Лебедєв А.Т., Антощенков В.М., Бойко М.Ф. та ін. Трактори та автомобілі. Частина 3. Шасі

Подождите немного. Документ загружается.

270

різьовому кінці — лиска, на яку надіто ексцентрикову шайбу. Тому

при повороті болта змінюється положення кулака, що забезпечує ре-

гулювання розвалу передніх коліс. До поворотного кулака прикріпле-

но захисний кожух 15 гальмового диска. Усередині поворотного ку-

лака за допомогою стопорних кілець 16 закріплено дворядний підшип-

ник 20 маточини 19 колеса, що закривається ковпаком 17.

До нижньої частини поворотного кулака 13 прикріплено корпус 37

кульового шарніра з кульовим пальцем 36. Кульова головка пальця

провертається в підшипнику 35, виготовленому з низькофрикційної

тефлонової тканини, залитої в корпусі шарніра смолою.

Важіль 22 підвіски шарнірно з’єднаний з кронштейном 28 кузова.

Гумометалевий шарнір запресований у головку важеля і складається з

гумової і металевої втулок.

До важеля також за допомогою гумометалевих шарнірів прикріп-

лено розтяжку 29 і стабілізатор 25 поперечної стійкості, що, у свою

чергу, шарнірно прикріплені до кузова автомобіля і стабілізують по-

ложення важеля підвіски.

Стабілізатор поперечної стійкості — це сталевий пружний П-по-

дібний стержень, з’єднаний із важелем 22 підвіски за допомогою сто-

яка 24 з двома головками. Нижня головка стояка через гумометалевий

шарнір з’єднується з важелем, а верхня головка, і яку запресовано

гумову втулку, надівається на стабілізатор. Середня частина стабілі-

затора кріпиться до лонжеронів кузова двома кронштейнами 27 з гу-

мовими розрізними подушками 26. У разі наїзду одного з передніх

коліс на перешкоду стабілізатор, закручується і працює як торсіон,

передаючи частину зусилля на підвіску іншого колеса й обмежуючи

тим самим поперечний нахил кузова автомобіля.

Підвіска передніх коліс діє в такий спосіб. Під час руху колеса

вгору (хід стиску) шток 38 переміщується у циліндрі телескопічного

стояка 9, його довжина зменшується і пружина 5 стискується. Важіль

22 підвіски разом із розтяжкою повертається у своїх шарнірах. Одно-

часно спрацьовує гідравлічна амортизаторна частина стояка, погли-

наючи енергію коливання. Потім вступає в дію буфер 3 ходу стиску,

який упирається в опору 4 стояка. За зворотного руху колеса вниз (хід

віддачі) стояк із пружиною розтягуються й одночасно спрацьовує гід-

равлічна амортизаторна частина стояка, зменшуючи коливання кузо-

ва. Під час роботи підвіски кут нахилу стояка змінюється, тобто під-

віска коливається.

271

Задня підвіска автомобіля ВАЗ-2109 (рис. 10.11) незалежна з по-

здовжніми важелями 2, з’єднаними між собою пружною сполучною

балкою 19. Трубчасті поздовжні важелі приварені до балки й утво-

рюють з нею єдину конструкцію, прикріплену болтами 6 до крон-

штейнів 7 кузова за допомогою гумометалевих шарнірів, що склада-

ються з гумової 4 і металевої 5 втулок.

До задньої частини важелів приварені кронштейни, до яких при-

кріплені амортизатори 18 із пружинами 12. Пружними елементами

підвіски є пружини і буфери 14 ходу стиску. Пружина нижньою час-

Рис. 10.11. Задня підвіска автомобіля ВАЗ-2109:

1 — маточина заднього колеса; 2 — важіль задньої підвіски; 3 — кронштейн кріплення

важеля підвіски; 4 — гумова втулка шарніра важеля; 5 — розпірна втулка шарніра; 6

—

болт кріплення важеля підвіски; 7 — кронштейн кузова; 8 — опорна шайба кріплення

штока амортизатора; 9 — верхня опора пружини підвіски; 10 — розпірна втулка; 11

—

ізоляційна прокладка пружини підвіски; 12 — пружина задньої підвіски; 13 — подуш-

ка кріплення штока амортизатора; 14 — буфер ходу стиску; 15 — шток амортизатора;

16 — захисний кожух амортизатора; 17 — нижня опорна чашка пружини підвіски;

18 — амортизатор; 19 — сполучна балка; 20 — вісь маточини колеса; 21 — ковпа

маточини; 22 — гайка кріплення маточини колеса; 23 — ущільнювальне кільце; 24

—

шайба підшипника; 25 — підшипник маточини; 26 — щит гальма; 27 — стопорне кіль-

це; 28 — брудовідбивне кільце; 29 — фланець важеля підвіски; 30 — втулка амортиза-

тора; 31 — кронштейн важеля з вушком для кріплення амортизатора

272

тиною упирається в приварену до амортизатора чашку 17, а верх-

ньою — у приварену до кузова опору 9.

Поліуретановий буфер 14 ходу стиску встановлений на штоці 15

амортизатора. Зверху він упирається в кришку захисного кожуха 16, а

знизу (при включенні його в роботу) — на опору буфера, напресовану

на верхню частину резервуара амортизатора. Захисний кожух 16 має

будову і діє так само, як і відповідний кожух телескопічного аморти-

заторного стояка.

До фланця важеля 2 підвіски прикріплені вісь 20 маточини колеса і

щит 26 гальмового механізму. На осі встановлений і закріплений за

допомогою стопорного кільця 27 дворядний кульковий підшипник

25, на якому обертається маточина 1.

Надмірна м’якість підвіски легкового автомобіля може призвести

до розгойдування кузова за прямолінійного руху і до поперечних на-

хилів на поворотах. З метою ослаблення цих негативних явищ на біль-

шості легкових автомобілів установлюють стабілізатори поперечної

стійкості (рис. 10.12).

За одночасного підіймання коліс автомобіля штанга 1 вільно про-

вертається у втулках 2 і стабілізатор не працює. За бічного крену ку-

зова стояки 3 переміщуються один відносно одного у вертикальній

площині і штанга 1, закручуючись, перешкоджає збільшенню нахилу

кузова.

Задня підвіска тривісного автомобіля балансирного типу (рис.

10.13) складається з двох напівеліптичних ресор 6, двох кронштейнів

Рис. 10.12. Кінематична (а) та конструктивна (б)

схеми стабілізатора поперечної стійкості

легкового автомобіля:

—

штанга; 2

—

втулка; 3

—

стояк; 4, 5

—

подушки

273

задньої підвіски 8, двох башмаків ресор 15, двох кронштейнів балан-

сира, стяжки підвіски 25 і шести реактивних штанг 12.

Кронштейни задньої підвіски 8 виготовлені зі сталевого литва і

прикріплені до рами в зоні поперечини. Кожен кронштейн кріпиться

до вертикальних стінок лонжеронів вісьмома болтами. До нижньої ко-

синки поперечини лівий кронштейн прикріплений вісьмома шпиль-

ками, вкрученими в кронштейни верхніх реактивних штанг 16, а пра-

вий кронштейн — вісьмома болтами. Для забезпечення надійного

кріплення кронштейна верхніх реактивних штанг застосовують розрі-

зні конічні втулки. До нижньої частини кронштейна задньої підвіски

на шпильках прикріплений кронштейн балансира. У кронштейні ба-

лансира розточений отвір, у який запресована вісь балансира. Вісь

порожниста, з обох боків заглушена спеціальними пробками. Зовні на

вісь установлено башмак 15 із запресованими в нього втулками з ан-

тифрикційного матеріалу. Між башмаком ресори і кронштейном ба-

лансира встановлене упорне кільце 21, що одним боком упирається у

Рис. 10.13. Задня підвіска автомобіля балансирного типу:

1 — середній міст; 2 — кронштейн верхньої реактивної штанги; 3 — крон-

штейн нижньої реактивної штанги середнього моста; 4 — кронштейн установки

ресори середнього моста; 5 — палець опори задньої ресори; 6 — задня ресора;

7 — хомут; 8 — кронштейн задньої підвіски лівий; 9 — гайка стрем’янка; 10

—

накладка ресори; 11 — стрем’янка ресори; 12, 14 — реактивні штанги; 13

—

задній міст; 15 — башмак ресори; 16 — кронштейн верхньої реактивної штанги;

17 — кришка осі балансира; 18 — заглушка; 19 — стяжний болт; 20 — втулка башма-

ка; 21 — упорне кільце башмака; 22 — манжета балансирної підвіски; 23

—

кільце; 24 — сальник; 25 — стяжка задньої підвіски

274

втулку башмака балансира, а іншим — у кронштейн осі балансира. З

боку кронштейна упорне кільце ущільнене гумовим. Для запобігання

витіканню мастила з порожнини башмака ресори в кільцеву виточку

башмака запресований самопідтискна манжета 22. Манжета, у свою

чергу, захищена від забруднення ущільнювальним кільцем 23, встано-

вленим на шийку кронштейна балансира, робочою частиною воно

спирається на штамповане хромоване кільце, запресоване і розкерне-

не на башмаку ресори. Башмак ресори зафіксований від осьового

зміщення гайкою, нагвинченою на вісь балансира. Гайка розрізна і від

самовільного відкручування захищена болтом із самоконтрувальною

гайкою. Порожнина башмака закрита кришкою, установленою на

прокладці.

Зверху на башмак своєю середньою частиною встановлена ресора.

Ресора розміщена на спеціальному майданчику, профрезерованому в

башмаку, і зафіксована від бічного зсуву чотирма щоками башмака.

Щоки від стирання бічними торцями ресори захищені термічно обро-

бленими вкладишами. Кожен вкладиш установлений на двох заклеп-

ках. Під нижній лист ресори вміщено накладку ресори, яка загнутими

кінцями додатково фіксується від осьового переміщення торцевими

упорами башмака. Башмак для усунення зазору стягнутий двома

шпильками.

Задня ресора складається з дев’яти листів. Три нижніх листи —

корінні і виконані з прямокутного профілю, шість верхніх — із Т-по-

дібного профілю. У кожному листі в середній частині виконано витис-

нення, причому кожен верхній лист своїм витисненням входить у

відповідне заглиблення листа, що лежить нижче, і тим самим фіксу-

ється від бічних переміщень. Нижній корінний лист зафіксований у

заглибленні підкладки ресори, а верхній лист фіксується накладкою

ресори 10. Двома стрем’янками 11 накладка разом з ресорою притиска-

ється до башмака. Листи ресори від бічного переміщення додатково

зафіксовані двома хомутами, прикріпленими з обох кінців сьомого ли-

ста. Хомути через розпірні втулки стягнуті болтами. Кінці ресори вста-

новлені на напрямних поверхнях кронштейнів опор задньої підвіски.

Кронштейни опор приварені до верхньої частини балок середнього

і заднього мостів. Для обмеження вертикального переміщення кінців

ресор у кожному кронштейні опор встановлено палець 5.

Для зм’якшення ударів балок мостів об раму до нижніх полиць

лонжеронів прикріплено гумові буфери. Для сприйняття поштовхів і

275

реактивних зусиль балки мостів з’єднані шістьома реактивними штан-

гами з рамою автомобіля. Чотири нижні реактивні штанги зв’язують

балки заднього і середнього мостів із кронштейнами балансирів, які

мають спеціальні конічні отвори. До балок листів приварено важелі

нижніх реактивних штанг.

Дві верхні реактивні штанги розміщені у знімних важелях, вста-

новлених на картерах редукторів мостів і кронштейнах реактивних

штанг. Важелі верхніх реактивних штанг 2 встановлені на чотирьох

шпильках із конічними втулками на картерах редукторів середнього 1

і заднього 13 мостів.

10.5. АМОРТИЗАТОРИ

Для гасіння коливань несівної системи і коліс установлюють спе-

ціальні демпфірувальні пристрої — амортизатори.

Найповніше вимоги, що ставляться до підвіски автомобіля, задо-

вольняють гідравлічні важільні і телескопічні амортизатори.

Вимоги, що ставляться до амортизаторів:

y здатність збільшувати гасіння з ростом швидкості коливань, щоб

запобігти розгойдуванню кузова і коліс;

y малі гасіння коливань під час руху автомобіля по нерівностях

невеликих розмірів;

y мінімальне навантаження від амортизатора на кузов;

y стабільність дії за руху в різних умовах і за різних температур

повітря.

Опір коливанням у гідравлічному амортизаторі створюється в ре-

зультаті перекачування рідини крізь невеликі отвори в його клапанах.

Зі збільшенням швидкості відносних переміщень моста і несівної си-

стеми різко зростає опір амортизатора. Амортизатори заповнюють

спеціальною рідиною, в’язкість якої мало залежить від температури

навколишнього середовища.

Періоди коливань несівної системи називають так: хід стиску, ко-

ли несівна система і міст зближуються, і хід віддачі, коли несівна сис-

тема і міст віддаляються.

Амортизатор однобічної дії гасить коливання лише під час ходу

віддачі. Амортизатор двобічної дії забезпечує плавну роботу підвіски,

оскільки поглинає енергію коливань як за ходу віддачі, так і стиску. У

276

зв’язку з цим амортизатори двобічної дії майже цілком витіснили

амортизатори однобічної.

Опір, створюваний амортизатором двобічної дії, за ходів стиску і

віддачі неоднаковий. Опір за ходу стиску становить 20 – 25 % опору

ходу віддачі, оскільки амортизатор має гасити в основному коливання

підвіски за ходу віддачі і не збільшувати жорсткість ресор за ходу

стиску. Підвіски легкових автомобілів і автобусів мають чотири амор-

тизатори, а підвіски вантажних автомобілів — два (тільки в передній

підвісці).

Найбільш поширені амортизатори двобічної дії з несиметричною

характеристикою розвантажувального клапана — коефіцієнт опору

при стиску

ст

менший за коефіцієнт опору при віддачі

від

К , щоб у

Рис. 10.14. Робочий процес (а – г) і характеристика (д) амортизатора:

а — плавний стиск; б — різкий стиск; в — плавна віддача; г — різка віддача; 1 — пе-

репускний клапан стиску; 2 — калібрований отвір; 3 — розвантажувальний клапан

стиску; 4 — клапан віддачі; 5 — пружина

277

разі наїзду колеса на нерівність і швидкого стискання амортизатора

великі зусилля не передавались на раму.

Робочий процес двотрубного амортизатора ілюструє рис. 10.14.

Розвантажувальні клапани відкриваються, коли швидкість коливань

кузова значно збільшується; тим самим навантаження на кузов обме-

жуються.

Тиск рідини в телескопічному амортизаторі в 4 – 5 разів менший,

ніж у важільному.

У разі плавного стискання перепускний клапан 1 під тиском

ст

перепускає рідину з нижнього у верхній об’єм, частина рідини пере-

тікає в компенсаційну камеру і стискає там повітря. Сила опору при

стиску

а.ст ст ш

РРF≈ (де

— площа штока).

За різкого стискання тиск зростає, тому відкривається розвантажу-

вальний клапан 3 і збільшення сили опору сповільнюється.

За ходу віддачі поршень переміщується вгору, клапан 1 закрива-

ється, рідина перетікає крізь калібрований отвір 4, тиск рідини над

поршнем збільшується. Частина штока виводиться з робочого цилін-

дра, нестача рідини під поршнем поповнюється з компенсаційної ка-

мери. Сила опору за ходу віддачі

а.від від п ш

(),РрFF

− (10.3)

де

від

— тиск рідини над поршнем;

— площа поршня.

За різкої віддачі тиск рідини долає зусилля пружини 5 розвантажу-

вального клапана віддачі і диски 4 звільняють прохід для рідини.

Гасіння коливань визначають за відносним коефіцієнтом гасіння

під під

/,KCm

′

ψ= (10.4)

де

пiд

K — коефіцієнт опору підвіски;

пiд

С — жорсткість підвіски;

′

— підресорена маса, що припадає на колесо.

Зазвичай коефіцієнт гасіння

= 0,15...0,25.

За певного значення коефіцієнта

пiд

K коефіцієнт опору амортиза-

тора

K залежить від його типу і розміщення (рис. 10.15).

За вертикального розміщення амортизатора сила його опору буде

апiд 1a

(/),Р Kav=ρ (10.5)

278

а в разі розміщення під кутом

апiд a

/cos ,Р Kv

δ (10.6)

де

v — швидкість переміщення поршня амортизатора.

За ходу стиску

астa

,Р Kv= за ходу віддачі

авідa

.Р Kv

Середній розрахунковий коефіцієнт опору амортизатора

сствід

0,5( ).KKK

+ (10.7)

Схему встановлення амор-

тизатора визначають за ком-

понувальних міркувань; ба-

жано розміщувати амортиза-

тор якомога ближче до коле-

са, досить поширене його

розміщення всередині пру-

жини підвіски.

Високочастотні коливан-

ня, опір клапанів, збовтуван-

ня рідини і зіткнення рідини

з повітрям у компенсаційній

камері призводять до утво-

рення емульсії, що порушує роботу амортизатора.

В однотрубному амортизаторі (рис. 10.16) рідина ізольована від

повітря гумовою мембраною або рухливим поршнем 8 з ущільнюва-

чем 9, тому емульгування рідини неможливе. Його корпус 7 у нижній

порожнині заповнений рідиною 5, а у верхній — газом 6 (азотом) під

тиском 2 – 3 МПа. Рідина і газ розділені поршнем з кільцевим ущіль-

нювачем 9. Поршень 11 закріплений на штоці гайкою 10. В ньому є

канали К змінного перетину, а на циліндричній поверхні — щілини.

Канали К перекриваються дисками 12, які стикаються із шайбою 14.

Гумова шайба 3 і манжета 1 штока спираються на напрямну штока 16,

захищені фасонною шайбою 4, що за висунутого штока 15 стикається

з обмежувальною шайбою. Усе це утримується запірним кільцем 2.

Рідина 5 під тиском омиває гумову шайбу 3, манжета 1 і притискає

їх до корпусу 7 та штока 15.

За ходу стиску (див. рис. 10.16, б) під тиском над поршнем відтис-

каються диски 12 від поршня і рідина перетікає в підпоршневу порож-

Рис. 10.15. Способи установлення аморти-

затора вертикально (а) та під кутом (б)

279

нину. За ходу віддачі (див. рис. 10.16, в) вна-

слідок підвищення тиску під поршнем диски

12 відтискаються від шайби 14 і рідина крізь

вирізи зірочки 13 перетікає в надпоршневу

порожнину.

За малих швидкостей переміщення поршня

диски 12 займають вихідне положення і рідина

проходить в основному крізь зазор між порш-

нем і циліндром. Отже, один клапан працює по

черзі на стиск і на віддачу.

Конструкція однотрубного амортизатора

порівняно з двотрубним за такого самого зов-

нішнього діаметра має значно меншу масу (на 30 – 50 %), у два – три

рази меншу кількість деталей, стабільні показники роботи, вищі чут-

ливість і швидкодію, тому в перспективі вони охоплять усі типи авто-

транспортних засобів.

Стабільність характеристик амортизатора значною мірою зале-

жить від герметичності ущільнення штока. Як ущільнювачі найбільш

поширені манжети, робоча поверхня яких виконана у вигляді декіль-

кох кілець. Як правило, манжету надівають на шток із натягом 0,5 –

0,9 мм і притискають пружиною. Зовнішній сальник є водо- і брудо-

знімним. Діапазон робочих температур сальників (–50…+160 °С) ши-

рокий, тому для їх виготовлення потрібні термо- й оливостійкої гуми,

наприклад на основі фторкаучуку.

Рис. 10.16. Конструкція (а) та схема роботи за ходу

стиску (б) і віддачі (в) однотрубного амортизатора:

1 — манжета; 2 — запірне кільце; 3 — гумова шай-

ба; 4 — фасонна шайба; 5 — рідина; 6 — газ; 7

—

корпус; 8, 11 — поршні; 9 — ущільнювач; 10 — гай-

ка; 12 — диски; 13 — зірочка; 14 — шайба; 15

—

шток; 16 — напрямна штока; К — канал