Разработка подвески автобуса особо малого класса

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Оглавление

Аннотация

Введение

1. Конструкторская часть

1.1 Техническое задание

1.2 Обзор аналогов автомобилей

1.2.1 Автобус УАЗ 220695-04

1.2.2 Автобус ГАЗ «ГАЗель» 32217

1.2.3 Автобус Mercedes Benz Sprinter

1.2.4 Автобус FIAT DUCATO

1.2.5 Автобус Ford Transit Bus

2. Специальная часть

2.1 Назначение. Принцип действия

2.2 Обзор существующих конструкций подвесок автомобиля

2.3 Упругий элемент подвески. Металлические, неметаллические элементы

2.4 Гасящий элемент подвески

2.5 Направляющее устройство подвески

2.6 Стабилизирующее устройство

Заключение

Библиографический список используемой литературы



Аннотация

Цель данного курсового проекта разработать подвеску автобуса особо малого класса. В процессе разработки курсового проекта был проведен подробный обзор аналоговых автомобилей.

Курсовой проект состоит из страниц пояснительной записки и графической части. Пояснительная записка содержит два раздела:

1.Конструкторская часть

2.Специальная часть

В первом разделе курсового проекта - конструкторская часть, описано понятие автобус малого класса, рассмотрена классификация автобусов. Также рассмотрены аналоговые автобусы особо малого класса и предоставлена их общая характеристика.

Во втором разделе - специальная часть, описана конструкция подвески автомобилей.

Графическая часть курсового проекта выполнена на листе формата А1 и содержит два чертежа. Первый это габаритный чертеж разрабатываемого автомобиля. Второй это сборочный чертеж подвески автомобиля.



Введение

Автобусы - это на сегодняшний день наиболее доступный массовый пассажирский транспорт. Они используются практически на всех направлениях и в разных сферах пассажирских перевозок. Изначально автобусом называли транспорт, вмещающий более 9 человек. В сознании современного пассажира - это большие вместительные машины, а некоторые из которых могут перевозить около 180 человек.

Достаточно просто взглянуть на наши дороги, что бы понять масштаб востребованности особо малых автобусов. Это такие автобусы, длина которых меньше пяти метров, их в народе привыкли называть микроавтобусами. Официальное же российское название у них, как раз таки, автобусы особо малого класса.

В классификации автомобилей в России класс этих автобусов-малюток имеет название ОМ1. Что бы попасть в ОМ1 автобус должен иметь следующие параметры: длина - до 5,5 м; полная масса - до 3,5 т и количество перевозимых пассажиров - до 9 человек с водителем включительно.

В России автобусы малого класса пользуются заметным спросом, особенно в малом и среднем бизнесе. Новые автобусы класса ОМ1 на просторах нашей страны встречаются преимущественно те, которые произведены здесь же в России. Это, конечно же, прославленные автобусы «Газель», «Соболь» и «Соболь Баргузин», производимые Горьковским автозаводом, не менее известные УАЗ-ы, которые выпускает в Ульяновске фирма Sollers, а также FIAT Ducato, чье производство налажено в Татарстане. Остальные модели микроавтобусов, бороздящих просторы нашей страны, представляют собой подержанные машины с пробегом, пригнанные из-за рубежа.



1. Конструкторская часть

1.1 Техническое задание

Автобус - этот термин образован из сочетания слов "автомобиль" и "омнибус", а потому автобус - это многоместный автомобиль, наемное средство общественного транспорта для перевозки пассажиров, которым в автобусе должны быть созданы все необходимые для того условия, а сама конструкция автобуса должна обеспечить быструю и "качественную" их перевозку.

Современные автобусы представляют многоликий, разношерстный и очень разнообразный во всех отношениях вид автомобилей, которые классифицировать чрезвычайно трудно. Первая классификация по назначению сегодня разрастается до десятков наименований, причем, каждому соответствуют свои требования и нормативы.

Современная классификация автобусов представляет собой разделение по нескольким параметрам. Если за основу типологии принять длину и размеры автобуса, то можно выделить следующие классы:

особо малые (до 5 м);

малые (6,0 - 7,5 м) - ПАЗ;

средние (8,0 - 9,5 м) - КАВЗ;

большие (10,5 - 12,0 м) - ЛиАЗ, ГолАЗ, НефАЗ, МАЗ;

особо большие (16,5 м и более) - сочлененные ЛиАЗ.

По другим признакам автобусы классифицируют:

1) По назначению

Основными являются городские, пригородные, междугородные и туристические автобусы.

Например, желательно, чтобы городские автобусы вмещали по 100-120 человек, имели 3-4 широкие двери и высоту расположения пола салона от поверхности дороги в пределах 300-500 мм.

Для пригородных и междугородных эта высота может быть побольше - 780-1330 мм. Это позволяет освободить место под салоном для вместительных багажных отсеков емкостью до 13-15 м3.

Для туристических автобусов важнее всего комфорт и хорошая обзорность и потому весь салон поднимают на высоту до 1,5 м, то есть почти до второго этажа обычного дома, освобождая нижний уровень под бытовые помещения и салоны для отдыха.

К специальным автобусам относятся экскурсионные (парковые), школьные, грузопассажирские, передвижные салоны и офисы, инвалидные, аэродромные, железнодорожные, тоннельные и т.д.

2) По конструкции

По общей конструкции автобусы подразделяют на одиночные и сочлененные (с одной или двумя прицепными секциями), на классические (капотные) и бескапотные (вагонной компоновки или однообъемные).

Если у первых двигатель находится на своем традиционном месте спереди, то у всех остальных его обнаружить довольно сложно. Чаще всего его размещают в задней части шасси (продольно или поперечно, вертикально, горизонтально или наклонно). Второй ходовой схемой является установка мотора горизонтально под полом салона в пределах колесной базы. У некоторых городских автобусов дизель ставят прямо в салоне вдоль стенки под кожухом или вертикально в дальнем углу, но самым прогрессивным считается размещение всего силового агрегата в едином блоке, подсоединенном сзади к пассажирскому салону и полностью изолированном от него.

3) По кузову

По типу кузова автобусы подразделяются на закрытые и открытые, одно- и двухэтажные, однако в последние годы появились так называемые 1,25- и 1,5-этажные конструкции, представляющие собой автобусы с салоном, приподнятым на среднюю (780-1100 мм) или большую высоту (960-1500 мм).

По конструкции кузова делятся на облегченные каркасные, установленные на рамном шасси, и безрамные несущие с усиленным основанием, В их конструкции и для облицовки все чаще используют нержавеющую сталь, алюминий и композитные материалы, а переднюю и заднюю части кузова делают из стеклопластика.

4) По вместимости

Разные кузова имеют собственную планировку и соответственно различное количество мест для сидения. Общая вместимость является теоретической и определяется добавлением стоящих пассажиров из расчета 0,125 м2 полезной площади салона на одного человека. Говоря о кузовах, следует напомнить, что именно по их стилю, форме, пропорциям, размерам, степени аэродинамичности как раз и формируется первое впечатление о техническом уровне, классе и комфортности автобуса.

К основным относится европейская классификация по габаритным размерам, условно сочетающаяся с устаревшей классификацией по вместимости. Ряд стран считают ее рекомендательной и применяют свои нормы.

Для автобусов малой и средней вместимости (до 30-40 человек) предельная длина не установлена, но фактически она находится в пределах 6,0-9,5 м.

Большинство 2-осных автобусов большой вместимости всех классов (до 100-110 человек) ограничено габаритной длиной 12 м. Одиночные 3- и 4-осные автобусы не должны превышать 15м, сочлененные 2-секционные -18 м, 3-секционные - 25 м. В особо длинных салонах устанавливаются одна-две видеокамеры для наблюдения и записи происходящего.

При общем нормировании габаритной ширины в 2500 мм ряд западноевропейских стран стали допускать к эксплуатации автобусы шириной 2550 мм. Высота городских автобусов ограничивается расположением подвесной электросети и обычно не превышает 4 м. В классификации автобусов по полной массе и осевым нагрузкам используются нормы для грузовых автомобилей.

1.2 Обзор аналогов автомобилей

1.2.1 Автобус УАЗ 220695-04

Автомобиль UAZ 220695 предназначен для перевозки пассажиров (а если понадобится, и грузов) по всем видам дорог и бездорожью. Надежная рамная конструкция, цельнометаллический кузов, простота в обслуживании, его непритязательность и потрясающая работоспособность.

Все автомобили оснащены противоугонным устройством, гидроусилителем руля и ABS. В настоящее время микроавтобусы выпускаются с бензиновым двигателем ЗМЗ-409 Евро-3.

Рисунок 1.2.1 - Автобус УАЗ 220695-04

Таблица 1.2.1 - Общие характеристики транспортного средства

Параметр	Значение
1	2
Колесная формула	4х4
Масса снаряженного автомобиля (кг)	1915
Полная масса (кг)	2790
Грузоподъемность (кг)	925
Количество мест (чел)	2+7
Габариты (длина - ширина - высота) (мм)	4440х1940х2101
Дорожный просвет (мм)	220
Двигатель	ЗМЗ 409
Тип двигателя	инжекторный
Мощность двигателя л.с.	112
Максимальный крутящий момент	208 Нм при 3000 об/мин
Расположение и число цилиндров	рядное, 4
Рабочий объем (л.)	2,7
КПП	механическая 4 ступенчатая
Раздаточная коробка	механическая 2 ступенчатая
Подвеска	рессорная
Электрооборудование	напряжение 12В
Максимальная скорость движения (км/час)	127
Тормозная система	двухконтурная с ваккумным усилением
Шины	225 / 75 R16

1.2.2 Автобус ГАЗ «ГАЗель» 32217

Типовым вариантом среди автомобилей семейства ГАЗель является автомобиль ГАЗ 32217, прекрасно подходящий как на роль служебного, так и туристического или экскурсионного автобуса. Автомобиль Газель ГАЗ 32217 имеет восемь удобных пассажирских кресел, которые могут быть оборудованы подголовниками и подлокотниками, а за задними сиденьями ГАЗели возможно разместить багаж массой до 250 кг.

Оптимальный вариант для туристического или экскурсионного авто, Газель ГАЗ 32217 микроавтобус имеет АБС и модернизированный отопитель салона, который позволяет отлично прогревать всю площадь автобуса ГАЗели ГАЗ 32217.



Рисунок 1.2.2 - Автобус ГАЗ «ГАЗель» 32217

Таблица 1.2.2 - Общие характеристики транспортного средства

Параметр	Значение
1	2
Колесная формула	4х4
Масса снаряженного автомобиля (кг)	2720
Полная масса (кг)	3470
Количество мест (чел)	8
Габариты (длина - ширина - высота) (мм)	5470х2500х2354
Дорожный просвет (мм)	170
Двигатель	Cummins ISF 2800 дизельный
Тип двигателя	инжекторный
Мощность двигателя л.с.	90
Максимальный крутящий момент	297Нм при 1600-2700 об/мин
Расположение и число цилиндров	4 цилиндра с рядным расположением
Рабочий объем (л)	2,445
КПП	Механическая, пятиступенчатая
Раздаточная коробка	механическая, двухступенчатая, с межосевым дифференциалом с блокировкой, передаточные числа 1,86; 1,07
Подвеска
Передняя	Зависимая, рессорная, с телескопическими амортизаторами
Задняя	Зависимая, рессорная, с телескопическими амортизаторами, со стабилизатором поперечной устойчивости или без него
Электрооборудование	напряжение 12В
Максимальная скорость движения (км/час)	120
Тормозная система	Передние тормозные механизмы - дисковые, задние - барабанные. Привод гидравлический, двухконтурный, с вакуумным усилителем
Шины	185/175 R16

1.2.3 Автобус Mercedes Benz Sprinter

Микроавтобус маршрутное такси на базе Sprinter обладает всеми необходимыми характеристиками для успешного продвижения на российском рынке: высоким уровнем комфорта, надежностью, безопасностью и экологичностью.

Надежное качество сборки и прочность автобуса соответствуют высоким стандартам Mercedes-Benz. Катодное нанесение лакокрасочных покрытий методом погружения, плотная заделка внутренних полостей кузова и антикоррозионная защита днища заботятся о сохранении эксплуатационных качеств автобуса.

Прочность автобуса основана на трансмиссии с двигателем большого рабочего объёма и низким уровнем числа оборотов. Двигатель экономичен и обладает большой тягой. Это является гарантией не только низких расходов на обслуживание, но и большого срока службы.



Рисунок 1.2.3 - Автобус Mercedes Benz Sprinter

Таблица 1.2.3 - Общие характеристики транспортного средства

Параметр	Значение
1	2
Колесная формула	4х2
Масса снаряженного автомобиля (кг)	2000
Полная масса (кг)	3500
Грузоподъемность (кг)	2270
Количество мест (чел)	8
Габариты (длина - ширина - высота) (мм)	4780х1911х1768
Дорожный просвет (мм)	170
Двигатель	Mercedes-Benz OM 611 DE22LA
Тип двигателя	инжекторный
Мощность двигателя л.с.	95
Максимальный крутящий момент	305 Нм при 1600-2400 об/мин
Расположение и число цилиндров	4 (рядное)
Рабочий объем (л)	2,148
КПП	Механическая, пятиступенчатая
Подвеска
Передняя	независимая, на поперечной рессоре со стабилизатором
Задняя	зависимая, неразрезной мост на параболических рессорах
Электрооборудование	напряжение 12В
Максимальная скорость движения (км/час)	144
Тормозная система	Спереди: дисковые вентилируемые; Сзади: дисковые. ABS, ASR, ESP.
Шины	225/60 R16; 235/65 R16

1.2.4 Автобус FIAT DUCATO

Удобный автомобиль незаменим для городских, пригородных, маршрутных и междугородных перевозок пассажиров. Низкая стоимость эксплуатации, свойственная всем коммерческим автомобилям FIAT Ducato, в сочетании с качествами, делает этот микроавтобус самым современным и удобным автомобилем для пассажирских перевозок.

Рисунок 1.2.4 - Автобус FIAT DUCATO

Таблица 1.2.4 - Общие характеристики транспортного средства

Параметр	Значение
1	2
Колесная формула	4х2
Масса снаряженного автомобиля (кг)	2000
Полная масса (кг)	3500
Грузоподъемность (кг)	2270
Количество мест (чел)	8
Габариты (длина - ширина - высота) (мм)	5099х2024х2470
Дорожный просвет (мм)	170
Двигатель	2.3JTD 16V
Тип двигателя	инжекторный
Мощность двигателя л.с.	110
Максимальный крутящий момент	270Нм при 1800 об/мин
Расположение и число цилиндров	4 (рядное)
Рабочий объем (л)	2,282
КПП	Механическая, пятиступенчатая
Подвеска
Передняя	Независимая пружинная, типа МакФерсон
Задняя	Зависимая рессорная
Электрооборудование	напряжение 12В
Максимальная скорость движения (км/час)	147
Тормозная система	Двухконтурная, гидравлическая
Шины	205/70 R15

1.2.5 Автобус Ford Transit Bus

Модель Bus - это одно из лучших достижений, производимое на базе Ford Transit. Это удобное и продуманное коммерческое транспортное средство, которое отлично подойдет для перевозок на любые расстояния. Благодаря удачному сочетанию комфорта и повышенной безопасности авто заслужило положительные отзывы со стороны потребителей и критиков.

В автомобиле продумано все: начиная от запоминающегося экстерьера, увидеть который можно на фото, заканчивая интересным интерьером, с вместительным салоном, улучшенной системой рулевого управления, подвеской и антиблокировочной системой тормозов.



Рисунок 1.2.5 - Автобус Ford Transit Bus

Таблица 1.2.5 - Общие характеристики транспортного средства

Параметр	Значение
1	2
Колесная формула	4х2
Масса снаряженного автомобиля (кг)	2000
Полная масса (кг)	3100
Грузоподъемность (кг)	2270
Количество мест (чел)	8-9
Габариты (длина - ширина - высота) (мм)	4863х2070х2374
Двигатель	2,2 Duratorq TDCi
Тип двигателя	инжекторный
Мощность двигателя л.с.	85
Максимальный крутящий момент	250 Нм при 1500 - 2200 мин
Расположение и число цилиндров	4 (рядное)
Рабочий объем (л)	2,282
КПП	Механическая, шестиступенчатая
Подвеска
Передняя	Независимая пружинная
Задняя	Зависимая рессорная
Электрооборудование	напряжение 12В
Максимальная скорость движения (км/час)	130
Тормозная система	Дискавая
Шины	185/70 R15



2. Специальная часть

2.1 Назначение. Принцип действия

Подвеска соединяет автомобиль с колесами, а колеса с автомобилем. Все, что происходит между дорогой и автомобилем, происходит с участием подвески. Таким образом, все конструктивные изменения и нововведения в устройстве подвески были направлены на улучшение нескольких важных качеств:

Комфортабельность движения.

Доводилось ли вам проехать в карете на деревянных колесах? Комфорт от езды на современном автомобиле значительно выше, даже несмотря на то, что дороги подверглись гораздо меньшей эволюции. Взаимодействие механизмов подвески обеспечивает необходимую плавность движения, приглушая неровности дороги и устраняя ненужные колебания кузова.

Управляемость автомобиля.

Сама возможность ехать не только прямо, но и поворачивать существует благодаря передней подвеске. Управляемость автомобиля характеризуется правильной реакцией на рулевые команды. Точность и удобство маневрирования стали особенно важны с ростом скоростей. Чем выше скорость, тем сильнее изменяется поведение автомобиля при повороте руля.

Безопасность водителя и пассажиров.

В подвеске находятся одни из самых активно движущихся деталей автомобиля, поэтому безопасность автомобиля во многом зависит от ее характеристик.

Передняя подвеска.

Одной из основных задач подвески является обеспечение плавности хода автомобиля. Когда колесо автомобиля наезжает на неровность или препятствие, кузов продолжает движение по прежней траектории, а все возникшие колебания будут погашены. Устройство передней подвески большинства автомобилей значительно сложнее, чем задней. Передняя подвеска обеспечивает возможность изменять положение передних колес и управлять направлением движения. С этим связан ряд конструктивных особенностей передней подвески, на детали и узлы которой действуют дополнительные нагрузки в момент поворота автомобиля.

Передняя часть автомобиля, как правило, тяжелее задней. Двигатель, механизмы передачи крутящего момента и остальные тяжелые агрегаты находятся спереди. Это дает дополнительную нагрузку на детали передней подвески, в результате они быстрее изнашиваются. Состояние элементов передней подвески имеет непосредственное влияние на безопасность управления автомобилем. Самым простым показателем нежелательных изменений в состоянии подвески является посторонний звук во время движения. Опытный водитель фиксирует любые посторонние звуки и может с определенной степенью достоверности определить причину его появления, но даже начинающий водитель легко определит стуки в подвеске, если он не первый день за рулем автомобиля.

Задняя подвеска.

Устройство задней подвески, как правило, проще передней. Задние колеса большинства автомобилей не изменяют угол поворота и конструкцией задней подвески должно быть предусмотрено только вертикальное перемещение колеса. Тем не менее, от состояния задней подвески зависит безопасность движения и комфорт управления автомобилем. Поэтому проверка состояния задней подвески и своевременный ремонт ее деталей могут уберечь вас от серьезных поломок, а иногда и сохранить жизнь вам и вашим пассажирам.

Чаще всего в недорогих автомобилях используется зависимая или полунезависимая задняя подвеска. В первом типе задней подвески колеса соединяются балкой заднего моста, которая крепится к кузову автомобиля продольными рычагами. При повышении нагрузки на заднюю часть автомобиля с таким типом задней подвески могут появиться вибрации и незначительные нарушения плавности хода. Это главный недостаток зависимой задней подвески. Полунезависимая задняя подвеска состоит из двух продольных рычагов, один конец которых крепится к кузову, а на втором располагаются колеса. Продольные рычаги соединены поперечиной. Такой тип задней подвески обладает самой оптимальной кинематикой колес, простотой и компактностью, но конструкция не позволяет передать на задние колеса крутящий момент. Поэтому полунезависимая задняя подвеска применяется на подавляющем большинстве автомобилей с передним приводом.

2.2 Обзор существующих конструкций подвесок автомобиля

Подвеска автомобиля - система механизмов и деталей соединения опорных элементов (колёс, катков, лыж) с корпусом машины, предназначенная для снижения динамических нагрузок и обеспечения равномерного распределения их на опорные элементы при движении, служащая также для повышения тяговых качеств машины. Подвеска - это механизм, который связывает колеса с автомобилем и позволяет им перемещаться в заданных направлениях, поворачивать, повторять профиль дороги. От подвески зависит множество аспектов поведения машины: устойчивость, управляемость, комфорт и даже тормозной путь.

Подвеска автомобиля осуществляет упругую связь рамы или кузова с мостами и колесами, смягчает воспринимаемые ими удары и толчки при езде по неровностям дороги. Упругие свойства подвески достигаются применением упругого элемента. Работа подвески основана на превращении энергии удара при наезде колеса на неровность дороги в перемещение упругого элемента подвески, в результате чего сила удара, передаваемого на кузов, уменьшается и плавность хода автомобиля становится лучше. По характеру взаимодействия колес и кузова при движении автомобиля все подвески делят на зависимые и независимые.

Зависимая подвеска (рисунок 2.1.1 а) имеет жесткую связь между левым и правым колесом, в результате чего перемещение одного из них в поперечной плоскости передается другому и вызывает наклон кузова.

Независимая подвеска (рисунок 2.1.1 б) характеризуется отсутствием жесткой связи между колесами одного моста. Каждое колесо подвешено к кузову независимо от другого колеса. В результате при наезде одним колесом на неровности дороги колебания его не передаются другому колесу, уменьшается наклон кузова и повышается в целом устойчивость автомобиля при движении.

Рисунок 2.1.1 - Схема подвесок автомобилей

Подвеска автомобиля имеет следующее 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.

Рисунок 2.1.2 - Детали передней подвески: 1 - подшипники ступицы переднего колеса; 2 - колпак ступицы; 3 - регулировочная гайка; 4 - шайба; 5 - цапфа поворотного пальца; 6 - ступица колеса; 7 - сальник; 8 - тормозной диск; 9 - поворотный кулак; 10 - верхний рычаг подвески; 11 - корпус подшипника верхней опоры; 12 - буфер хода сжатия; 13 - ось верхнего рычага подвески; 14 - кронштейн крепления штанги стабилизатора; 15 - подушка штанги стабилизатора; 16 - штанга стабилизатора; 17 - ось нижнего рычага; 18 - подушка штанги стабилизатора; 19 - пружина подвески; 20 - обойма крепления штанги амортизатора; 21 - амортизатор; 22 - корпус подшипника нижней опоры; 23 - нижний рычаг подвески

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).

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.

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.

На рисунке 2.1.3 показана передняя рессорная подвеска. У рессорной подвески жесткий передний мост подвешен к лонжеронам рамы на двух восьмилистовых рессорах. Листы рессоры стянуты центровым болтом и тремя хомутами. Коренной (верхний) лист толще остальных. С балкой моста рессора соединена двумя стремянками через накладку и прокладку. Передняя проушина рессоры, образованная двумя верхними листами, через две цилиндрические резиновые втулки соединяется с осью, установленной в переднем кронштейне. Кронштейн приклепан к лонжерону рамы. Задняя проушина, образованная только коренным листом, соединяется с задним кронштейном через двухшарнирную серьгу. Кронштейн крепится к опоре четырьмя болтами с гайками. Оба шарнира серьги также снабжены резиновыми втулками. Серьга компенсирует изменения длины рессоры при перемещениях моста. Резиновые втулки обеспечивают бесшумную работу шарниров без смазки и ухода.

Рисунок 2.1.3 - Передняя рессорная подвеска: 1 -- корончатая гайка; 2 -- шайбы; 3 -- ось переднего крепления рессоры; 4 -- гайка; 5 -- резиновые втулки; 6 -- кронштейн переднего крепления рессоры; 7 -- хомут; 8 -- рессора; 9 -- стремянка; 10 -- накладка; 11 -- резиновый буфер; 12 -- гайка центрового болта; 13 -- лонжерон рамы; 14 -- амортизатор; 15 -- кронштейн амортизатора; 16 -- верхнее крепление амортизатора; 17 -- кронштейн заднего крепления рессоры; 18 -- серьга; 19 -- пружинная шайба; 20 -- гайка; 21 -- резиновые втулки; 22 -- щека серьги; 23 -- пальцы; 24 -- нижнее крепление амортизатора; 25 -- подкладка; 26 -- задний мост; 27 -- гайка стремянки; 28 -- шплинт

Амортизаторы -- гидравлические, двухтрубные, со встроенными буферами отбоя. Нижней частью (резервуаром) амортизаторы шарнирно крепятся к подкладкам рессоры, а верхней (штоком) -- к кронштейнам, приваренным к лонжеронам рамы. Шарниры амортизаторов снабжены резиновыми втулками. На лонжеронах рамы болтами закреплены резиновые буферы, ограничивающие ход моста вверх.

2.3 Упругий элемент подвески. Металлические, неметаллические элементы

Упругие элементы подвесок смягчают толчки, снижают вертикальные ускорения и динамические нагрузки, передаваемые на несущую конструкцию при движении автомобиля. В результате работы упругого элемента исключается «копирование» кузовом профиля дорожных неровностей и улучшается плавность хода автомобиля. Хорошей плавностью хода считается такая, при которой кузов совершает колебания частотой 1 -- 1,3 Гц. Применяют следующие типы упругих элементов подвески:

* металлические: листовые рессоры, спиральные пружины, торсионы (стержни, работающие на скручивание);

* неметаллические: пневматические, гидропневматические и резиновые (обеспечивают упругость подвески за счет упругих свойств резины, воздуха и жидкости).

Листовые рессоры. Рессорная подвеска является основной для грузовых автомобилей. Она содержит минимальное число структурных элементов -- рессору с узлами крепления и амортизатор (не всегда).

Рессора состоит из стальных листов, имеющих одинаковую ширину и различную длину выгнутой формы, собранных вместе. Кривизна листов не одинакова и зависит от их длины. Она увеличивается с уменьшением длины листов, что необходимо для плотного прилегания их друг к другу в собранной рессоре.

Взаимное расположение листов в собранной рессоре обеспечивается стяжным центральным болтом или посредством специальных выдавок, сделанных в средней части листов. Кроме того, листы скреплены хомутами, которые исключают боковой сдвиг одного листа относительно другого и передают нагрузку от коренного (верхнего) листа на другие листы при обратном прогибе рессоры. Коренной лист имеет наибольшую длину. С помощью коренного листа концы рессоры крепятся к раме или кузову автомобиля. От способа крепления рессоры зависит форма концов коренного листа. Они могут быть плоскими, отогнутыми под углом 90°, загнутыми в форме ушков, со съемными коваными или литыми ушками.

Рессора устанавливается вдоль автомобиля и по способу заделки и форме может быть полуэллиптическая, кантилеверная или четвертная.

Полуэллиптическая рессора способна воспринимать и передавать на несущую конструкцию автомобиля не только нормальные, но и продольные и боковые реакции дороги, а также моменты от тормозного механизма или главной передачи (при ведущем мосте), следовательно, не требует специального направляющего устройства.

Четвертная и кантилеверная рессоры плохо приспособлены для передачи толкающих усилий, т. е. требуют направляющих устройств.

В целях уменьшения напряжений растяжения применяют профили листов специальной несимметричной формы -- трапециевидного или Т-образного сечения. Рессорные профили со специальной формой сечения не только повышают долговечность листов, но и обеспечивают экономию металла.

Пружины. Спиральные (витые) пружины изготовляются из прутка круглого сечения и могут быть цилиндрическими, коническими или бочкообразными. Для изготовления пружин используются рессорно-пружинные стали (что и для листов рессор). Энергоемкость и долговечность пружины больше, чем у листовой рессоры, а масса меньше. Но возникает необходимость в направляющем устройстве подвески, поэтому значительного выигрыша в массе обычно не получается, хотя экономия пружинных сталей очевидна.

В качестве основного упругого элемента спиральные пружины применяются главным образом для легковых автомобилей. Решающим фактором является удобство установки пружины соосно амортизатору или стойке подвески, либо между рычагом и кузовом.

Торсионы применяются при независимой подвеске колес на многоосных автомобилях, прицепах и на некоторых легковых автомобилях. Торсион представляет собой стальной упругий стержень, работающий на скручивание. Он может быть сплошным круглого сечения, а также составным -- из круглых стержней или прямоугольных пластин. На концах торсиона имеются головки (утолщения) с нарезанными шлицами или выполненные в форме многогранника. С помощью головок торсион одним концом крепится к раме или кузову автомобиля, а другим -- к рычагам подвески. Упругость связи колеса с рамой обеспечивается скручиванием торсиона. Торсионы, как пружины, требуют направляющих и гасящих устройств.



Рисунок 2.3.1 - Упругие элементы подвески: а-листовая рессора; б-торсион; в-пневмобаллон

автобус подвеска передний

Упругие пневматические элементы целесообразно применять на автомобилях, масса подрессоренной части которых меняется значительно (грузовые автомобили), или требования к плавности хода которых высоки (автобусы). Путем изменения давления воздуха в пневматическом элементе можно регулировать жесткость подвески. При этом появляется возможность регулировать высоту пола (автобусы), грузовой платформы или прицепного устройства относительно дороги либо величину дорожного просвета (при независимой подвеске).

Упругие пневматические элементы изготовляются обычно в виде резинокордных оболочек, содержащих прорезиненный каркас из двухслойного корда диагональной конструкции. Корд выполняется обычно из синтетических нитей (нейлон, капрон и т. п.). Наружный слой оболочки изготовляется из маслостойкой, а внутренний -- из воздухонепроницаемой резины. Толщина оболочки 3--5 мм. Пневмобаллоны тороидальной формы бывают одно- и двухсекционными. Односекционные встречаются редко. Наиболее распространенными являются двухсекционные (двойные) пневмобаллоны, которые состоят из оболочки с двумя бортами, усиленными стальными проволочными кольцами, которыми баллон присоединяется к опорным фланцам с помощью стальных фасонных колец. В средней части оболочка перетянута стальным бандажным кольцом.

Максимальное давление внутри пневмобаллона не превышает 0,8 МПа, рабочее давление -- 0,3--0,5 МПа, минимальное давление не ограничивается.

Упругие гидропневматические элементы. В гидропневматических элементах, также как и в пневматических, рабочим телом является газ, но под более высоким давлением (до 20 МПа), которое обеспечивается жидкостью, поскольку герметизацию резервуара с жидкостью вследствие ее более высокой вязкости осуществлять проще. Основное достоинство упругих гидропневматических элементов определяется их характеристикой жесткости -- при больших коэффициентах использования объемов пневмоэлемента и высоких давлениях газа характеристика жесткости может быть приближена к идеальной.

Гидропневматический элемент включает в себя гидравлический цилиндр с поршнем и толкателем (штоком) и упругий пневматический элемент (пневмокамеру), который размещается в самом цилиндре или отдельно от него.

Упругие резиновые элементы. Резина, особенно работающая на сдвиг, обладает большой энергоемкостью. Это ее свойство можно было бы использовать, применяя резину как рабочее тело упругих элементов. Однако из-за ряда существенных недостатков в настоящее время резина применяется для упругих вспомогательных элементов (буферов), шарниров и шумо-виброизолирующих прокладок.

2.4 Гасящий элемент подвески

При движении автомобиля в результате наезда колес на неровности дороги возникают колебания кузова и колес. Эти колебания гасятся с помощью устройства называемого гасящим или амортизатором. Принцип действия гидравлического амортизатора сводится к превращению механической энергии колебаний за счет жидкостного трения в тепловую энергию и последующему ее рассеянию.

Корпус амортизатора, заполненный амортизаторной жидкостью, прикреплен к балке моста. В корпусе находится поршень, в котором имеются отверстия и клапаны. Шток поршня связан с рамой автомобиля. В процессе колебаний кузова и колеса поршень совершает возвратно-поступательное движение. При ходе сжатия (колесо и кузов сближаются) амортизаторная жидкость из полости под поршнем вытесняется в полость над поршнем, а при ходе отдачи (колесо отдаляется от кузова) перетекает в обратном направлении.

По принципу действия гидравлические амортизаторы подразделяются на амортизаторы одностороннего и двустороннего действия. Первые обеспечивают гашение колебаний только при ходе отдачи, а вторые - при ходах отдачи и сжатия. Сопротивление, создаваемое амортизатором двустороннего действия при ходе сжатия, обычно в 2 - 5 раз меньше, чем при ходе отдачи. Это необходимо для того чтобы толчки и удары от дорожных неровностей в минимальной степени передавались на кузов автомобиля.

По конструкции амортизаторы можно разделить на несколько основных типов. По архитектуре их делят на одно- и двухтрубные. По наполнению: жидкостные (гидравлические) и газовые (с гидравлическим газовым подпором). Существуют и чисто газовые амортизаторы, в которых используется очень высокое давление газа (60 атм), но они встречаются редко.

Гидравлические двухтрубные амортизаторы - самый распространенный и дешевый тип. Они просты по конструкции и нетребовательны к качеству изготовления. Амортизатор состоит из двух трубок: рабочей колбы, где находится поршень, и внешнего корпуса, предназначенного для хранения избыточного масла. Поршень перемещается во внутренней колбе, пропуская масло через каналы и выдавливая часть масла через клапан, находящийся снизу колбы. Это клапан сжатия, он отвечает за перетекание масла в данном такте. Эта часть жидкости просачивается в полость между колбой и внешним корпусом, где сжимает воздух, находящийся при атмосферном давлении в верхней части амортизатора. При движении назад задействуются клапана самого поршня, регулируя усилие на отбой. Длительное время такая конструкция преобладала на рынке амортизаторов. Но годы эксплуатации выявили ряд ее недостатков. Основной минус -- аэрация, особенно при интенсивной работе. Замена воздуха азотом улучшила ситуацию, но не решила проблему полностью. Кроме того, такие амортизаторы, имея двойной корпус, хуже охлаждаются, что отрицательно сказывается на их работе. С другой стороны, если делать их большего диаметра, можно повысить демпфирующие характеристики, снижая рабочее давление и, как следствие, температуру.

Гидропневматические (газово-масляные или «газовые», как их обычно называют, хотя это и не совсем так) амортизаторы имеют схожую конструкцию и принцип действия с обычными гидравлическими двухтрубными стойками. Основное отличие в том, что вместо воздуха под атмосферным давлением находится азот под давлением от 4 до 20 атм. Это так называемый газовый подпор. Давление газа может быть различным для разных условий эксплуатации автомобиля. Чем больше диаметр патрона, тем меньшее необходимо давление газового подпора. Оно может различаться также для передних и задних амортизаторов. Для чего нужен газовый подпор? Прежде всего, для борьбы с аэрацией. Под давлением газ не смешивается с маслом слишком активно, что улучшает работу амортизатора. Кроме снижения масляной аэрации, газовый подпор способствует поддержанию автомобиля, являясь дополнительным демпфером. То есть, даже если пружины уже сжались бы, газовый заряд в амортизаторе удерживает автомобиль, что положительно влияет на управляемость.

Однотрубные амортизаторы состоят из одной колбы, которая является рабочим цилиндром и корпусом одновременно. Работают они так же, как и двухтрубные, но газ находится в том же цилиндре и отделен от масла плавающим поршнем (так называемая схема De Carbon). Газ (азот) находится в своей камере, отделенной от масла, под высоким давлением (20-30 атм). Однотрубные амортизаторы не имеют нижнего клапана сжатия, как двухтрубные. Всю работу по управлению сопротивлением при сжатии и при отбое берет на себя поршень. Такие амортизаторы имеют высокие рабочие характеристики. Кроме того, они эффективнее охлаждаются, поскольку воздухом обдувается непосредственно рабочий цилиндр. Плюс, при тех же габаритах, что и двухтрубные амортизаторы, внутренний диаметр рабочей колбы и диаметр поршня будут больше. Это означает больший объем масла, более стабильные характеристики и лучшая теплоотдача. Есть и минусы. В отличие от двухтрубных, однотрубные амортизаторы более чувствительны к внешним воздействиям. Замятая колба приводит к замене стойки, тогда как двухтрубные защищены внешним цилиндром. Далее, высокая чувствительность к температуре. Чем она выше, тем выше давление газового подпора и амортизатор работает жестче. С другой стороны, однотрубные стойки можно устанавливать как угодно, поскольку газ плотно отделен от масла плавающим поршнем. При установке такого амортизатора штоком вниз уменьшаются неподрессоренные массы.

Рисунок 2.4.1 - 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



Рисунок 2.4.2 - 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

2.5 Направляющее устройство подвески

Направляющее устройство определяет характер движения колес, передает продольные и поперечные усилия. На раму и кузов передается от ведущих колес тяговая сила. Для этого предусмотрено направляющее устройство подвески, которое также воспринимает и момент, стремящийся повернуть мост автомобиля в направлении, противоположном вращению колес. При торможении автомобиля через направляющее устройство на раму от колеса передается сила торможения и им же воспринимается момент, стремящийся повернуть мост в направлении вращения колес. Кроме того, через направляющее устройство передаются боковые усилия, возникающие при повороте автомобиля.

По типу направляющего устройства подвески делят на две группы -- зависимые и независимые.

Отличительной особенностью зависимой подвески является наличие жесткой балки, связывающей левое и правое колеса, вследствие чего перемещение одного колеса в поперечной плоскости передается другому.

В независимой подвеске колеса одной оси не имеют между собой непосредственно связи и подвешены одно независимо от другого. При применении независимой подвески перемещение одного колеса не вызывает перемещения другого. В качестве направляющего устройства могут использоваться рычаги (штанги).

2.6 Стабилизирующее устройство

При движении автомобиля в повороте или по змейке под действием центробежных сил происходит перераспределение нагрузки между упругими элементами подвесок: со стороны наружных колес по отношению к радиусу качения нагрузка повышается, а с внутренней - снижается. В результате автомобиль кренится или раскачивается в поперечной плоскости. Подобные явления очень опасны, так как способны вызвать опрокидывание автомобиля и потерю контроля над его управляемостью. А так как величина крена и степень раскачивания во многом зависят от хода подвески - чем больше ход, тем больше крены, то для исключения вышеописанных недостатков этот показатель необходимо уменьшать.

Достигнуть этого можно несколькими способами - путем увеличения жесткости упругих элементов, установления короткоходных амортизаторов и ограничителей хода рычагов или же внедрив в конструкцию узел, который в поворотах выполнял бы роль дополнительного упругого элемента. Первые два способа оказались наименее подходящими, так как значительно снижали комфортность автомобиля - они применяются в основном в спортивных болидах и их прототипах. Поэтому в конструкции подвески использовали новый упругий элемент - стабилизатор поперечной устойчивости, работающий только в случаях перемещения колес одной оси в разных направлениях - одно вверх, другое вниз.

Конструктивно стабилизатор ничего сложного собой не представляет. Это штанга U-образной формы с изогнутыми под определенными углами концами. В современных автомобилях компактное расположение агрегатов и узлов не всегда позволяет сделать центральную часть штанги прямой, поэтому бывают и более сложные ее конфигурации. Изготавливают стабилизаторы из отрезка цилиндрического профиля. В качестве материала используют специальную сталь, которая при скручивании способна работать как упругий элемент.

Центральная часть стабилизатора крепится в двух точках параллельно оси колес к кузову или подрамнику кронштейнами с упругими демпферами (резиновыми втулками). А его концы соединяются непосредственно с «несущей» деталью подвески колес - рычагами, балкой, картером моста. Когда упругие элементы подвески с одной стороны сжимаются, а с другой - растягиваются, средняя часть стабилизатора скручивается, начиная работать как упругий элемент, по принципу торсионов.

То есть суть в том, что со стороны крена стабилизатор стремится приподнять автомобиль, а с другой, сжав упругий элемент подвески, - опустить его. Так обеспечивается выравнивание автомобиля по отношению к плоскости дороги. У некоторых переднеприводных автомобилей («Таврия», ВАЗ-2108 и их зарубежных аналогов) функцию стабилизатора на задней оси часто выполняет поперечная балка, жестко соединяющая продольные рычаги подвески задних колес.

При движении по неровностям, в поворотах, на змейке эта деталь работает на скручивание, поэтому такие подвески называют полунезависимыми. В отличие от них практически все многорычажные независимые подвески оснащены стабилизатором. Так как стабилизатор работает только в плоскостях, приближенных к горизонтальной, это накладывает определенные сложности при компоновке автомобилей. Для их решения в подвески введены новые элементы - стойки стабилизатора, которые связывают рычаги подвески со стабилизатором в вертикальной плоскости.



Заключение

В курсовом проекте был рассмотрен автобус особо малого класса с разработкой передней подвески. Была изучена классификация автобусов. Изучена конструкция подвески, рассмотрена передняя рессорная подвеска.

Благодаря данному курсовому проекту изучена конструкция подвески. Изучено понятие автобус малого класса (микроавтобус). Рассмотрены аналоги особо малых автобусов.



Библиографический список используемой литературы

1. Автомобиль: Основы конструкции: Учебник для вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство»/Н.Н.Вишняков, В.К. Валамов, А.Н.Нарбут и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986.

2. Устройство автомобиля: Учебник для учащихся автотранспортных техникумов/ Е.В.Михайловский, К.Б.Серебряков, Е.Я.Тур. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985.

Размещено на Allbest.ru

...