Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЛЕКЦИЯ 1. Требования к техническому состоянию ходовой части и
рулевого управления
1. Назначение и компановочные решения подвесок. Плавность хода.
Подвеска соединяет раму или кузов с агрегатами ходовой части, воспринимает динамические нагрузки со стороны дороги, обеспечивает плавность хода автомобиля.
К подвескам предъявляют следующие требования: обеспечение оптимальных частоты колебаний кузова и амплитуды затухания колебаний; противодействие крену автомобиля при повороте, разгоне и торможении; стабилизация углов установки направляющих колес, соответствие кинематики колес при повороте кинематике рулевого механизма, простота устройства и технического обслуживания, надежность.
Составные части подвески: упругие элементы, направляющие устройства, амортизаторы. В автомобиле различают подрессоренные массы: кузов (раму) и все, что к нему крепится, и неподрессоренные массы: колеса, некоторые части подвески.
Упругие элементы воспринимают и гасят динамические нагрузки со стороны дороги. Различают рессорные (листовые, витые пружинные, торсионные), пневматические (резинокордные баллоны, диафрагменные, комбинированные), гидропневматические и резиновые (работают на кручение или сжатие) упругие элементы.
Направляющее устройство воспринимает продольные и боковые силы и моменты. Схема направляющего устройства определяет зависимую и независимую подвески.
При независимой подвеске каждое колесо может совершать колебания независимо от других. Такую подвеску чаще всего применяют при разрезном мосте в легковых автомобилях и автомобилях высокой проходимости.
Зависимая подвеска передает через мост колебания одного колеса другому. Эту подвеску применяют для двух- и многоосных грузовых автомобилей и прицепов. Зависимые балансирные подвески подрессоривают два близкорасположенных моста.
Амортизаторы поглощают энергию колебаний рессор, кузова и колес. Различают гидравлические, газонаполненные и комбинированные амортизаторы. По конструктивному исполнению они бывают рычажные и телескопические.
Плавность хода определяется частотой и амплитудой колебаний кузова (рамы). Для получения хорошей плавности хода собственная частота колебаний подрессоренной массы должна быть минимальная. Собственную частоту определяют исходя из статического прогиба ст подвески: (здесь g —ускорение силы тяжести). Статический прогиб и динамический ход подвесок определяются типом автомобиля. Так, для легковых автомобилей статический прогиб составляет 10...18 см, а динамический ход— 10...14 см. Частота колебаний их подрессоренной массы 0,8...1,2 Гц. У грузовых автомобилей статический прогиб и динамический ход одинаковые—б... 12 см, а частота колебаний 1,2...1,9 Гц. Характеристика подвески должна обеспечивать оптимальную частоту колебаний, близкую к частоте колебаний человека при ходьбе. На плавность хода существенно влияет упругая характеристика подвески (рис. 21.1).
Рис. 21.1. Характеристики подвесок:
1— постоянной жесткости; 2—переменной жесткости;
3— прогрессивная; q — нагрузка; — прогиб
В подвеске с линейной характеристикой 1 статический прогиб пропорционален нагрузке. Такую характеристику имеют металлические упругие элементы (рессоры). Пневматические элементы имеют прогрессивную характеристику 3 (квадратичная зависимость). Их жесткость и частота возрастают с увеличением нагрузки. При регрессивной характеристике прогиб зависит от нагрузки в степени 1/2 — это нижняя часть кривой 2. Преимущество регрессивной характеристики — большое сопротивление крену (при медленном перемещении кузова), прогрессивной характеристики — хорошее поглощение мелких неровностей и лучшее предотвращение отрыва колеса от дороги при больших скоростях хода рессор. Желательно иметь подвеску с прогрессивно-регрессивной характеристикой. Тогда при прямом ходе (ход сжатия) подвеска работает по прогрессивной характеристике, а при обратном (ход отбоя) — по регрессивной.
2. Упругие и направляющие элементы подвесок .
Упругие элементы подвесок. Наиболее распространены листовые рессоры. Они просты в изготовлении и ремонте. В них нет рычажных направляющих приспособлений в отличие от пружинных и торсионных рессор. Листовые рессоры бывают трех типов (рис. 21.2, У): полуэллиптические (а), кантилеверные (б) и четвертные (в). Форма набора листов соответствует эпюре изгибающих моментов, т. е. рессора представляет собой балку равного сопротивления. Крепление рессор первых двух типов асимметричное, что обеспечивает сопротивление крену и “клевкам” при торможении. Коэффициент асимметрии =(l2-l1)/l=0,1...0,3. Коэффициент деформации полуэллиптической рессоры = 1,45...1,25.
Листовая рессора состоит из коренного листа, который соединен с рамой, и притянутых к нему хомутами остальных листов. Перед сборкой листы имеют разную кривизну. Продольное смещение листов ограничивают выступы, которые входят в углубления смежного листа, или центральный стяжной болт. Для снижения трения на листы наносят слой графитовой смазки или размещают между ними неметаллические прокладки. Сечение рессор бывает прямоугольным, Т-образным или трапецеидальным. Последние обладают лучшими свойствами.
Рессору крепят к мосту стремянками с накладками, один конец коренного листа крепят к кузову шарнирно, а другой — через серьгу. Применяют также крепление рессор на резиновых подушках. Такое крепление не требует смазки и снижает скручивание рессоры при перекосе рамы.
Спиральные рессоры (пружины) применяют на легковых автомобилях при независимой подвеске колес. Цилиндрические пружины имеют линейную характеристику, а конические — прогрессивную.
Рис. 21.2. Схемы упругих элементов подвесок:
/— листовые рессоры: а — полузллиптическая; б — кантилеверная; в — четвертная- II— пневмоэлементы: а— двухсекционный; б, в — диафрагменные; г—рукавный
Торсионы представляют собой вал или пучок валов, скручивающийся во время воздействия дороги на подвеску. Их применяют при независимой подвеске колес многоосных автомобилей, в прицепах и малолитражных автомобилях. Энергия упругой деформации торсионов в 2...3 раза больше, чем у листовых рессор.
Упругие пневматические элементы наиболее часто применяют на автомобилях с меняющейся подрессоренной массой (автобусах, контейнеровозах, трейлерах и т.п.). Характеристика пневматической подвески нелинейная, параметры которой можно менять за счет изменения давления воздуха. Высокая плавность хода может быть получена при относительно малых перемещениях масс кузова и неподрессоренной части. Меняя давление воздуха, можно регулировать положение кузова относительно дороги, а при независимой подвеске — дорожный просвет.
Баллонные и диафрагменные упругие элементы (рис. 21.2, II) изготовляют из двухслойных резинокордных оболочек. Для корда используют капрон или нейлон, для наружного слоя баллона — маслобензостойкую резину, для внутреннего слоя — каучук. Для баллонов (рис. 21.2, II, а) характерна высокая герметичность. Однако для работы с ними на низкочастотных колебаниях применяют дополнительные резервуары. Применяя диафрагменные и рукавные элементы (рис. 21.2, //, б, в, г), можно получить низкую собственную частоту подвески. Для работы этих элементов требуется меньший объем воздуха. Однако вследствие трения их оболочки о поршень они быстрее изнашиваются.
Гидропневматические элементы телескопического типа передают давление газовой подушке через жидкость. Эти устройства компактнее пневматических, так как работают при давлении до 20 МПа.
Направляющие устройства определяются схемой подвески. При зависимой подвеске (рис. 21.3, а) оба колеса жестко соединены с балкой моста. При изменении положения одного из колес по высоте меняется угол X. В этом случае при вращении колеса возникает гироскопический эффект, стремящийся вернуть ось в предыдущее положение, что приводит к износу шин и осей.
При независимой подвеске (рис. 21.3, б...д) каждое колесо подрессорено отдельно. При однорычажной подвеске (рис. 21.3, б) в системе также действует гироскопический эффект. При двухрычажной подвеске параллелограммной (рис. 21.3, в) и трапециевидной с рычагами разной длины (рис. 21.3, г) углового перемещения колеса нет, но возникает боковое смещение l, которое приводит к боковому износу колес.
Рис. 21.3. Схемы подвесок:
а — зависимая; б — независимая однорычажная; в, г — независимые двухрычажные с рычагами одинаковой и разной длины; д — независимая рычажно-телескопическая
Рис. 21.4. Схемы балансирных подвесок:
а — четырехрессорная с балансиром; б—двухрессорная с жесткой балансирной балкой; в— с балансирными рессорами и реактивными штангами
На легковых автомобилях широко применяют рычажно-телескопическую подвеску “качающаяся свеча” (рис. 21.3, д). Она обеспечивает незначительное изменение колеи и развала колес имеет малую массу, большое расстояние между опорами правого и левого колес, большой ход по высоте.
Балансирные подвески (рис. 21.4) применяют на многоосных автомобилях. Подвески с коротким балансиром (рис. 21.4, а) используют на полуприцепах и автомобилях с колесной формулой 6х2. В подвеске, изображенной на рисунке 21.4, б, под листовой рессорой установлен большой балансир, а над ним — реактивные тяги (в автомобилях МАЗ). В схеме на рисунке 21.4, в сама рессора является балансиром, а сверху и снизу установлены реактивные штанги, ограничивающие продольные перемещения мостов (в автомобилях ЗИЛ, КАЗ КрАЗ УралАЗ).
Стабилизаторы. При повороте автомобиля под действием центробежной силы кузов накреняется, положение центра масс изменяется, что может привести к опрокидыванию. Для компенсации этого явления подвеска должна иметь угловую жесткость в поперечном направлении, что достигается установкой стабилизаторов. Часто стабилизатор представляет собой торсион, который при наклоне кузова закручивается. На легковых автомобилях стабилизатор устанавливают на переднем мосту и редко — на заднем. Иногда функцию стабилизатора на задней подвеске выполняет U-образная задняя балка (в автомобилях ВАЗ).
3. Амортизаторы. Их назначение и требования к ним.
Амортизаторы гасят колебания подрессоренной и неподрессоренной масс автомобиля за счет дросселирования жидкости через калиброванные отверстия в специальных шайбах. Образующаяся теплота трения жидкости рассеивается через корпус амортизатора. В независимых подвесках амортизатор часто используют как направляющий элемент.
Требования к амортизаторам: обеспечение плавности хода автомобиля, его устойчивости и управляемости; уменьшение крена кузова при резком торможении и разгоне; предотвращение отрыва колес от дороги при толчках. Различают амортизаторы одностороннего действия, которые гасят колебания при ходе отбоя рессоры, и двустороннего действия, которые гасят колебания и при сжатии, и при ходе отбоя рессоры. Сопротивление протеканию жидкости при ходе сжатия в 2...5 раз меньше, чем при ходе отбоя, т. е. основную энергию колебания при ходе сжатия воспринимает рессора, а при ходе отбоя — амортизатор.
По конструкции амортизаторы бывают рычажные и телескопические, а по применяемому в них материалу сжатия — жидкостные, газонаполненные и комбинированные. В основном применяют телескопические амортизаторы, так как у них небольшие давление (2,5...5МПа по сравнению рычажными, у которых 10...20 МПа) и масса, значительный ресурс, а допустимый установочный угол наклона менее 45°.
4. Рулевые механизмы. Требования к ним.. Их показатели.
К рулевым механизмам предъявляют следующие требования:высокий КПД; обратимость рулевой пары, чтобы не было препятствий стабилизации управляемых колес; обеспечение минимального зазора в среднем положении вала сошки, соответствующем прямолинейному движению автомобиля; заданный характер изменения передаточного числа; минимальное число регулировок.
От рулевого механизма зависит легкость управления. Различают прямой КПД рулевого механизма (при передаче усилия от рулевого колеса к сошке) и обратный (при передаче усилия от сошки к рулевому колесу). Чем больше прямой КПД, тем меньше потери в рулевом механизме при повороте управляемых колес и, следовательно, легче управлять автомобилем. Обратный КПД характеризует обратимость рулевого механизма. Чем меньше обратный КПД, тем больше снижается момент на рулевом колесе, возникающий под действием случайных боковых сил, действующих на управляемые колеса.
Как прямой, так и обратный КПД зависят от конструкции рулевого механизма. Значения прямого КПД 0,6...0,95, обратного — 0,55...0,85.
Долговечность работы рулевого механизма зависит от зазоров в передаче и их изменения за полный оборот рулевого колеса. При прямолинейном движении автомобиля передача должна быть беззазорной в средней части зацепления и может иметь зазоры по концам, т. е. при повороте автомобиля.
Несущая способность рулевого механизма характеризуется в основном нагрузкой на управляемые колеса автомобиля. Показателями несущей способности рулевых механизмов являются диаметр вала сошки (выходного вала) и максимальный поворачивающий момент на валу сошки Мс max..
Важнейший показатель рулевых механизмов всех типов — передаточное число iм, представляющее собой отношение приращения угла поворота рулевого вала к соответствующему приращению угла поворота вала сошки. С целью обеспечения воздействия на рулевое колесо в требуемых пределах или изменения чувствительности автомобиля к изменению поворота рулевого колеса применяют рулевые механизмы с переменным передаточным числом. При углах поворота рулевого колеса в пределе ±90° от его нейтрального положения передаточное число должно быть увеличено для повышения точности управления и снижения усилия на рулевом колесе. При других углах поворота рулевого колеса для обеспечения повышенной скорости поворота автомобиля желательно уменьшить передаточное число.
Основными неисправностями рулевого управления являются: износы сочлененных деталей червячного или реечного механизмов, втулок, подшипников и мест их посадки, деталей шаровых соединений рулевых тяг, погнутость тяг и т.д. Главная причина повышенного износа деталей - неправильная регулировка, несвоевременная или недостаточная смазка узлов.
Технология регулировки механизма рулевого управления с гидроусилителем зависит от конструктивных особенностей конкретного автомобиля. После ремонта все подвижные сопрягаемые детали должны работать без заедания и заклинивания при повороте вала рулевой сошки от одного крайнего положения до другого. Насосы гидроусилителей обычно проверяют на развиваемое максимальное давление (примерно 7,0 МПа) при температуре масла 65-75 °С.
Совместную работу насоса с гидроусилителем проверяют на специальном стенде или непосредственно на автомобиле при нахождении сошки в каком-либо крайнем положении.
Люфт руля в эксплуатации, согласно ГОСТ, для легковых автомобилей не должен превышать 10°, грузовых - 25°, автобусов - 20°.