Материал: КУРСАЧ_ПО_ИВАНОВУ[1]

Рисунок 3.5 – Балансирная подвеска автомобилей ЗИЛ высокой проходимости

Передняя подвеска грузовых автомобилей КамАЗ изображена на рисунке 3.6 (а). Каждая рессора 8 средней частью прикреплена к балке переднего моста стремянками 1 и накладкой 5. Между рессорой и балкой моста установлена подкладка 6 с кронштейном для крепления нижнего конца амортизатора 4. Взаимное положение листов рессоры обеспечивается специальными коническими углублениями, выполненными в средней части листов, а собранной рессоры относительно балки моста – штифтом 7. Передний конец рессоры имеет съемное ушко 15 с втулкой 14, прикрепленное к коренному листу рессоры болтом 11 и накладкой 9. Конец рессоры крепится к раме в кронштейне 12 шарнирно на гладком пальце 13, который фиксируется двумя стяжными болтами 10. Задний конец рессоры – скользящий. Он свободно установлен в кронштейне 17 рамы и опирается на сухарь 19. К заднему концу рессоры прикреплена накладка, предохраняющая коренной лист от изнашивания. Для предохранения от

изнашивания кронштейна 17 на пальце 18 сухаря установлены вкладыши 16.

Рисунок 3.6 – Подвеска автомобилей КамАЗ

Ход переднего моста вверх ограничивают полые резиновые буфера 2 сжатия, установленные на лонжеронах рамы. Амортизаторы 4 нижними концами присоединены к кронштейнам подкладок 6, а верхними – к кронштейнам 3 рамы. Для крепления амортизаторов применяются резинометаллические шарниры.

Задняя подвеска балансирная, зависимая. Каждая рессора 22 прикреплена средней частью к ступице 25 накладкой 20 и двумя стремянками 21. Концы рессоры свободно установлены в опорах 23, прикрепленных к балкам среднего 32 и заднего 24 ведущих мостов. Ступица 25 установлена на изготовленной из антифрикционного материала втулке на оси 26, закрепленной в кронштейне 29, который связан с кронштейном 30 подвески, прикрепленным к лонжерону рамы.

Средний 32 и задний 24 ведущие мосты соединены каждый с рамой тремя реактивными штангами – двумя нижними 28 и верхней 31. Концы реактивных штанг закреплены в кронштейнах на раме и мостах самоподжимными шарнирами 27. Эти шарниры состоят из шаровых пальцев, внутренних и наружных вкладышей и поджимающих их пружин. Шарниры закрыты крышками, уплотнены манжетами и

смазываются через масленки.

Рисунок 3.7 – Подвеска автомобилей МАЗ

Рисунок 3.8 – Хомуты рессор

Рисунок 3.9 – Узлы крепления рессоры к раме

Наиболее распространенная конструкция фиксированного конца рессоры представляет собой верхнее витое ушко (рисунок 3.9 а). Второй лист может полностью или частично охватывать ушко для повышения его надежности. Для тяжело нагруженных рессор применяются отъемные ушки (рисунок 2.9 в). Второй конец рессоры делается с ушком, соединяется с кронштейном на раме или выполняется скользящим (рисунок 3.4). Для предотвращения выпадания скользящего конца рессоры из кронштейна при отбое щеки его стянуты болтом с распорной втулкой, а конец последнего коренного листа отогнут.

В ушках рессор и сережек применяются втулки. На легковых автомобилях широко применяются резьбовые или резиновые втулки, на грузовых – гладкие. Они удобны в производстве и обладают высокой долговечностью при условии регулярного смазывания. Иногда применяются металлокерамические втулки, которые благодаря своей пористой структуре лучше удерживают смазочный материал. На некоторых автомобилях оба конца рессоры крепятся в резиновых подушках (рисунок 3.3), что улучшает виброизоляцию подрессоренной массы.

Концы листов могут выполняться прямоугольной формы (рисунок 3.9 а), получаемой непосредственно при обрубке полосы на листы. Производство листов с такой формой наименее трудоемко, однако при этом получается наибольшие отклонения формы реальной рессоры от идеальной балки равного сопротивления. Большее приближение к форме идеальной рессоры дают листы с концами, образованными по трапеции (рисунок 3.10 б). Форма реальной рессоры приближается к идеальной при раскатанных концах листов, так как при этом уменьшается как масса рессоры, так и исходного материала. Для уменьшения межлистового трения и фреттинг-коррозии листы смазывают перед сборкой графитным смазочным материалом или применяют межлистовые прокладки. Иногда рессора заключается в специальные чехлы для предохранения от попадания пыли и грязи.

Рисунок 3.10 – Концы листов рессоры

Как было показано выше, часто при применении рессорной подвески устанавливаются амортизаторы. Амортизаторами называют устройства, преобразующие механическую энергию в тепловую с последующим ее рассеиванием в окружающую среду.

Амортизаторы служат для гашения колебаний кузова и колес автомобиля и повышения безопасности движения автомобиля. В передних и задних подвесках автомобиля применяют амортизаторы телескопического типа.

Гидравлические амортизаторы по конструкции аналогичны поршневым насосам. Отличие состоит в том, что амортизаторная жидкость (масло) перекачивается только внутри амортизаторов из одной камеры в другую по замкнутому кругу циркуляции. При этом амортизаторы работают при давлении 3,0…7,5 МПа и при работе могут нагреваться до 160° С и более.

Гидравлические амортизаторы гасят колебания кузова и колес автомобиля в результате создаваемого ими сопротивления (жидкостного трения) перетеканию жидкости через клапаны и калиброванные отверстия.

Амортизаторы повышают безопасность движения автомобиля, так как предотвращают отрыв колес от поверхности дороги и обеспечивают их постоянный контакт с дорогой.

Двухтрубные амортизаторы имеют рабочий цилиндр и резервуар, а однотрубные – только рабочий цилиндр. В двухтрубных амортизаторах амортизаторная жидкость и воздух соприкасаются между собой, внутреннее давление воздуха составляет 0,08…0,1 МПа. В однотрубных жидкость и газ разделены и не соприкасаются друг с другом.

Однотрубные газонаполненные амортизаторы лучше охлаждаются, имеют меньшее рабочее давление, проще по конструкции, легче по массе, более надежны в работе. Однако они имеют большую длину и стоимость, требуют точности изготовления и уплотнений.

На рисунке 3.11 представлен двухтрубный амортизатор, низкого давления, двухстороннего действия. Он состоит из трех основных узлов: цилиндра 12 с днищем 2, поршня 10 со штоком 13 и направляющей втулки 21 с уплотнителями 17, 18, 20. В поршне имеются два ряда сквозных отверстий, расположенных по окружности, и установлено поршневое кольцо 27. Отверстия наружного ряда сверху закрыты перепускным клапаном 24 с ограничительной тарелкой 22, находящимся под воздействием слабой пластинчатой пружины 23. Отверстия внутреннего ряда снизу закрыты клапаном отдачи 29 с дисками 25, 28, гайкой 8, шайбой 26 и сильной пружиной 9. В днище цилиндра расположен клапан сжатия с дисками 3, 4 и пружиной 5, обойма 6 и тарелка которого имеют ряд сквозных отверстий. Цилиндр 12 заполнен амортизаторной жидкостью, вытеканию которой препятствует уплотнитель 18 с обоймой 19, поджимаемый гайкой 15, которая ввернута в резервуар 11 с проушиной 1. Полость амортизатора, заключенная между цилиндром 12 и резервуаром 11, служит для компенсации изменения объема жидкости в цилиндре по обе стороны поршня, возникающего из-за перемещения штока13 амортизатора, который защищен кожухом 14.

Рисунок 3.11 – Амортизатор

Проанализировав конструкции подвесок применяемых на грузовых автомобилях и автобусах выбрали схему проектируемой подвески грузового автомобиля. Поскольку автомобиль не требует регулирования уровня пола и не предназначен для движения в плохих дорожных условиях, остановили свой выбор на рессорной подвеске с продольным расположением рессор. Поскольку автомобиль имеет зависимую заднюю подвеску, то применение в качестве упругих элементов таких рессор не вызовет затруднений, кроме того при применении рессорной подвески отпадает необходимость в направляющем аппарате, что позволяет уменьшить номенклатуру деталей, входящих в подвеску проектируемого автомобиля и упростить конструкцию.

Рессорная подвеска обладает достаточной энергоемкостью, при относительно небольшой массе и сложности изготовления. Такие рессоры позволяют обеспечить высокую плавность хода и при этом не предъявляют существенных требований к компоновке автомобиля.

К недостаткам рессорных подвесок относятся : большие габариты в продольном направлении что не так существенно на грузовых автомобилях, листы малолистовых рессор при деформации перемещаются друг относительно друга и на их поверхностях появляются задиры, особенно при недостатке графитовой смазки.

4 Расчёт подвески

Построение упругой характеристики и определение основных

параметров подвески

Рисунок 4.1 – Габаритные размеры прототипа

Нагрузка на заднюю ось:

- в снаряженном состоянии – 2950 кг

- в груженом состоянии – 6350 кг

Основываясь на проведенном обзоре существующих подвесок и технической характеристике прототипа, предлагаю применить на проектируемом автомобиле подвеску, состоящую из малолистовой рессоры с подрессорником.

Задаемся частотой собственных колебаний подрессоренной массы автомобиля

Гц=12,56 рад/с.

Определяем статический прогиб рессоры в снаряженном состоянии:

м.

Определим нагрузку, приходящуюся на подвеску от подрессоренной массы в снаряженном состоянии:

Н.

Откладываем на упругой характеристике (рисунок 3.1) значения и - точка А. Точка О – начало координат. Проводим линию ОА. На продолжении линии ОА отмечаем точку включения подрессорника В. Ордината этой точки определяется: ,

где α=0,3...0,5 – коэффициент, показывающий долю нагрузки при которой включается подрессорник, принимаем α=0,4;

,

где М_г=6350 кг – нагрузка на ось в груженом состоянии;

М_сн=2950 кг – нагрузка на ось в снаряженном состоянии;

Н;

Н.

Жесткость основных рессор определяется:

Н/м.

Прогиб рессоры до включения подрессорника (абсцисса точки В):

м.

Задаемся частотой собственных колебаний после включения подрессорника

Гц=11,304 рад/с.

Тогда жесткость рессоры:

Н/м.

Статическая нагрузка груженого автомобиля на подвеску (ордината точки С):

H;

Н;

м.

Тогда статический ход подвески (абсцисса точки С):

м.

Зададимся коэффициентом динамичности k_д=1,8. Определим максимальную нагрузку на подвеску (точка D):

Н.

Определим полный прогиб подвески:

м;

м.

Рисунок 4.2 – Упругая характеристика рессорной подвески

Расчет рессоры

По конструктивным параметрам задаемся расстоянием между стремянками: l_ст=95 мм.

Длина рессоры определяется:

,

где L_а – активная длина рессоры, вычисляется из формулы:

;