Конструктивные составляющие автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

38

1. Назначение, характеристика, устройство и принцип действия ходовой части

подвеска автомобиль амортизатор

Назначение:

Подвеска автомобиля предназначена для обеспечения упругой связи между колесами и кузовом автомобиля за счет восприятия действующих сил и гашения колебаний. Подвеска входит в состав ходовой части автомобиля.

Общее устройство:

· направляющий элемент;

· упругий элемент;

· гасящее устройство;

· стабилизатор поперечной устойчивости;

· опора колеса;

· элементы крепления.

Направляющие элементы обеспечивают соединения и передачу сил на кузов автомобиля. Направляющие элементы определяют характер перемещения колес относительно кузова автомобиля. В качестве направляющих элементов используются всевозможные рычаги: продольные, поперечные, сдвоенные и др.

Упругий элемент воспринимает нагрузки от неровности дороги, накапливает полученную энергию и передает ее кузову автомобиля. различают металлические и неметаллические упругие элементы. Металлические упругие элементы представлены пружиной, рессорой и торсионом.

В подвесках легковых автомобилей широко используются витые пружины, изготовленные из стального стержня круглого сечения. Пружина может иметь постоянную и переменную жесткость. Цилиндрическая пружина, как правило, постоянной жесткости. Изменение формы пружины (применение металлического прутка переменного сечения) позволяет достичь переменной жесткости.

Листовая рессора применяется на грузовых автомобилях.

Торсион представляет собой металлический упругий элемент, работающий на скручивание.

К неметаллическим относятся резиновые, пневматические и гидропневматические упругие элементы. Резиновые упругие элементы (буферы, отбойники) используются дополнительно к металлическим упругим элементам.

Работа пневматических упругих элементов основана на упругих свойствах сжатого воздуха. Они обеспечивают высокую плавность хода и возможность поддержания определенной величины дорожного просвета.

Гидропневматический упругий элемент представлен специальной камерой, заполненной газом и рабочей жидкостью, разделенных эластичной перегородкой.

Гасящее устройство (амортизатор) предназначено для уменьшения амплитуды колебаний кузова автомобиля, вызванных работой упругого элемента. работа амортизатора основана на гидравлическом сопротивлении, возникающем при протекании жидкости из одной полости цилиндра в другую через калибровочные отверстия (клапаны).

Различают следующие конструкции амортизаторов: однотрубные (один цилиндр) и двухтрубные (два цилиндра). Двухтрубные амортизаторы короче однотрубных, имеют большую область применения, поэтому шире используются на автомобиле.

У однотрубных амортизаторов рабочая и компенсационная полости расположены в одном цилиндре. Изменение объема рабочей жидкости, вызванные температурными колебаниями, компенсируются за счет объема газовой полости.



Рис.1 - Схема однотрубного газонаполненного амортизатора

1) клапан сжатия

2) разделительный поршень

3) газовая полость

4) клапан отдачи

5) поршень

6) полость с рабочей жидкостью

7) шток поршня

Рис.2 - Схема двухтрубного газонаполненного амортизатора

1) газовая полость

2) компенсационная полость

3) полости рабочего цилиндра

4) донные клапаны

5) поршневые клапаны

6) поршень

7) цилиндр

8) корпус

9) шток поршня

Двухтрубный амортизатор включает две, расположенные одна в другой, трубы.

Внутренняя труба образует рабочий цилиндр, а внешняя - компенсационную полость.

В ряде конструкций амортизаторов предусмотрена возможность изменения демпфирующих свойств:

· ручная регулировка клапанов перед установкой амортизатора на автомобиль;

· применение электромагнитных клапанов с изменяемой площадью калибровочных отверстий;

· изменение вязкости рабочей жидкости за счет воздействия электромагнитного поля.

В отличие от амортизаторов, стойки - значимая структурная часть подвески. Стойки выполняют два важные задачи. Во-первых, они действуют как демпфер при сжатии и расширении пружин. Во-вторых, стойки оказывают структурную поддержку для подвески автомобиля, поддерживают пружину и держат ровно колеса машины.

Стабилизатор поперечной устойчивости противодействует увеличению крена при повороте за счет перераспределения веса по колесам автомобиля. Стабилизатор представляет собой упругую штангу, соединенную через стойки с элементами подвески. Стабилизатор может устанавливаться на переднюю и заднюю ось.

Опора колеса (для передней оси - поворотный кулак) воспринимает усилия от колеса и распределяет их на другие элементы подвески (рычаги, амортизатор).

Элементы подвески соединяются между собой и с кузовом автомобиля с помощью элементов крепления. В подвеске используются, в основном, три вида креплений:

· жесткое болтовое соединение;

· соединение с помощью эластичных элементов (резино-металлические втулки, сайлент-блоки);

· шаровой шарнир (шаровая опора).

Эластичные элементы используются для присоединения элементов подвески к кузову и в отдельных случаях к опоре колеса. Соединение с кузовом осуществляется через подрамник. Эластичные элементы гасят вибрации определенной частоты и, тем самым, снижают уровень шума в подвеске.

Шаровой опорой называется вид шарнирного соединения, который за счет степени свободы обеспечивает правильную геометрию поворота ведущих колес. Шаровая опора устанавливается на нижнем рычаге передней подвески, а также на конце тяги рулевого механизма. Для удобства эксплуатации шаровые опоры делают съемными.

Типы подвесок автомобиля

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска объединяет колеса жесткой балкой, и образует так называемый мост автомобиля. Перемещение одного из колес в поперечной плоскости передается другому колесу. Зависимая подвеска вследствие своей простоты имеет высокую надежность.

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;

· подвеска с направляющими рычагами.

Рис - Схема зависимой подвески на продольных рессорах

На примере задней подвески автомобиля Dodge Ram (2010)

1. рессора;

2. хомут;

3. балка моста;

4. амортизатор;

5. стремянка;

6. эластичная опора;

7. ступица колеса;

8. качающаяся серьга

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.

Рис. - Схема зависимой подвески с направляющими рычагами

На примере задней подвески автомобиля Dodge Ram (2009)

1. витая пружина;

2. верхний продолльный рычаг;

3. нижний продольный рычаг;

4. балка моста;

5. амортизатор;

6. ступица колеса;

7. стабилизатор поперечной устойчивости;

8. поперечный рычаг (тяга Панара)

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:

· механизм Уатта;

· 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.

Рис - Схема подвески Де Дион:

1. амортизатор;

2. витая пружина;

3. приводной вал;

4. тормозной диск;

5. дифференциал, закрепленный на раме;

6. задний рычаг;

7. шлицевая муфта;

8. поперечный рычаг;

9. неразрезная балка;

10. верхний рычаг.

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. Ввидувысокой стоимости подвеска Де Дион применяется достаточно редко, в основном на спортивных автомобилях.

Независимая подвеска

В независимой подвеске связь между колесами отсутствует. Колеса перемещаются в поперечной плоскости независимо друг от друга, чем достигается значительное снижение неподрессоренных масс и повышение плавности хода. На современных легковых автомобилях независимая подвеска используется в качестве основной конструкции передней и задней подвесок.

Различают следующие виды независимых подвесок:

· подвеска на двойных поперечных рычагах;

· подвеска МакФерсон;

· многорычажная подвеска;

· подвеска на продольных рычагах;

· торсионная подвеска.

Подвеска на двойных поперечных рычагах

· С момента своего создания в 1935 году подвеска на двойных поперечных рычагах считается конструкторами идеальным видом независимой подвески, т.к. обеспечивает постоянный контроль за характером движения колеса. Двойные поперечные рычаги подвески всегда поддерживают колесо перпендикулярно поверхности дороги, чем достигает высокая управляемость автомобиля.

· Подвеска на двойных поперечных рычагах может применяться на передней и задней оси автомобиля. Подвеска используется в качестве передней подвески на многих спортивных автомобилях (Ferrari, TVR, Lotus), седанах представительского и бизнес класса (Mercedes-Benz, BMW, Honda, Alfa Romeo).

· На задней оси автомобиля подвеска на двойных поперечных рычагах используется редко. В силу своей конструкции подвеска занимает значительный объем при установке и уменьшает объем багажника. С другой стороны применение подвески на задней оси приводит к избыточной управляемости (отклонению задних колес в противоположную к повороту сторону) и потере контроля над автомобилем.

Рис. - Схема подвески на двойных поперечных рычагах

1) верхний поперечный рычаг

2) амортизатор

3) пружина

4) приводной вал

5) рулевая тяга

6) нижний поперечный рычаг

Конструкция подвески на двойных поперечных рычагах включает два поперечных рычага, пружину и амортизатор.

Рычаг может иметь U-образную или L-образную форму. Каждый из рычагов имеет две точки крепления к кузову автомобиля и одну к поворотному кулаку. Крепление к кузову осуществляется с помощью резинометаллических втулок - сайлентблоков, которые противостоят продольным нагрузкам при ускорении и торможении. Крепление рычагов к поворотному кулаку производится посредством шаровых шарниров - т.н. шаровых опор.

Верхний рычаг, как правило, имеет меньшую длину, что дает отрицательный угол развала колеса при сжатии и положительный - при растяжении (отбое). Данное свойство придает дополнительную устойчивость автомобилю при прохождении поворотов, оставляя колесо перпендикулярным дороге независимо от положения кузова.

Пружина и амортизатор в подвеске на двойных поперечных рычагах выполнены соосно. Амортизатор верхней частью крепиться к кузову автомобиля, нижней - шарнирно к нижнему поперечному рычагу.

Несмотря на все преимущества, подвеска на двойных поперечных рычагах имеет ряд существенных недостатком, среди которых сложность конструкции и связанная с ней трудоемкость обслуживания, значительные геометрические размеры. Этих недостатков лишена подвеска МакФерсона, в которой верхний поперечных рычаг заменен на амортизаторную стойку.

Дальнейшим развитием подвески на двойных поперечных рычагах является и многорычажная подвеска. В ней сдвоенные поперечные рычаги разделены на отдельные рычаги, при этом один из нижних рычагов выполнен продольно оси автомобиля. Это позволило избавиться от отрицательного угла развала задних колес, добиться эффекта подруливания в поворотах и, тем самым, повысить управляемость автомобиля.

Наибольшее распространение на легковых автомобилях получили следующие виды подвесок:

· на передней оси - подвеска МакФерсон;

· на задней оси - многорычажная подвеска.



Подвеска МакФерсон (McPherson)

Подвеска МакФерсон (McPherson) является самым распространенным видом независимой подвески, который применяется на передней оси автомобиля. По своей конструкции подвеска МакФерсон является развитием подвески на двойных поперечных рычагах, в которой верхний поперечный рычаг заменен на амортизаторную стойку.

Благодаря компактности конструкции подвеска McPherson широко используется на переднеприводных легковых автомобилях, так как позволяет поперечно разместить двигатель и коробку передач в подкапотном пространстве. К другим преимуществам данного типа подвески относятся простота конструкции, а также большой ход подвески, препятствующий пробоям.

Вместе с тем, конструктивные особенности подвески (шарнирное крепление амортизаторной стойки, большой ход) приводят к значительному изменению развала колес (угла наклона колеса к вертикальной плоскости). По этой причине данный тип подвески не применяется на спортивных автомобилях и автомобилях премиум-класса.

Рис.

Подвеска МакФерсон имеет следующее устройство:

· подрамник;

· поперечный рычаг;

· поворотный кулак;

· амортизаторная стойка;

· стабилизатор поперечной устойчивости.

Рис. -Схема подвески МакФерсон

1) шаровая опора;

2) ступица;

3) тормозной диск;

4) защитный кожух;

5) поворотный рычаг;

6) нижняя опорная чашка;

7) пружина подвески;

8) защитный чехол телескопической стойки;

9) буфер сжатия;

10) верхняя опорная чашка;

11) подшипник верхней опоры;

12) верхняя опора стойки;

13) гайка штока;

14) шток;

15) опора буфера сжатия;

16) телескопическая стойка;

17) гайка;

18) эксцентриковый болт;

19) поворотный кулак;

20) вал привода переднего колеса;

21) защитный чехол шарнира;

22) наружный шарнир вала;

23) нижний рычаг.

Подрамник является несущим элементом подвески. Он крепится к кузову автомобиля с помощью резинометаллических опор - сайлентблоков. Применение резинометаллических элементов в конструкции подвески позволяют уменьшить вибрации и снизить шум. На некоторых автомоблиях предусмотрено жесткое крепление подрамника к кузову. К подрамнику крепятся опоры поперечного рычага, стабилизатор поперечной устойчивости, устанавливается рулевой механизм.

На подрамник с двух сторон крепятся поперечные рычаги (рычаг правого и левого колес). Каждый поперечный рычаг соединяется с подрамником в двух местах с помощью резиновых втулок. Двойное крепление рычага обеспечивает необходимую жесткость в продольном направлении. Другим концом поперечный рычаг через шаровую опору соединен с поворотным кулаком.

Поворотный кулак обеспечивает поворот колеса за счет шарнирного соединения с рулевой тягой. В верхней части поворотный кулак поворотный кулак закреплен на амортизаторной стойке с помощью клеммового соединения. В нижней части кулак соединен с поперечным рычагом. Дополнительным рычагом выступает наконечник рулевого механизма, соединенный с поворотным кулаком шаровой опорой. В поворотном кулаке размещены подшипниковый узел и тормозной суппорт. Подшипниковый узел включает ступицу колеса и ступичный подшипник.

Амортизаторная стойка объединяет упругий элемент (пружину) и амортизатор. Металлическая пружина расположена соосно с амортизатором и закреплена на стойке. Для изменения линейной характеристики упругости пружины соосно с ней устанавливается буфер сжатия. В нижней части стойка соединена с поворотным кулаком. В верхней части она крепится к брызговику крыла с помощью резиновой втулки.

Стабилизатор поперечной устойчивости обеспечивает снижение боковых кренов автомобиля. Стабилизатор устанавливается в подрамнике посредством двух опор. Концы стабилизатора соединены с амортизаторными стойками с помощью соединительных штанг (стоек) с шарнирными наконечниками.

Многорычажная подвеска

Многорычажная подвеска (Multilink) в настоящее время является самым распространенным видом подвески, который применяется на задней оси легкового автомобиля. Многорычажная подвеска устанавливается как на переднеприводные, так и на заднеприводные автомобили.

Данный тип подвески используется также на передней оси автомобиля, например на некоторых моделях автомобилей Audi.

Основными преимуществами многорычажной подвески, обусловленными ее конструкцией, являются высокая плавность хода, низкий уровень шума, лучшая управляемость. Вместе с тем, подвеска достаточно дорога и сложна в изготовлении и установке.

Многорычажная подвеска является дальнейшим развитием подвески на двойных поперечных рычагах. Если каждый из поперечных рычагов разделить на две части (два отдельных рычага) получиться простейшая многорычажная подвеска.

В многорычажной подвеске для крепления ступицы колеса используется не менее четырех рычагов, что обеспечивает независимую продольную и поперечную регулировки колеса. В современных конструкциях многорычажных подвесок наряду с поперечными рычагами используются продольные рычаги.

Рис.

Многорычажная подвеска имеет следующее устройство:

· подрамник;

· поперечные рычаги;

· продольный рычаг;

· ступичная опора;

· амортизатор;

· пружина;

· стабилизатор поперечной устойчивости.



Рис. - Схема многорычажной подвески

1. подрамник;

2. стабилизатор поперечной устойчивости;

3. стойка стабилизатора поперечной устойчивости;

4. продолный рычаг;

5. ступица колеса;

6. верхний поперечный рычаг;

7. передний нижний поперечный рычаг;

8. задний нижний поперечный рычаг;

9. корпус опоры колеса;

10. амортизатор;

11. винтовая пружина;

12. узел регулировки схождения.

Подрамник является несущим элементом подвески. К подрамнику через резинометаллические втулки крепятся поперечные рычаги.

Поперечные рычаги соединены со ступичной опорой и обеспечивают ее положение в поперечной плоскости. В конструкции подвески может использоваться от трех до пяти поперечных рычагов. Стандартная конструкция многорычажной подвески включает три поперечных рычага:

· верхний;

· передний нижний;

· задний нижний.

Верхний рычаг служит для передачи поперечных усилий и связывает корпус опоры колеса с подрамником. Передний нижний рычаг определяет схождение колеса. Задний нижний рычаг воспринимает вес кузова, который передается на рычаг через пружину.

Продольный рычаг выполняет функцию ведения колеса в продольном направлении. Продольный рычаг с помощью опоры крепится к кузову автомобиля. С другой стороны рычаг соединен со ступичной опорой. На каждое из колес приходится свой продольный рычаг.

Ступичная опора (корпус опоры колеса) является основанием для размещения ступичного подшипника и крепления колеса. Подшипник закрепляется на опоре болтом.

Для восприятия нагрузок в подвеске установлена винтовая пружина. Пружина опирается на задний нижний поперечный рычаг.

Амортизатор обычно расположен отдельно от пружины. Он соединен со ступичной опорой.

В конструкции многорычажной подвески используется стабилизатор поперечной устойчивости, который снижает крены кузова автомобиля при прохождении поворотов и обеспечивает необходимое сцепление задних колес с дорогой. Штанга стабилизатора закрепляется с помощью резиновых опор на подрамнике. Специальные тяги обеспечивают соединение штанги со ступичными опорами.

На некоторых дорогих внедорожных автомобилях устанавливается пневматическая подвеска, в которой используются пневматические упругие элементы. Особое место в конструкции подвесок занимает гидропневматическая подвеска, разработанная фирмой Citroen. Конструкция пневматической и гидропневматической подвески построена на известных типах подвесок.



Гидропневматическая подвеска

Гидропневматическая подвеска - вид подвески, в котором используются гидропневматические упругие элементы. В конструкции современной гидропневматической подвески предусмотрено автоматическое изменение характеристик, т.е. она является активной подвеской.

Впервые гидропневматическая подвеска была применена на автомобилях Citroen в 1954 году. В настоящее время на автомобилях Citroen устанавливается гидропневматическая подвеска Hydroactive третьего поколения. Гидропневматическая подвеска применяется также на автомобилях Mercedes, Rolls-Royce и др.

Основными преимуществами гидропневматической подвески являются высокая плавность хода, возможность регулировки положения кузова относительно дорожного покрытия, эффективное гашение колебаний, адаптация к стилю вождения конкретного человека. Сложность и высокая стоимость являются сдерживающими факторами широкого применения данного типа подвески. Гидропневматическая подвеска используется совместно с другими типами подвесок. Так, на автомобиле Citroen C5 гидропневматическая подвеска на передней оси интегрирована с подвеской МакФерсон, а на задней оси с многорычажной подвеской . Гидропневматическая подвеска имеет следующее устройство:

· гидропневматические упругие элементы;

· гидравлические цилиндры;

· амортизаторные клапаны;

· регуляторы жесткости;

· регуляторы положения кузова;

· электромагнитный клапан;

· предохранительный клапан-распределитель;

· система управления.



Рис - Схема гидропневматической подвески

На примере подвески передней оси

1. предохранительный клапан-распределитель;

2. регулятор положения кузова;

3. электромагнитный клапан;

4. регулятор жесткости;

5. гидравлический цилиндр;

6. основной гидропневматический упругий элемент;

7. дополнительный гидропневматический упругий элемент;

8. основной амортизаторный клапан;

9. дополнительный амортизаторный клапан.

Гидропневматический упругий элемент представляет собой металлическую сферу, которая внутри разделена эластичной мембраной. Над мембраной находится сжатый газ - азот, под мембраной - специальная жидкость. Жидкость передает давление в системе, а газ выступает упругим элементом.

На автомобилях Citroen устанавливается по одному упругому элементу на каждое колесо и по одной дополнительной «сфере» на каждую ось. Применение дополнительных упругих элементов значительно расширяет параметры регулирования жесткости подвески.

Гидравлические цилиндры предназначены для нагнетания жидкости в упругие элементы и регулирования высоты положения кузова относительно дорожного покрытия. Гидроцилиндр снабжен поршнем, шток которого соединен с соответствующим рычагом подвески.

Для гашения колебаний в конструкции подвески предусмотрены основные и дополнительные амортизаторные клапаны. Величина открытия амортизаторных клапанов регулируется электронной системой управления.

Регуляторы жесткости обеспечивают согласованную работу упругих элементов. Регуляторы положения кузова предназначены для управления высотой подъема кузова над полотном дороги. Электромагнитный клапан служит для переключения режимов работы подвески.

Система управления гидропневматической подвески включает следующие компоненты:

· входные датчики;

· электронный блок управления;

· исполнительные устройства.

Входные датчики преобразуют соответствующие характеристики в электрические сигналы. В гидропневматической подвеске используются следующие датчики:

· положения рулевого колеса;

· давления в тормозной системе;

· колебания кузова;

· скорости автомобиля;

· положения кузова.

На основании сигналов датчиков электронный блок управления по установленной программе воздействуют на исполнительные устройства: амортизаторные клапаны, регуляторы жесткости, регуляторы положения кузова, электромагнитный клапан.

Современная гидропневматическая подвеска обеспечивает:

· автоматическое регулирование дорожного просвета;

· автоматическое регулирование жесткости;

· принудительное изменение дорожного просвета.

Работу гидропневматической подвески обеспечивает гидравлическая система автомобиля, которая также объединяет работу тормозной системы и рулевого управления. В гидравлическую систему входят бак для хранения специальной жидкости, насос и гидроаккумулятор.

Автоматическое регулирование дорожного просвета осуществляется в зависимости от скорости движения автомобиля, качества дорожного покрытия и стиля вождения конкретного человека. Высота подъема кузова определяется объемом специальной жидкости, циркулируемой в контуре системы. Объем жидкости дозируется регулятором положения кузова. Работа гидропневматической подвески обеспечивает сохранение заданного уровня пола кузова при перемещении колес по неровному дорожному покрытию.

Автоматическое регулирование жесткости подвески производится путем регулирования величины открытия амортизаторных клапанов, а также использования дополнительных упругих элементов и амортизаторных клапанов на каждой оси. Изменение жесткости осуществляется как для отдельного упругого элемента (при повороте автомобиля), так и всей системы (при прямолинейном движении).

В конструкции гидропневматической подвески предусмотрено принудительное (ручное) изменение дорожного просвета, что в конкретных условиях обеспечивает преодоление препятствий, а также удобство погрузки (выгрузки) и уборки автомобиля.

В настоящее время многие автопроизводители оборудуют свои автомобили активной подвеской (другое наименование - адаптивная подвеска). В адаптивной подвеске предусмотрено автоматическое регулирование демпфирующей способности амортизаторов. Ряд моделей пневматической и гидропневматической подвесок являются адаптивными.

Адаптивная подвеска

Адаптивная подвеска (другое наименование активная подвеска) - подвеска, в которой степень демпфирования амортизаторов изменяется в зависимости от состояния дорожного покрытия, параметров движения и запросов водителя. В настоящее время адаптивная подвеска используется многими автопроизводителями на своих автомобилях (например, система Adaptive Chassis Control, DCC на автомобилях концерна Volkswagen). Последние конструкции пневматической подвески и гидропневматической подвески также используют адаптивные элементы.

Адаптивная подвеска включает следующие конструктивные элементы:

· регулируемые амортизаторы;

· система управления.

Регулируемые амортизаторы служат для изменения степени демпфирования подвески. Под степенью демпфирования понимается быстрота затухания колебаний, которая зависит от сопротивления амортизаторов и величины подрессоренных масс.

Регулирование осуществляется с помощью электромагнитного регулировочного клапана, в котором проходное сечение изменяется в зависимости от величины воздействующего тока. Чем больше ток, тем меньше проходное сечение клапана и соответственно выше степень демпфирования амортизатора (жесткая подвеска). С другой стороны, чем меньше ток, тем больше проходное сечение клапана, ниже степень демпфирования (мягкая подвеска). Регулировочный клапан устанавливается на каждый амортизатор. Конструктивно он может располагаться внутри или снаружи амортизатора.

Система управления обеспечивает электронное регулирование степени демпфирования амортизаторов. Она включает входные датчики, блок управления и исполнительные устройства.

В работе системы управления активной подвески используются следующие входные датчики:

· клавиша настройки демпфирования;

· датчики дорожного просвета;

· датчики ускорения кузова.

С помощью клавиши на панели приборов производится выбор режимов адаптивной подвески. Датчик дорожного просвета фиксирует величину хода подвески на сжатие и на отбой. Датчик ускорения кузова определяет ускорение кузова автомобиля в вертикальной плоскости.

Сигналы от датчиков поступают в электронный блок управления, где в соответствии с заложенной программой происходит их обработка и формирование управляющихвоздействий на исполнительные устройства - регулировочные клапаны. В работе блок управления активной подвески использует информацию и взаимодействует с блоками усилителя рулевого управления, системы управления двигателем, АКПП, систем ABS, ESP, ACC.

В конструкции адаптивной подвески обычно предусмотрено три режима работы:

· нормальный;

· спортивный;

· комфортный.

Режимы выбираются водителем в зависимости от потребности. В каждом режиме осуществляется автоматическое регулирование степени демпфирования амортизаторов в пределах параметрической характеристики.

Показания датчиков ускорения кузова характеризуют качество дорожного покрытия. Чем больше неровностей на дороге, тем активнее раскачивается кузов автомобиля. В соответствии с этим система управления настраивает степень демпфирования амортизаторов.

Датчики дорожного просвета отслеживают текущую ситуацию в движении автомобиля: торможение, ускорение, поворот. При торможении передняя часть автомобиля опускается ниже задней, при ускорении - наоборот. Для обеспечения горизонтального положения кузова регулируемая степень демпфирования передних и задних амортизаторов будет различаться. При повороте автомобиля вследствие инерционной силы одна из сторон всегда оказывается выше другой. В данном случае система управления адаптивной подвески раздельно регулирует правые и левые амортизаторы, чем достигается устойчивость при повороте.

Таким образом, на основании сигналов датчиков блок управления формирует управляющие сигналы для каждого амортизатора в отдельности, что позволяет обеспечить максимальную комфортность и безопасность для каждого из выбранных режимов.

Характеристика подвесок

Эластичная подвеска дает возможность перемещаться каждому опорному колесу относительно остова или относительно друг друга. Подвеска состоит из жестких кинематических звеньев (направляющих устройств), упругих и диссипативных (демпфирующих) элементов, например, амортизаторов. В качестве упругих элементов используют: листовые рессоры, пружины, торсионы, а также резиновые, пневматические, и гидропневматические элементы. В некоторых случаях один и тот же элемент выполняет разные функции. Так, листовая рессора может одновременно быть направляющим устройством, а гидропневматический упругий элемент -- амортизатором.

Кинематические звенья обеспечивают перемещения опорных колес по отношению к остову и определяют его характер. От устройства кинематических звеньев также зависят усилия, передаваемые на упругие элементы, и их деформация. Соответственно схеме соединения звеньев подвески делят на независимые и зависимые. При независимой подвеске каждое опорное колесо подвешивается к остову через самостоятельные кинематические звенья и упругие элементы. При зависимой подвеске между колесами существует связь: перемещение одного колеса по отношению к остову вызывает перемещение другого. Связи бывают двух видов: поперечные -- между одноименными колесами двух бортов (через неразрезные мосты) и продольные -- между опорными колесами одного борта. Зависимую подвеску с продольными связями называют балансирной. Подвески, содержащие в плоскостной схеме их элементы, называют смешанными. Подвески большинства колесных и гусеничных тракторов относятся к смешанным.

Основным параметром, определяющим свойства подвески, является полный ход (полный прогиб), равный перемещению оси колеса относительно остова по вертикали от нижнего до верхнего ограничителя хода. Полный ход подвески состоит из хода отбоя и хода сжатия. Ход отбоя -- перемещение оси колеса от нижнего ограничителя до положения, соответствующего статической нагрузке. Ход сжатия -- перемещение оси колеса от статического положения до верхнего ограничителя. Прогибы измеряют в плоскости колеса. Характеристика подвески представляет собой зависимость между вертикальным перемещением оси опорного колеса и действующей на него вертикальной нагрузкой. Характеристика подвески может быть линейной и нелинейной. Жесткостью подвески называют производную от нагрузки по перемещению.

У подвески с линейной характеристикой жесткость постоянная и выражается тангенсом угла наклона характеристики, т. е. При нелинейной характеристике жесткость различна. Так, для вогнутой характеристики жесткость возрастает с увеличением нагрузки. Жесткость на отдельных участках определяется аналитически как производная функция, если она задана уравнением, или графически как тангенс наклона касательной в каждой точке. Среди точек, выбранных для определения жесткости, обязательно должна быть точка, соответствующая статической нагрузке. Характеристика подвески может быть получена опытным путем или построена аналитически. При этом для колесного трактора возможны два вида характеристик -- с учетом и без учета упругости шины. Вследствие трения в сопряженных элементах подвески кривые ее характеристики при нагрузке и разгрузке не совпадают и образуют замкнутую петлю гистерезиса. Если в подвеске отсутствуют специальные гасители колебаний, рассеяние энергии происходит только вследствие трения в сопряжениях, которое необходимо учитывать при исследовании плавности хода. Работа трения определяется площадью петли гистерезиса, заключенной между кривыми разгрузки и нагрузки. Трение без смазочного материала в элементах подвески представляют обычно в виде диссипативной функции т. е. диссипативные силы пропорциональны скоростям перемещения элементов подвески. Кроме того, эти силы, достигая крайних точек перемещения, изменяют знак при обратном ходе. В последнее время подвески тракторов для гашения колебаний оборудуют специальными устройствами -- амортизаторами, которые бывают гидравлическими, пневматическими, резиновыми и др. Сила сопротивления амортизаторов пропорциональна скорости перемещения.

Характеристика амортизатора имеет вид, аналогичный характеристике трения без смазочного материала. Чтобы перейти от характеристики упругого элемента к характеристике подвески, следует установить зависимость между перемещением опорного колеса и деформацией упругого элемента, а также между нагрузками на опорные колеса и упругий элемент. Таким образом, на тракторах применяют различные виды подвесок. Их характеристики могут быть линейными и нелинейными. При колебаниях остова трактора возникают упругие и диссипативные силы. Для перехода от характеристики упругого элемента к характеристике подвески устанавливают зависимость

между перемещением опорного колеса и деформацией упругого элемента, а также между нагрузками на колесо и упругий элемент.

2. Основные неисправности ходовой части

• Шум или скрежет в подвеске при движении

• Слышен стук в подвеске при проезде через "лежачих полицейских", по неровным дорогам с большим количеством ям, выбоин, при переезде через трамвайные пути, ж/д переезд

• Автомобиль продолжает раскачиваться после того, как вы наехали на кочку;

• Автомобиль клюет носом, когда вы тормозите;

• Машину раскачивает во время движения

• Большие крены в поворотах;

• Чрезмерный износ шин;

• Мотание машины из стороны в сторону на дороге;

• Вибрация руля при наезде на неровность;

• Машина плохо слушается руля;

• Уход автомобиля в сторону от прямой траектории;

• Руль повернут под углом, хотя машина едет прямо.

3.Порядок разборки, сборки. Инструмент и приспособления, применяемые при разборке, сборке

Рис - Разборка стойки передней подвески: 1 - приспособление 67.7823.9545; 2 - телескопическая стойка; 3 - пружина



Рис. - Элементы передней подвески: 1 - защитный колпак; 2 - ограничитель хода сжатия опоры; 3-верхняя опора стойки; 4 - подшипник верхней опоры; 5 - верхняя чашка пружины; 6 - пружина передней подвески; 7 - регулировочный болт; 8 - эксцентриковая шайба; 9 - защитный кожух; 10 - буфер хода сжатия

Установите стойку подвески в приспособление 67.7823.9545, сожмите пружину стойки подвески. Удерживая шток ключом 67.7812.9535, отверните гайку на штоке, используя ключ 67.7812.9533. Снимите ограничитель 2, верхнюю опору 3 в сборе с подшипником. Разгрузив пружину 6, снимите ее и верхнюю опорную чашку 5, а затем буфер 10 хода сжатия с кожухом 9.

Перед дальнейшей разборкой стойки проверьте ее состояние. При вертикальном положении стойки (штоком вверх) выполните несколько полных ходов растяжение-сжатие, после чего шток должен перемещаться без провалов и заеданий и не должно быть стуков и посторонних шумов. Не допускается также подтекание жидкости, деформация и разрушение корпуса стойки, опорной чашки, кронштейнов и поворотного рычага стойки. Незначительное отпотевание в верхней части корпуса стойки не является признаком неисправности и не служит причиной замены или ремонта стойки подвески.

Более точную оценку работоспособности стойки проводите на динамометрическом стенде по снятой диаграмме, как указано выше.

Снятие опоры ограничителя хода сжатия: 1 - оправка; 2 - опора ограничителя хода сжатия; 3 - кронштейн стойки

При необходимости ремонта стойки зажмите ее кронштейн в тисках так, чтобы его щеки были перпендикулярны губкам тисков. При таком креплении исключается возможность деформации стойки.

Разберите стойку, используя комплект инструмента 67.7824.9518, в следующем порядке:

· снимите опору 2 буфера хода сжатия, для чего легкими ударами молотка по плоской выколотке обстукивайте опору снизу вверх и по кругу;

Рис.- Отвертывание гайки корпуса стойки: 1 - ключ 67.7811.9510; 2 - гайка

Отверните ключом 67.7811.9510 гайку корпуса, выньте из корпуса стойки рабочий цилиндр в сборе со штоком и его деталями;



Рис. - Телескопическая стойка: 1 - корпус клапана сжатия; 2 - диски клапана сжатия; 3 - дроссельный диск клапана сжатия; 4 - тарелка клапана сжатия; 5 - пружина клапана сжатия; 6 - обойма клапана сжатия; 7 - гайка клапана отдачи; 8 - пружина клапана отдачи; 9 - тарелка клапана отдачи; 10 - диск клапана отдачи; 11 - дроссельный диск клапана отдачи; 12 - поршень; 13 - тарелка перепускного клапана; 14 - пружина перепускного клапана; 15 - плунжер; 16 - пружина плунжера; 17 - направляющая втулка штока с фторопластовым слоем; 18 - обойма направляющей втулки; 19 - уплотнительное кольцо корпуса стойки; 20 - сальник штока; 21 - обойма сальника; 22 - прокладка защитного кольца штока; 23 - защитное кольцо штока; 24 - гайка корпуса стойки; 25 - опора буфера сжатия; 26 - шток; 27 - чашка пружины; 28 - поворотный рычаг; 29 - ограничительная втулка штока; 30 - корпус стойки; 31 - цилиндр; 32 - сливная трубка



· снимите со штока защитное кольцо 23, прокладку 22, обойму 21 в сборе с сальником 20;

· нажав на тарелку клапана сжатия, слейте жидкость из цилиндра, для чего неоднократно перемещайте шток на величину его полного хода, без удара в клапан сжатия, чтобы не деформировать его обойму;

· установив клапан сжатия в оправку из комплекта 67.7824.9518, зажмите ее в тисках и слегка покачайте рукой цилиндр до разъединения клапана сжатия с цилиндром;

· подав вниз шток, выньте через нижнее отверстие цилиндра поршень в сборе со штоком; при этом следите, чтобы не повредилось фторопластовое покрытие направляющей втулки;

· зажмите шток в тисках за лыски на его хвостовике и отверните гайку 7 клапана отдачи, после чего снимите со штока детали клапана отдачи, поршень 12 и детали перепускного клапана;

· освободив корпус стойки от тисков, слейте из него жидкость;

· осторожно медным молотком или специальной выколоткой выбейте направляющую втулку из рабочего цилиндра; при этом следите, чтобы на цилиндре не возникли забоины;

· разберите клапан сжатия, снимите обойму 6, последовательно выньте из корпуса пружину 5, тарелку 4 и диски 2 и 3 клапана.

Рис. - Снятие направляющей втулки штока: 1 - направляющая втулка; 2 - цилиндр



Сборка

· Сборку стойки передней подвески проводите в последовательности, обратной разборке с учетом следующего:

· обеспечьте чистоту рабочего места и всех деталей стойки;

· убедитесь, что в жидкости нет посторонних примесей, при необходимости профильтруйте ее;

· убедитесь, что резьба гайки клапана отдачи не повреждена при ее отвертывании раскерненным штоком;

· осмотрите шток в месте кернения; если деформация резьбы велика и не позволяет навернуть гайку клапана отдачи без повреждения ее резьбы, осадите резьбу штока в месте кернения;

· дроссельный диск клапана отдачи передней стойки имеет три паза по наружному диаметру, а дроссельный диск заднего амортизатора -- четыре;

· дроссельный диск клапана сжатия стойки передней подвески имеет три паза по внутреннему диаметру, а дроссельный диск заднего амортизатора -- два;

· гайку клапана отдачи затягивайте моментом 12,7-17,5 Н ·м (1,3-1,8 кгс ·м), после чего законтрите ее, раскернив резьбовой конец штока в недеформированных ранее местах; момент отворачивания гайки после раскернивания должен быть не менее 19,6 Н ·м (2 кгс ·м);

· сальник и уплотнительное кольцо корпуса стойки при ремонте рекомендуется заменять новыми;

· рабочую поверхность сальника (между уплотнительными кромками) наполните смазкой ШРУС-4 в количестве 0,3-0,4 г;

· в корпус стойки и в цилиндр залейте (320±5) см3 жидкости для амортизаторов, в задний амортизатор - (250±5) см3;

· гайку корпуса стойки затягивайте при полностью выдвинутом штоке ключом 67.7811.9510/ 11, момент затяжки 117-147 Н ·м (12-15 кгс ·м) (у заднего амортизатора момент затяжки 69-88 Н ·м (7-9 кгс ·м);

· после затяжки гайки зачеканьте корпус стойки. Момент отворачивания гайки после зачеканки должен быть не менее 294 Н ·м (30 кгс ·м);

· после сборки клапана сжатия убедитесь в наличии свободного хода тарелки и дисков клапана;

· клапан сжатия запрессовывайте в цилиндр специальной оправкой из комплекта 67.7824.9518, после чего еще раз убедитесь в наличии свободного хода тарелки и дисков;

· для установки и запрессовки направляющей втулки штока в цилиндр используйте специальную оправку из комплекта 67.7824.9518;

· на подвеске устанавливайте пружины одного класса.

4. Проверка технического состояния ходовой части

Рычаги подвески

Проверьте состояние рычагов подвески, соединителя и усилителей балки подвески. Если будут обнаружены трещины или деформации указанных элементов балки, замените рычаги подвески в сборе. Проведение сварочных работ и рихтовка подвески не допускаются. Приспособлением для контроля рычагов задней подвески проверьте, не деформированы ли рычаги подвески. Убедитесь, что резьбовые отверстия во фланцах рычагов не повреждены и находятся в хорошем состоянии. В противном случае выправьте резьбу, а при невозможности замените рычаги подвески.

Проверьте состояние резинометаллических шарниров рычагов подвески. Их замените при разрывах и одностороннем выпучивании резины, при подрезании и износе резины по наружному торцу шарнира.



Пружины

При обнаружении осмотром трещин или деформаций витков замените пружину новой. Проверьте осадку пружины, для чего трехкратно прожмите пружину до соприкосновения витков, затем приложите к ней нагрузку 295 кгс. Длина пружины под указанной нагрузкой должна быть не менее 233 мм. Если пружина с желтой маркировкой (класс А) имеет длину менее 240 мм, смените ее маркировку на зеленую (класс Б).

Сжатие пружины проводят по оси пружины подноски, а опорные поверхности должны соответствовать поверхностям опорных чашек амортизатора и кузова. 11роверьте состояние резиновых опорных прокладок пружин. При необходимости замените их новыми.

Ступицы колес, подшипники

Проверьте состояние резьбовых отверстий под болты крепления дисков колес, посадку грязеотражательного кольца. Проворачивайте ступицу в обоих направлениях, качение при этом должно быть плавным. Поврежденные или изношенные подшипники замените, используя для их выпрессовки оправку для выпрессовки подшипника ступицы заднего колеса, а для запрессовки -- оправку для запрессовки подшипника ступицы заднего колеса. Ступицу напрессуйте оправкой

5 Работы, выполняемы при ЕО, ТО-1, ТО-2; СО

ЕО -- ежедневно; ТО-1 -- через 3500--5000 км пробега автомобиля; ТО-2 -- через 14 000-- 16 000 км.

ЕО выполняют контрольно-осмотровые (проверка наличия воды, масла, топлива), уборочные и моечные, регулировочные и крепежные работы.

При ТО-1 осуществляют работы, выполняемые при ЕО, и дополнительно регулировочные, смазочные и крепежные работы, предотвращающие неисправности и ускоренный износ деталей автомобиля. При ТО-2 производят все работы, выполняемые при ТО-1

В ходовой части при ТО-1 проверяют люфт подшипников передних колес, надежность крепления подвесок (рессор, стремянок, амортизаторов), состояние колес, шин и давление воздуха в них; смазывают детали передней подвески.

При ТО-2 проверяют надежность крепления и подтягивают при необходимости: поперечины, оси верхних и нижних рычагов передней подвески, шаровые пальцы поворотной стойки подвески; контролируют состояние рессор и амортизаторов, их крепление; проверяют люфт в подшипниках передних колес и, если надо, устраняют его; контролируют развал и схождение колес; при необходимости регулируют, переставляют шины, смазывают детали подвески, подшипники задних колес; меняют смазку подшипников ступиц передних колес.

6. Способы восстановления штока амортизатора

Причина: обрыв штока амортизатора

Деталь устанавливают в патроне или центрах специально переоборудованного токарного станка, а наплавочный аппарат на его суппорте. Электродная проволока подается из кассеты роликами подающего механизма наплавочного аппарата в зону горения электрической дуги. Движение электрода вдоль сварочного шва обеспечивается вращением детали, а по длине наплавленной поверхности продольным движением суппорта станка. Наплавка производится винтовыми валиками с взаимным их перекрытием примерно на 1/3. Сыпучий флюс, состоящие из отдельных мелких крупиц, в зону горения дуги поступает из бункера. Под воздействием высокой температуры часть флюса плавится, образую вокруг дуги эластичную оболочку, которая надежно защищает расплавленный метал под действие кислорода и азота. После того как дуга переместилась, жидкий металл твердеет вместе с флюсом, образую на наплавленной поверхности ломкую шлаковую корку. Флюс, который не расплавился, может быть снова использован. Электродная проволока подается с некоторым смещением от зенита «е» наплавляемой поверхности в сторону, противоположную вращению детали. Это предотвращает отекание жидкого металла сварочной ванны. Режимы наплавки устанавливаются в зависимости диаметра убавляемой поверхности детали.

Для наплавки используются наплавочные головки А-580М, ОКС-5523, А-765 или наплавочные установки СН-2, УД-209.

После наплавки детали дают остыть, обрезают до нужных размеров, обрабатывают на станке, с помощью плашки нарезают резьбу.

Данный вид восстановления детали нерентабелен.

Размещено на Allbest.ru

...