний (красный цвет).

Рисунок 12

Изменение максимального напряжения σ…

Рисунок 12

Изменение максимального напряжения σ _max при постоянном числе циклов для различных…

Рисунок 12

Изменение максимального напряжения σ _max при постоянном числе циклов для различных значений k .

Рисунок 13

Количество циклов и усталость…

Рисунок 13

Количество циклов и усталостная износостойкость листовых рессор оси I.

Рисунок 13

Количество циклов и усталостная долговечность листовых рессор оси I.

Рисунок 14

Функция распределения диапазонов напряжений…

Рисунок 14

Функция распределения диапазонов напряжений P, эквивалентное значение для точки C 1 и…

Рисунок 14

Функция распределения диапазонов напряжений P, эквивалентное значение для точки C 1 и распределение коэффициента асимметрии цикла R.

Рисунок 15

Распределение напряжения в листовых рессорах.

Рисунок 15

Распределение напряжения в листовых рессорах.

Рисунок 15

Распределение напряжения в листовых рессорах.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Цитируется

Характеристика усталостной надежности модели повреждения от эффективной деформации с использованием распределения экстремальных значений для условий дорожной нагрузки.
Абдулла Л., Карам Сингх С. С., Абдулла С., Ариффин А.К., Зайнал С.М. Абдулла Л. и др. Материалы (Базель). 2023 3 января; 16 (1): 456. дои: 10.3390/ma16010456. Материалы (Базель). 2023. PMID: 36614795 Бесплатная статья ЧВК.