Назначение и типы подвесок колес раритетных автомобилей

Основное назначение любой подвески - обеспечение упругой связи рамы или кузова с мостами и колесами, смягчая 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.

При мягкой подвеске возникают длительные, медленно затухающие колебания рамы или кузова автомобиля, для более быстрого гашения которых в систему подвески вводят специальные приборы - амортизаторы, а для уменьшения бокового крена на повороте - стабилизаторы.

Зависимая подвеска (рис. 3.6, 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 (рис. 3.6,6) 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.

Схемы подвесок автомобилей

Рис. 1.36. Схемы подвесок автомобилей: А - зависимая; Б - независимая

Подвеска автомобиля состоит из следующих устройств: упругого элемента, направляющего устройства и гасящего элемента. В качестве упругого элемента в подвесках используют: металлические листовые рессоры, цилиндрические пружины, торсионы (стержни, работающие на скручивание). Неметаллические упругие элементы обеспечивают упругие свойства подвески за счет упругости резины, сжатого воздуха или жидкости. Они нашли значительно меньшее распространение, чем металлические.

Направляющее устройство подвески передает толкающие, тормозные и боковые усилия от колес на раму или корпус автомобиля. При пружинной подвеске роль направляющего устройства выполняют рычаги и штанги подвески, при рессорной - сама листовая рессора обладает свойством передавать продольные и боковые усилия, вследствие чего конструкция такой подвески упрощается.

Гасящий элемент подвески предназначен для гашения колебаний кузова и колес при наезде на препятствие и называется амортизатором. На ретро-машинах обычно применяли жидкостные амортизаторы рычажного или телескопического действия. Принцип действия и тех и других основан на превращении энергии колебаний за счет жидкостного трения в тепловую энергию с последующим ее рассеиванием.

Конструктивные особенности подвески мостов. При подвеске как ведущих, так и управляемых мостов ретро-автомобилей применялись главным образом листовые рессоры, реже - пружины и торсионы. Листовые рессоры располагались обычно вдоль рамы.

На некоторых раритетных автомобилях встречается нестандартное расположение рессор относительно рамы (поперек) (рис. 3.7). Достоинством такого конструкторского решения является его компактность. Но, как показал опыт эксплуатации автомобиля йК1У Е8 с такой подвеской, рессоры быстро теряют упругость и постоянно требуют ремонта.

Пример поперечного расположения рессор на раме шасси автомобиля йКУ Р8

Рис. 3.7. Пример поперечного расположения рессор на раме шасси автомобиля йКУ Р8

Примером подвески ведущих мостов на продольных листовых рессорах может служить подвеска заднего моста автомобиля М-20 «Победа» (рис. 3.8).

Подвеска заднего моста автомобиля М-20

Рис. 3.8. Подвеска заднего моста автомобиля М-20

Средняя часть рессоры крепится стремянками к мосту, а ушки рессоры, в которые обычно впрессовываются втулки, надеваются на рессорные пальцы. При прогибе рессоры расстояние между центрами ушков изменяется, поэтому один из рессорных пальцев крепится на подвижной, качающейся опоре - сережке; второй палец крепится в неподвижном кронштейне рамы. Шарнирное соединение ушков рессоры может быть выполнено гладким пальцем, резьбовым пальцем или пальцем с резиновой втулкой (резино-металлический шарнир).

Резино-металлический шарнир состоит из двух резиновых втулок, надетых на палец и впрессованных в ушко рессоры. Затяжкой гайки на пальце втулки распираются и плотно зажимаются в кронштейне или сережки. Под головкой пальца сделана накатка, закрепляющая его неподвижно. Поворот ушка рессоры при ее прогибах происходит вокруг неподвижного пальца за счет деформации резиновой втулки. Такое соединение уменьшает шум и не требует смазки. При компоновке заднего моста с неразрезной балкой главной особенностью подвески является способ крепления моста и расположение серьги рессоры.

При колебаниях подрессоренной части автомобиля расстояние между ушками рессоры меняется, а следовательно, и изменяется угловое положение серьги. Вследствие чего меняется жесткость рессоры. Известны пять схем установки серьги (рис. 3.9). Длина серьги обычно составляет 1... 10% длины рессоры. Угол между осью серьги и перпендикуляром к прямой, соединяющей центры ушков, находится в пределах 10... 15°, чтобы по мере разгружения рессоры этот угол сначала уменьшался до 0°, а затем достигал указанных значений, но уже по другую сторону от вертикали.

Схема установки серьги рессоры

Рис. 3.9. Схема установки серьги рессоры:

1 -серьга; 2 -рессора; 3 - рама автомобиля; 4 -кронштейн; 1-У - варианты схем

Рессора состоит из пакета упругих стальных полос (листов) различной длины, стянутых хомутами и прикрепленные к балке двумя стремянками (рис. 3.10). К лонжерону рамы концы коренного листа рессоры прикреплены с помощью переднего и заднего кронштейнов.

Способ крепления рессор и амортизатора к балке заднего моста с помощью стремянок

Рис. 3.10. Способ крепления рессор и амортизатора к балке заднего моста с помощью стремянок

В раритетных автомобилях с пружинной подвеской и неразрезной балкой заднего моста обычно используется направляющее устройство, состоящее из двух пар продольных рычагов, разнесенных по ширине и расположенных один над другим (рис.3.11)

Схема задней пружинной подвески колес автомобиля ФИАТ-124

Рис. 3.11. Схема задней пружинной подвески колес автомобиля ФИАТ-124

Рычаги воспринимают толкающие и тормозные усилия и реактивные моменты от моста к подрессоренной части. Кроме того, имеется еще и устройство, ограничивающее перемещение моста в поперечном направлении.

Пружины укреплены верхними концами на специальных опорах задних лонжеронов кузова, а нижними - в обоймах, укрепленных в чулках моста.

Пример подвески ведущего моста на стержневых торсионах приведен на рис. 3.12.

Подвеска заднего моста автомобиля на стержневых торсионах

Рис. 3.12. Подвеска заднего моста автомобиля на стержневых торсионах

Балка моста при помощи сережек 1 соединена с качающимися рычагами 5 стержневых торсионов 4; при помощи рычага 2 и болта 3 производится регулировка угла предварительного закручивания стержня. В системе подвески установлены амортизаторы 6.

Специфика закрепления ведущих мостов на раме автомобиля заключается способе передачи на раму толкающих усилий от колес при подведении к ним крутящего момента от двигателя через главную передачу. При передаче крутящего момента через главную передачу, на опорах ее ведущего вала, заключенного в мосту, возникают реактивные усилия, создающие реактивный момент, стремящийся повернуть мост вокруг оси в направлении, противоположном вращению колес. При торможении тормозной момент стремится повернуть мост в обратном направлении.

Способы передачи толкающего усилия и моментов, стремящихся повернуть мост, зависит от системы связи между мостом и рамой, осуществляемой по трем основным схемам (рис. 3.13).

Схема связей ведущего моста и рамы автомобиля для передачи толкающего усилия и реактивного момента

Рис.. 3.13. Схема связей ведущего моста и рамы автомобиля для передачи толкающего усилия и реактивного момента

Наиболее часто связь между мостом и рамой осуществляется рессорами. В этом случае толкающее усилие Р передается на раму в месте передней серьги рессоры. Реактивный или тормозной момент действует через рессору на ее концах. Характерным для этой схемы является жесткое крепление рессоры к мосту.

При помощи карданной трубы, жестко сцепленной с мостом и связанной с рамой шаровым шарниром. В этом случае крепление рессор к мосту должно быть шарнирным (автомобиль ГАЗ-АА).

На некоторых отечественных автомобилях (ГАЗ-М-1, ГАЗ-67) толкающее усилие перевалось рессорами, а реактивные моменты - карданной трубой. Характерным для этой схемы является шарнирное крепление рессоры к мосту и телескопическое устройство карданной трубы.5

Подвеска управляемых передних колес легковых автомобилей. На довоенных раритетных автомобилях часто использовалась рессорная подвеска передних управляемых колес, установленных на балке (рис. 3.4), которая передавала через рессоры на раму автомобиля продольные и боковые силы, возникающие от контакта колес с дорогой.

Балка переднего неведущего моста

Рис. 3.4. Балка переднего неведущего моста:

1 - поворотная цапфа; 2 - двутавровая балка; 3 - опорные площадки; 4 -шкворень; 5 - поворотный рыча

Основу переднего моста обычно составляет двутавровая балка 2, имеющая по концам бобышки, отогнутые вверх. Средняя часть балки выгнута вниз так, что позволяет расположить ниже двигатель на раме. Верхняя полка моста имеет опорные площадки 3 для крепления рессор подвески. В бобышку балки вставлен и жестко закреплен шкворень 4, который служит для установки на нем поворотной цапфы 1. На оси цапфы крепится на подшипниках ступица колеса, а сама цапфа может поворачиваться на шкворне с помощью поворотного рычага 5.

На легковых заднеприводных автомобилях временной категории «MODERN» с независимой подвеской передних колес передний мост образуется короткой балкой или поперечиной, закрепленной к лонжеронам кузова автомобиля и служащей одновременно для крепления двигателя (рис. 3.5).

Передние мосты с независимой подвеской колес с рулевыми тягами и тормозами (дисковыми и барабанными) заднеприводных автомобилей

Рис. 3.3. Передние мосты с независимой подвеской колес с рулевыми тягами и тормозами (дисковыми и барабанными) заднеприводных автомобилей

Телескопические и рычажные амортизаторы. Для гашения колебаний, возникающих на автомобилях в конструкции подвески ретро-автомобилей широко использовались амортизаторы рычажного или телескопического действия. По причине громоздкости рычажные амортизаторы постепенно уступили место компактным телескопическим.

Работа любого амортизатора основана на сопротивлении перетекания специальной жидкости АЖ-12Т, находящейся во внутренних полостях амортизатора и перетекающей из одной полости в другую при изменении их объемов. Телескопические амортизаторы (рис.3.6) имеют двустороннее действие, т.е. гасят колебания подвески при ходе сжатия и при ходе отдачи.

Телескопический амортизатор

Рис. 3.6. Телескопический амортизатор:

1 - днище; 2 -цилиндр; 3 -поршень; 4 -направляющая втулка с уплотнителями; 5 - шток; 6 - перепускной клапан; 7 - клапан отдачи; 8 - пружина; 9 - впускной клапан; 10 — клапан сжатия

Клапан отдачи разгружает подвеску и амортизатор от больших усилий при резких ходах отдачи, а также при возрастании вязкости жидкости при понижении температуры. Характеристика телескопического амортизатора выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить усилие перемещения подвески при ходе отдачи в 2...3 раза больше, чем при ходе сжатия.

На автомобилях с рессорной подвеской обычно использовались амортизаторы рычажной конструкции. В зависимости от конструкции рычажные амортизаторы могли быть одностороннего (рис. 3.7) и двухстороннего действия (рис. 3.8). Первые обычно гасят колебания при расхождении моста и рамы, и жесткость подвески при сжатии рессоры не увеличивается.

Литой чугунный корпус рычажного амортизатора, установленный на раме, имел внутри цилиндр 8, в котором двигался поршень 9. Сухарь, запрессованный в днище поршня, упирался в кулачок 11, насаженный на мелкие шлицы валика 2. На наружном конце валика, выходящем из корпуса, закреплялся рычаг 1, шарнирно связанный при помощи специальной стойки с мостом автомобиля. Пружина 7 отжимала поршень к кулачку и одновременно удерживала корпус 12 обратного клапана 10, состоящего из тарелки, прижимаемой легкой конической пружиной 13 к седлу в днище поршня. В стенке цилиндра помещался рабочий клапан, перекрывающий отверстие из цилиндра во внутреннюю полость корпуса. Рабочий клапан состоял из стержня 4, на который с зазором была надета втулка с тарелью клапана 6 и пружина 5. Собранный на стержне клапан с пружиной центрировался и прижимался к седлу пробкой 3. На стержне имелись две продольные лыски для прохода жидкости при закрытом клапане. Амортизаторная жидкость, заливаемая через отверстие, закрываемое пробкой 3, заполняла внутреннюю полость корпуса и рабочий цилиндр.

Амортизатор одностороннего действия автомобиля ГАЗ-М-1

Рис. 3.7. Амортизатор одностороннего действия автомобиля ГАЗ-М-1

Амортизаторы двухстороннего действия обеспечивали более плавную работу системы подвески автомобиля в целом и имели значительно большее распространение. Одновременно они несколько увеличивали жесткость подвески, так как оказывали сопротивление сжатию рессоры. В силу этого, двухсторонние амортизаторы, как правило, выполнялись с неодинаковым сопротивлением в обе стороны. При сжатии рессоры сопротивление амортизатора обычно бывает слабое и составляет 20...50% от сопротивления амортизатора при отбое рессоры.

Амортизатор двухстороннего действия передней подвески автомобиля М-20 «Победа»

Рис. 3.8. Амортизатор двухстороннего действия передней подвески автомобиля М-20 «Победа»

Приводной рычаг амортизатора 1 (рис. 1.48) является одновременно рычагом подвески колеса, а валик амортизатора 2 является осью качания рычага подвески. На шлицованной средней части валика сидит кулак амортизатора 3, концы которого упираются в стальные сухари, впрессованные в поршни двух параллельных цилиндров амортизатора: нижний - сжатия, а верхний - отбоя. Цилиндры по устройству одинаковые. В каждом из них поршень 4 имеет возвратную пружину 5, удерживающую поршень в постоянном контакте с кулаком. Обратный клапан 6 зажат фланцем корпуса под пружиной. Цилиндры сообщаются между собой двумя каналами, в которых помещены рабочие клапаны сжатия.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >