Подвеска грузового автомобиля
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Подвеска грузового автомобиля

Назначение и устройство подвески автомобиля

Подвеска служит для смягчения и поглощения толчков и ударов, возникающих при движении автомобиля по неровной дороге.

На грузовых автомобилях применяют зависимые подвески, при которых оба колеса одного моста имеют упругую связь с рамой. При наезде одного колеса на неровность его перемещение относительно рамы передается другому колесу.

На автомобилях различают переднюю подвеску, связывающую передний мост с рамой и заднюю подвеску, которая соединяет с рамой одновременно промежуточный и задний мост.

Передняя подвеска рассматриваемых автомобилей (КамАЗ-4310, Урал-4320, ЗИЛ-131) зависимая, рес­сорная, с телескопическими амортизаторами.

На автомобиле КамАЗ-4310 эта подвеска состоит из двух продоль­ных полуэллиптических рессор 12 (рис. 126) с деталями крепления, четырех опорных кронштейнов 9 и 23, четырех резиновых буферов 4 и 6, двух амортизаторов 13. Каждая рессора набрана из 15 листов разной длины, изготовленных из упругой стали. Верхний самый длинный лист называется коренным, он имеет прямоугольное сечение, остальные – Т-образное. В каждом листе выполнена выдавка, которая входит в углубление нижележащего листа, тем самым листы фиксируются от продольных смещений. От поперечных смешений листы удерживаются хомутиками.

Рис. 126. Передняя подвеска автомобиля КамАЗ-4310: 1 -болт крепления ушка; 2 – стяжной болт; 3 – накладка ушка; 4, 8 – буферов; 5 – стремянка; 6 – накладка реестры; 7 – кронштейн опоры кабины; 9, 23 – кронштейн рессоры; 10 – накладка коренного листа; 11 – палец, кронштейна; 12 – рессора; 13 – амортизатор; 14 – втулка амортизатора; 15 – кронштейн амортизатора; 16 – палец амортизатора; 17 -балка моста; 18 -проставка рессоры; 19 -масленка; 20 -палец ушка; 21 – втулка ушка; 22 – ушко рессоры; 24 – накладка стремянок.

В среднем части рессора с помощью двух стремянок крепится к балке моста. Между рессорами и мостом устанавливаются проставки 18.

На переднем конце коренного листа крепится ушко 22, в которое запрессована втулка 21. С помощью пальца 20 передний конец рессоры закреплен в кронштейне 23 рамы. Трущиеся поверхности втулки и пальца смазываются через пресс-масленку 19.

Задний конец рессоры скользкий, опирается на кронштейн 9 через наклепанную на коренной лист накладку 10. В кронштейне установлен сменный сухарь и боковые вкладыши, закрепленные стяжным болтом, на который надета втулка. Конец второго листа рессоры изогнут, тем самым он удерживает рессору от выпадения из кронштейна при провисании моста.

При наезде колеса на препятствие рессора выпрямляется и удли­няется, при этом накладка 10 коренного листа скользит по сухарю заднего кронштейна. Энергия удара поглощается рессорой и не передается на раму. При больших прогибах рессора сначала касается дополнительного буфера 8, а затем упирается в основной буфер 4. Дополнительный буфер ограничивает прогиб заднего конца рессоры и уменьшает поворот переднего моста вверх при торможении автомобиля. После съезда колеса с препятствия рессора принимает первоначальную форму, рама с закрепленными на ней агрегатами и кузовом совершает колебания, которые гасятся амортизаторами. Толкающий тормозные усилия передаются от моста на раму через рессору и детали ее крепления.

Передняя подвеска автомобиля Урал-4320 имеет аналогичное устройство. Отличие, кроме размеров и форм деталей, состоит в следующем: рессора набрана из 10 листов, из которых два верхних имеет одинаковую длину, а на заднем конце загнут третий лист; основной резиновый буфер закреплен вместе с накладкой к средней части рессоры, задние кронштейны рессор соединены между собой стяжкой.

У автомобиля ЗиЛ-131 передняя подвеска имеет такое же устройст­во, как и на автомобилях КамАЗ-4310 или Урал-4320. Передние рессоры имеют по 17 листов у автомобилей с лебедкой и по 15 листов у автомобилей без лебедки. Основной буфер закреплен в центре рессоры.

Рис. 127. Гидравлический амортизатор: I – проушина; 2 – кожух; 3, 4 – сальники; 5 – перепускной клапан; 6, 15- отверстия в поршне; 7 – клапан отдачи; 8, 11 – пружины; 9 – впускной клапан: 10 – клапан сжатия; 12, 13 -отверстия в основании; 14 – поршень; 16 – корпус; 17 – цилиндр; 18 – шток; 19 – отверстие в направляющей штока.

Основными, частями амортизатора (рис.127) являются корпус 16, рабочий цилиндр 17, кожух 2, поршень 14 со штоком 18, клапан сжатия 10, клапан отдачи 7, перепускной клапан 5, впускной клапан 9. Рабочий цилиндр размешен внутри корпуса, снизу к нему приварено основание, а сверху цилиндр закрывается направляющей штока. Внутри цилиндра перемещается поршень, соединенный со штоком. В поршне имеется два ряда отверстий, расположенных по окружностям. Отверстия 6 на большом диаметре закрываются перепускным пластинчатым клапаном 5, отверстия на меньшем диаметре 15 перекрыты снизу тарелкой клапана отдачи 7. В основании цилиндра имеется один ряд отверстий по окружности, которые закрываются сверху впускным клапаном 9. В центре основания расположен клапан 10 сжатия.

Пространство между цилиндром и поршнем называется резервной полостью, вместе с рабочим цилиндром она заполнена жидкостью.

Выход штока из цилиндра уплотняется резиновым сальником 3. Между обоймой сальника и направляющей штока установлен сальник 4, уплотняющий резервную полость.

Работа амортизатора. При плавном ходе сжатия поршень переме­шается вниз, под ним создается давление, за счет чего открывается перепускной клапан 5 на поршне, и жидкость перетекает в пространство над поршнем. Вся жидкость из-под поршня не может перетечь в пространство над поршнем, так как часть объема выше поршня занимает шток. Поэтому часть жидкости через приоткрывающийся клапан сжатия 10 перетекает в резервную полость.

При резком сжатии под поршнем создается большое давление, клапан сжатия открывается на большую величину. Жидкость перетекает через клапан 5 в пространство над поршнем и через клапан 10 в резервную полость.

При плавном ходе отдачи давление создается в пространстве над поршнем. Жидкость перетекает через отверстия 15 и щели в клапане отдачи 7 в пространство под поршнем. Одновременно в это же пространство поступает жидкость из резервной полости через впускной клапан 9.

При резком ходе отдачи давление над поршнем возрастает быстро. Жидкость, преодолевая усилие пружины, открывает клапан 7 и проходит в пространство под поршнем. Одновременно часть жидкости из резервной полости проходит через впускной клапан 9 в пространство под поршнем.

Во всех случаях при перетекании жидкости через узкие отверстия клапанов создается трение жидкости о стенки отверстий и между ее слоями. За счет этого трения и гасятся колебания рамы. При трении выделяется теплота, поэтому исправно работающий амортизатор должен быть теплым.

Рис. 128 Задняя подвеска трехосного автомобиля: 1 – промежуточный мост; 2, 3 – кронштейны реактивных штанг; 4, 8 -кронштейны рессор; 5 – рессора; 6,15 – кронштейн подвески; 7 -стремянка; 9 – задний мост; 10, 11, 14-реактивные штанги; 12 – балансир; 13 – ось.

Задняя подвеска (рис. 128) трехосных автомобилей зависимая, рессорная, балансирная. Основными частями такой подвески являются две перевёрнутые рессоры 5, два балансира, две оси 13 (на автомобилях Урал-4320 и ЗиЛ-131 – одна общая ось), два кронштейна б осей, два кронштейна задней подвески, шесть реактивных штанг 10, 11, 14, четыре резиновых буфера.

Ось 13 запрессована в кронштейн 6, который закреплен шпильками к кронштейну 15, последний крепится болтами к лонжерону рамы. По концам осей 13,на двух втулках каждый, устанавливаются балансиры 12. От осевых смешений балансир фиксируется разрезной гайкой, стянутой болтом. Смазка трущихся поверхностей балансира осуществляется маслом, заливаемом через верхнее отверстие в крышке балансира, слив масла – через нижнее отверстие, -отверстия закрываются пробками. Со стороны кронштейна б балансир уплотняется сальником и резиновыми кольцами.

Рессора в средней части крепится к балансиру двумя стремянками 7. Концы рессор устанавливаются свободно в кронштейнах балок мостов.

Резиновые буфера, прикрепленные к лонжеронам рамы, ограничива­ют ход мостов вверх и смягчают удары балок о раму.

Реактивные штанги служат для передачи толкавших и тормозных усилий от балок мостов на раму, они также воспринимают от мостов реактивные моменты, возникающие при трогании с места или торможении. Каждый мост имеет по три штанги – одну верхнюю и две нижние. Штанга состоит из стержня и двух головок. На автомобилях КамАЗ-4310 и Урал-4320 в головках штанг установлены шаровые пальцы с вкладышами и пружиной, головка закрывается крышкой. Для смазки трущихся по­верхностей шарнира в головке имеется пресс-масленка. На автомобиле ЗиЛ-131 в головке установлен шаровой палец и обойма с вкладышами. Вкладыш изготовлен из тканой ленты, пропитанной специальным составом. Шарнир уплотнен резиновым чехлом. В процессе эксплуатации шарниры реактивных штанг на этом автомобиле смазки не требуют.

Реактивные штанги крепятся к кронштейнам подвески и рычагам мостов.

При балансирной подвеске оба моста образуют общую тележку, которая может качаться вместе с рессорами на оси и, кроме того, вследствие прогиба рессор каждый мост может перемещаться независимо, что обеспечивает хорошую приспособляемость колес к неровностям дороги.

Особенности подвесок грузовых автомобилей

Задняя рессорная подвеска грузового автомобиля:
1 — ушко рессоры;
2 — резиновая втулка;
3 — кронштейн;
4 — втулка;
5 — болт;
6 — шайба;
7 — палец;
8 — резиновые втулки;
9 — шайба пружинная;
10 — гайка;
11 — кронштейн;
12 — втулка резиновая;
13 — втулка;
14 — пластина серьги;
15 — болт;
16 — хомут;
17 — коренной лист;
18 — листы рессоры;
19 — дополнительная рессора;
20 — стремянка;
21 — накладка;
22 — задний мост;
23 — амортизатор;
24 — резиновая подушка;
25 — лонжерон рамы

В конструкции большинства грузовых автомобилей, прицепов и автобусов применяются зависимые подвески на продольных полуэллиптических листовых рессорах. В грузовых автомобилях и автобусах нагрузка на задний мост может меняться в значительных пределах в зависимости от массы перевозимого груза и количества пассажиров. Поэтому рессорная подвеска заднего моста, помимо основной рессоры, содержит дополнительную — подрессорник. Основная рессора средней частью крепится с помощью специальных хомутов — стремянок — к балке моста. Концы рессоры крепятся к раме автомобиля посредством специальных кронштейнов. Поскольку длина рессоры при ее прогибе изменяется, один из концов рессоры должен иметь возможность продольного перемещения относительно рамы. С этой целью применяют специальные кронштейны с качающейся серьгой, скользящие и эластичные опоры.
Подрессорник имеет меньшее число листов, чем основная рессора. В средней части он также крепится к балке моста, обычно сверху основной рессоры, а его концы не крепятся к раме. На раме, напротив плоских концов подрессорника, устанавливают упорные кронштейны. Когда автомобиль не нагружен, работает только основная рессора. При определенной нагрузке основная рессора прогибается так, что концы подрессорника упираются в кронштейны, и рессоры начинают работать совместно. При этом суммарная жесткость подвески увеличивается.

Читать еще:  Как работает пневмоподвеска

Пневматическая подвеска автобуса

В подвеске современных грузовых автомобилей, прицепов, полуприцепов и автобусов часто применяется пневматическая подвеска. Пневмоподвеска легче рессорной, обеспечивает более высокую плавность хода и дает возможность регулировать расстояние от грузовой платформы или пола кузова до поверхности дороги. Это особенно важно для грузовых автомобилей, где необходимо облегчить процесс погрузки-разгрузки автомобиля у пандусов, складских помещений и т. п. Некоторые автомобили имеют специальные пульты управления для регулировки высоты грузовой платформы при нахождении водителя вне автомобиля. Пневматическая подвеска автобусов обеспечивает постоянство уровня пола вне зависимости от количества пассажиров, что увеличивает комфорт и безопасность при их посадке и высадке. Конструкция пневматических подвесок некоторых автобусов дает возможность дополнительно понижать уровень пола на остановках.

Если соседние мосты многоосного грузового автомобиля, прицепа или полуприцепа расположены близко друг от друга, может применяться балансирная подвеска. При таких подвесках мосты качаются на соединенных с ними и с рессорами балансирных рычагах. При этом рессоры воспринимают только силу тяжести автомобиля, а тяговая и тормозная силы, а также реактивный и тормозной моменты передаются толкающими и реактивными штангами. Соседние мосты опираются на концы общих рессор, а рессоры средней частью крепятся к ступицам, которые могут поворачиваться относительно оси балансира закрепленной на раме.

mrbordos › Блог › Виды подвесок автомобилей.

Двухрычажная подвеска с коротким верхним и длинным нижним рычагами обеспечивает минимальные поперечные перемещения колеса (вредные для боковой устойчивости автомобиля и вызывающие быстрый износ шин), а также незначительные угловые перемещения при ходе вверх и вниз.
Конфигурация поперечного рычага позволяет каждому колесу независимо воспринимать неровности и оставаться более вертикальным на поверхности дороги. А это означает лучшее сцепление с дорогой.

Подвеска МакФерсона, названая по имени инженера Эрла Макферсона, разработавшего её в 1960 году, представляет собой подвеску колеса, состоящую из одного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости и блока из пружинного элемента и амортизатора телескопического типа, называемого качающейся свечой, в связи с тем, что он закреплен в верхней части к кузову при помощи упругого шарнира и может качаться при движении колеса вверх-вниз.

Кинематически схема менее совершенна, чем подвеска на двух поперечных или продольных рычагах: что при большом ходе подвески развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться, и тем больше, чем больше ход подвески. Но в связи с технологичностью и дешевизной данный тип подвески получил очень большое распространение в современном автомобилестроении.

Многорычажная подвеска несколько напоминают двухрычажную подвеску и имеют все ее положительные качества.

Эти подвески более сложны и боле дороги, но обеспечивают большую плавность хода и лучшую управляемость автомобиля. Большое количеств элементов — сайлент-блоков и шаровых шарниров хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес.

Применение многорычажной независимой подвески, которая главным образом используется на автомобилях представительского класса, придает подвеске стабильный контакт колес с любым покрытием на дороге и четкий контроль автомобиля при изменениях направления движения.

Главные преимущества многорычажной подвески:

-Независимость колес друг от друга,
-Низкая неподрессоренная масса,
-Независимая продольная и поперечная регулировки,
-Хорошая недостаточная поворачиваемость,
-Хороший вариант для использования в схеме 4×4.
Главный недостаток современной схемы — сложность и, соответственно, цена. До недавнего времени ее применяли только на дорогих автомобилях. Теперь же она «удерживает» задние колеса даже некоторых машин гольф-класса.

Установка пневмоэлементов
На всех вышеописанных подвесках пневмоэлемент устанавливается по схожей схеме. Он одевается на шток аммортизатора через сальники, обеспечивающие герметичность системы. Место крепления пневмоэлемента к корпусу стойки также надежно герметизируется.

Задняя зависимая подвеска

Типичным представителем такой конструкции может служить задняя подвеска с цилиндрическими винтовыми пружинами в качестве упругих элементов. Как пример можно привести конструкцию задних подвесок классических “Жигулей”. В этом случае балка заднего моста “подвешивается” на двух винтовых пружинах и дополнительно крепится к кузову при помощи четырех продольных рычагов. Кроме этого, для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода устанавливается поперечная реактивная штанга.

Основным недостатком этого типа подвески является значительная масса балки заднего моста. Этот показатель особенно возрастает, когда мост выполняется ведущим: приходится “нагружать” балку весом картера главной передачи, редуктора и т.п. А приводит все это к возрастанию так называемых неподрессоренных масс, из-за чего значительно ухудшается плавность хода и появляются вибрации.

Подвеска типа “Де Дион”

Стремясь как можно больше “облегчить” задний мост, инженеры многих автомобильных компаний начали применять подвеску типа “Де Дион”, названную по имени своего изобретателя, француза Альберта Де Диона. Главное ее отличие — картер главной передачи теперь отделен от балки моста и прикреплен непосредственно к кузову. Теперь крутящий момент передается от двигателя автомобиля к ведущим колесам через полуоси, качающиеся на шарнирах равных угловых скоростей. Этот тип подвески может быть как зависимым, так и независимым. Нечто похожее применяется на внедорожных автомобилях, в конструкции передней подвески независимого типа.

Но несмотря на совершенствование конструкции, все зависимые подвески обладают одним и весьма существенным минусом: проявляется несбалансированное поведение автомобиля при старте и торможении. Машина начинает “приседать” при интенсивном разгоне и “клевать носом” во время торможения. Для устранения этого эффекта стали применять дополнительные направляющие элементы.

Полунезависимая задняя подвеска

Конструктивно она выполняется в виде двух продольных рычагов, которые соединены посередине поперечиной. Этот тип подвески применяется только сзади, но практически на всех переднеприводных автомобилях. Среди плюсов этой конструкции можно выделить легкость монтажа, компактность и небольшой вес, как следствие — уменьшение “неподрессоренных масс”, и самое ее весомое достоинство — наиболее оптимальная кинематика колеса. Недостаток можно выделить всего один: такую подвеску можно применять только на неведущем заднем мосту.

Установка пневмоэлементов
В случае если пружина и аммортизатор конструктивно установлены отдельно друг от друга, пружина просто заменяется на пневмоэлемент с проставками необходимой толщины. Проставками подбирается минимальный и максимальный дорожный просвет автомобиля.
Если пружины с аммортзаторами собраны в единый узел, наподобие передней стойки, то пневмоэлемент устанавливается так же, как и на передней подвеске — одевается на шток аммортизатора.

Подвески грузовых автомобилей

Одна из первых и наиболее распространенных конструкций зависимой подвески — с продольными или поперечными рессорами и гидравлическими амортизаторами. Ее до сих пор применяют на грузовиках, коммерческих автомобилях и на некоторых моделях внедорожников. Это наиболее простой вариант решения задней подвески: мост “подвешивается” на продольных рессорах, закрепленных в кронштейнах кузова. Кроме этого, к балке заднего моста крепятся амортизаторы. В такой конструкции рессоры выполняют также функции направляющих элементов, то есть связывают колесо с кузовом и определяют его кинематику.

Плюс зависимой задней подвески подобного типа — очевидная простота конструкции, правда, это имеет какое-либо серьезное значение только для производителя. На практике же рядового автомобилиста ожидают только минусы: недостаточная эффективность работы рессор, как направляющих элементов. При достижении высоких скоростей относительно “мягкие” рессоры оказываются не в состоянии придавать заднему мосту необходимое положение в пространстве, отчего сильно ухудшается сцепление шин с дорогой, и, как следствие, проявляется неудовлетворительная управляемость машины на высоких скоростях.

Подвески внедорожников и пикапов

Рассмотрим варианты подвесок на данный тип автомобилей подробней. Здесь присутствуют несколько видов подвесок:
-автомобили с зависимой передней и задней подвесками,
-автомобили с независимой передней и зависимой задней подвеской,
-автомобили с полностью независимой подвеской.
Разбирать устройство начнем с задней подвески. Наиболее распространенной задней подвеской внедорожников является рессорная или пружинная подвеска с жестким неразрезным мостом.

Подвески грузовиков

Продолжение темы о подвесках, использующихся на коммерческом транспорте

При создании грузового автомобиля подвеске уделяется все большее внимание. Ведь от ее совершенства зависят не только плавность хода, но и проходимость машины, безопасность движения, устойчивость, надежность, долговечность грузовика и даже расход топлива.

Как известно, грузовые автомобили работают на дорогах разных категорий: от магистральных автострад до грунтовых дорог в строительных карьерах, не говоря уже о бездорожье. В зависимости от конкретных условий конструктор выбирает величину дорожного просвета машины между поверхностью дороги и нижними точками ходовой части и ее органов. Чем хуже условия, в которых предстоит работать машине, тем просвет должен быть больше, несмотря на некоторые негативные последствия, а именно: повышение центра тяжести, снижение устойчивости и т.д.

На современных грузовых автомобилях можно встретить как зависимые, так и независимые подвески колес. При этом в силу экономической целесообразности наибольшее распространение получили рессорные подвески жестких балок мостов и только на магистральных тягачах в качестве упругих элементов прижились пневмобаллоны. Большее разнообразие конструктивных схем наблюдается на специальных военных машинах, к стоимости которых не предъявляются столь жесткие требования, как у обычных коммерческих грузовиков. На военных машинах можно встретить пружины и торсионы, гидропневматические элементы и стеклопластиковые рессоры, однако не эти транспортные средства будут объектом нашего внимания. Для нас наибольший интерес представляют действительно массовые конструкции. Начнем знакомство с самых характерных из применяемых рессорных подвесок. Оценим их «плюсы» и «минусы».

Читать еще:  Подвеска из чего состоит

Чем хороша рессора? Тем, что это уникальное устройство (оно, между прочим, в несколько раз старше самого автомобиля. – Ред.) в подвеске играет сразу едва ли не все роли. Она и упругий элемент, и направляющий аппарат. Ее использование облегчает сборку и ремонт машины. Рессора проста по конструкции и в ремонте, но не лишена и целого ряда серьезных недостатков. К главным из них относятся: высокое межлистовое трение, способное сильно ухудшить плавность хода на хорошей дороге, а также большая материалоемкость в сочетании с технологической сложностью при производстве листов.

Листы для рессор изготавливают из дорогой, высокопрочной стали, содержащей кремний и марганец (55ГС, 55С2, 60С2), а также хром и никель (50ХГ). Чтобы рессоры могли выдерживать высокие, многократно повторяющиеся напряжения, возникающие во время прогиба, на поверхности листов после термообработки не должно быть обезуглероженных участков, трещин и других дефектов, а этого можно добиться только при довольно дорогом технологическом процессе. Предел текучести стали, идущей для изготовления листов рессоры, должен быть не менее 1 150 Н/см 2 . Отсюда и высокая стоимость рессоры.

Рессоры стремятся делать возможно более длинными, поскольку возникающие в них напряжения обратно пропорциональны квадрату длины. При недостаточной длине в коренном листе могут возникнуть большие напряжения, для уменьшения которых кривизну остальных листов делают такой, чтобы они воспринимали часть нагрузки коренного и нескольких следующих за ним листов, разгружая их.

Несмотря на то, что рессоры известны уже несколько столетий, их долговечность, обусловленная начальными напряжениями, сложным напряженным состоянием, динамическим и повторяющимся воздействием разнообразных сил, остается невысокой. По сравнению с торсионами и пружинами рессора работает в менее благоприятных условиях; ее усталостная прочность в 4 раза меньше, чем у торсиона. В настоящее время при эксплуатации в хороших дорожных условиях (асфальтовое покрытие) долговечность рессор магистральных грузовиков составляет 100 – 150 тыс. км пробега, но в плохих условиях (грунтовые дороги, работа на стройках) она падает вдвое и доходит до 10 – 15 тыс. км в случае применения рессор, изготовленных ремонтными предприятиями.

Листы рессоры имеют в свободном состоянии разную кривизну, поэтому уже при сборке в них появляются начальные напряжения (наибольшие в коротких листах). Рессора, являющаяся упругим и направляющим элементом подвески, испытывает изгиб в вертикальной плоскости, прогиб от вертикальных сил, воспринимает продольные силы и их моменты, а также осевое сжатие от продольных сил, изгиб в горизонтальной плоскости от боковых сил и кручение от их моментов. Самым напряженным является коренной лист, поэтому его делают или толще остальных, или для усиления ставят два-три коренных листа.

Для увеличения долговечности рессор применяют некоторые приемы, к которым относятся:

а) разгрузка рессоры от некоторых действующих сил. Для уменьшения скручивания рессоры концы ее заделывают в резиновые опорные подушки, а введением дополнительного упора ограничивают изгибающий момент, действующий на рессору при торможении. Дополнительные тяги (соединяющие мост и раму) в настоящее время устанавливаются на большинстве рессорных передних подвесок, концы рессор при этом крепят к кузову двумя стремянками;

б) уменьшение напряжений в рессоре. Это достигается ограничением средних амплитуд колебаний колеса относительно кузова введением дополнительно упругих элементов (например, резиновых, работающих на старте) и достаточного увеличения сопротивления амортизаторов. Напряжения могут быть уменьшены изменением формы поперечного сечения листов, что вызывает перераспределение нормальных напряжений. Последнее требует пояснения.

В напряженной рессоре верхняя часть сечения работает на растяжение, нижняя – на сжатие. При прямоугольном сечении рессоры расстояние от нейтральной линии до наиболее удаленных точек (верхних и нижних) одинаково, поэтому одинаковы и наибольшие рабочие напряжения – растягивающие и сжимающие. Поломки рессор чаще всего бывают усталостного происхождения. При переменных напряжениях пределы выносливости стали становятся разными: меньшими при растяжении и большими при сжатии. В связи с этим были предложены сечения листов, при которых наибольшие напряжения растяжения меньше, чем наибольшие напряжения сжатия. Если сечение имеет кромки или одну канавку, то нейтральная линия смещается вверх, расстояние до наиболее удаленных точек сечения уменьшается, соответственно падают напряжения расстояния;

в) упрочнение рессоры. Усталостные разрушения рессорного листа начинаются с очагов, возникающих на поверхности, испытывающей растягивающие напряжения, или в углах сечения. В связи с этим широкое применение получило поверхностное упрочнение дробеструйной обработкой часто одного коренного листа со стороны, испытывающей растяжение. Эффект от обдувки значительно повышается при использовании межлистовых прокладок. Межлистовое трение приводит к появлению зон с высокими контактными напряжениями, что в условиях колебаний вызывает задиры на поверхности листов и в конечном счете появление очагов общего разрушения. Это явление ослабляется при введении межлистовых прокладок.

Коррозия в процессе эксплуатации автомобиля значительно ослабляет эффект поверхностного упрочнения. Именно это объясняет то, что некоторые владельцы «Волг» рессоры задней подвески заключают в чехлы. Срок службы рессорной подвески ограничивается в большой степени износом шарниров. Применение резиновых и пластмассовых втулок, устанавливаемых в шарнирах, способно эту проблему снять, но только для не тяжелой техники (обычно до 6 т полной массы).

Недостатком рессор является их линейная характеристика жесткости (т.е. прогиб пропорционален прикладываемому усилию), в то время как желательно иметь прогрессивное увеличение жесткости по мере прогиба. Некоторого изменения жесткости рессоры можно достичь установкой серьги с наклоном (на легких и средних грузовиках) или за счет цилиндрической задней опоры (на тяжелых грузовиках). Но оба способа позволяют реализовать нелинейность лишь в очень малых пределах.

Изменение жесткости рессорной подвески чаще всего достигают введением подрессорника или нижней дополнительной (иногда однолистовой) рессоры, делающей характеристику подвески прогрессивной (жесткость ступенчато увеличивается при ходе колеса вверх).

Трение в рессоре в прошлом позволяло обходиться без специальных амортизаторов в подвеске грузовых автомобилей, что удешевляло машину и упрощало уход за ней. В настоящее время скорости движения грузовиков выросли настолько, что для обеспечения безопасности движения и плавности хода установка амортизаторов стала необходима, так же, как и борьба с трением в листах рессор. Причин две: из-за неблагоприятного закона изменения трения и нестабильности его величины при эксплуатации. При малых толчках, когда сила, передающаяся через рессору, меньше силы трения между листами, рессора «блокируется», неровности компенсируются только шинами, и плавность хода значительно ухудшается. Те же силы трения при колебаниях большой амплитуды не способствуют достаточному их затуханию. У рессор, работающих без смазки, сила трения может достигать 25% от упругой силы рессоры. Для обеспечения хорошей плавности хода автомобиля сила трения не должна превышать 5 – 8%. Замечено, что в грузовых автомобилях с высокой посадкой водителя силы межлистового трения вызывают крайне неприятные колебания головы водителя вдоль продольной оси машины.

Для уменьшения межлистового трения изготовители применяют малолистовые рессоры (в том числе однолистовые переменной толщины и ширины), листы специальной формы, вводят смазку и вставки между листами.

Продолжение темы о подвесках, использующихся на коммерческом транспорте

Подвеска грузового автомобиля

На грузовых автомобилях встречаются несколько видов подвески. Для каждого вида подвески характерны свои конструкционные особенности и характеристики эксплуатации. Подвеской называется комплект деталей, которые крепят колеса автомобиля к кузову. Сам механический узел включает в себя несколько элементов. За счет элементов подвески снижается уровень вибрации при пересечении автомобилем дороги с неровностями. От эффективности работы подвески зависит не только гашения вибрации, но и уровень гашения шума извне, который возникает при вождении автомобиля.

Особенности конструкции подвески грузовых авто

Подвеска грузового автомобиля эталонного типа должна иметь облегченную конструкцию и должна быть выполнена из прочных материалов. Основная задача подвески заключается в недопущении крена, который превышает уровень предельного наклона автомобиля. Раскачка кузова не должна превышать предельных значений при экстренном торможении и преодолении поворотов.

Кинематические характеристики колес и рулевое управление должны соответствовать эксплуатационным характеристикам подвески грузового автомобиля. За счет качества подвески обеспечиваются оптимальная регуляция углов колес. Все автомобильные подвески для грузовых автомобилей делятся на:

При выборе подвески для установки на грузовой автомобиль необходимо учитывать упругость основного элемента. Встречаются также пружинные подвески и рессорные, гидропневматические и пневматические, торсионные подвески для грузовых автомобилей.

У всех перечисленных видов подвесок для грузовых автомобилей имеются свои преимущества эксплуатации. Но в зависимости от дорожных условий и особенностей автомобиля могут встречаться и недостатки эксплуатации подвески.

При создании модификации автомобиля все достоинства и недостатки подвески учитываются конструкторами. На сегодняшний день можно отметить, что производители грузовых автомобилей используют разные типы подвесок на передние и задние колеса автомобилей. Наиболее удачным видом подвески считается конструкция Макферсона. Эта конструкция подвески используется еще с 50-х годов прошлого столетия.

Отличительная черта данного типа подвески заключается в дешевизне производства. Компактная однорычажная конструкция используется и в современных грузовых автомобилях. В подвеске имеется стабилизатор поперечной устойчивости и стойка с амортизаторами внутри пружин. Стойка выполнена в форме свечи и верхушкой крепится к кузову грузового автомобиля. В нижней части стойка крепится к поворотному кулаку. Грузовые автомобили с таким типом подвески можно встретить практически у всех мировых производителей.

Виды подвесок грузовых автомобилей

Однако кинематические характеристики подвески Макферсона оставляют желать лучшего. При смене колеи движения наблюдаются ощутимые вибрации, ходовое движение подвески вверх и вниз имеет несовершенные характеристики. Наиболее часто при производстве грузовых автомобилей используются подвески с двумя продольными или поперечными рычагами. В зависимости от хода самой подвески отмечаются значительные изменения развала.

Дешевое производство таких подвесок позволяет их повсеместно использовать в современных грузовых автомобилях. Классическая схема подвески используется чаще и подразумевает наличие облегченной конструкции и высоких кинематических характеристик. Такой тип подвески отлично справляется с задачами регуляции крена и кивков. Однако для установки такого типа подвески необходимо наличие большого свободного пространства.

Читать еще:  Регулируемый регулятор давления топлива

Рычажная схема в подвесках используется для того, чтобы не допускать переход колес в определенные плоскости. У такого типа подвески имеется несколько преимуществ, в частности, при наличии такой подвески на грузовом автомобиле отмечается хорошая управляемость. Но у такого типа подвески имеется высокая цена, что обуславливает ее использование на больших грузовых автомобилях коммерческого типа. Такая подвеска имеет большой вес и большой размер. Для снижения веса подвески используются различные инженерные решения, в частности, широко стал применяться сплав алюминия для облегчения веса подвески. В таком типе подвески используются либо амортизаторы, либо пневматические элементы.

В торсионной подвеске используется длинный стержень, основной элемент работает на кручение. В конструкции такой подвески имеется пружина, которая монтируется на переднюю ось и напрямую связана с рычагом. Простота и надежность функционирования такой подвески – это основные преимущества эксплуатации такого типа подвески на грузовых автомобилях. Конец торсиона может крепиться к кузову в любом месте. При езде на автомобиле это позволяет добиться равномерного распределения нагрузок. В результате при ударе о неровную поверхность гасятся даже сильные вибрационные шумы. Гидропневматический тип подвески широко используется в автомобильной отрасли.

Эксплуатация подвески

Для сохранения эксплуатационных характеристик подвески в процессе использования автомобиля следует проводить постоянный осмотр подвески и использовать услуги сервиса для диагностики проблем с подвеской. В процессе эксплуатации автомобиля подвеска подвергается высоким нагрузкам, которые могут привести к необходимости замены отдельных элементов подвески.

Система подвески в грузовом автомобиле имеет сложную конструкцию и перед каждым рейсом следует проверять подвеску не предмет механических повреждений. Каждые 2-3 тысячи километров следует проводить тщательный осмотр подвески.

В автомобиле подвеска является наиболее уязвимой системой, особенно это касается интенсивных условий эксплуатации автомобиля. Производителями грузовых автомобилей допускается использование в ремонте и обслуживании подвески только оригинальных запчастей. Решить некоторые проблемы с подвеской позволяет внешний тюнинг автомобиля.

ПОДВЕСКА ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Подвеска современного (грузового) автомобиля состоит из трех основных узлов:
1. Упругие элементы, воспринимающие динамические нагрузки между кузовом или рамой автомобиля и дорожным полотном.
2. Элементы, гасящие колебания подвески.
3. Узел, отвечающий за стабилизацию автомобиля относительно плоскости дороги.

На данный момент на грузовиках используются разнообразные конструкции подвески автомобиля и инженерные решения упругих элементов. В первую очередь, это сами покрышки автомобиля, которые эффективно поглощают мелкие неровности дорожного полотна. Чем больше колесо и меньше давление в нем, тем большее препятствие автомобиль преодолевает без большого воздействия нагрузки на раму. Большегрузные карьерные самосвалы с их огромными колесами вообще обходятся без дополнительных элементов подвески, так как их покрышки эффективно гасят дорожные неровности. Тихоходные колесные тракторы и спецтехника в виде упругого элемента довольствуются только воздухом в покрышках.

Вторыми по возрасту и частоте применения на современной технике упругими элементами являются рессоры. Они бывают разной конструкции, имеют разную технологию изготовления, но именно они наиболее массово применяются на современных грузовиках, и их можно встретить как на магистральных тягачах, так и на строительной технике, развозных городских машинах, военных и гоночных грузовиках. Если раньше на грузовики устанавливали толстые пакеты коротколистовых рессор, то на современных машинах количество рессор значительно уменьшили, вплоть до одной на некоторых моделях, а длину увеличили, что улучшило плавность хода и снизило вес конструкции. Если европейские производители предпочитают длинные рессоры, то их коллеги в США короткие. Поэтому грузовики с Североамериканского континента более жесткие на ходу.

Пневмоподвеска широкое распространение в Европе и США получила лет 30-40 назад. Главное ее преимущество по сравнению с рессорной в меньшем весе, ее расходные материалы дешевле, и грузовик имеет лучшую плавность хода. Заводская цена грузовика с пневмоподвеской выше, чем машины с рессорной, но замена подушки в процессе эксплуатации дешевле, чем целой рессоры. Кроме того, грузовики с пневмоподвеской меньше разбивают асфальт дорог, поэтому магистральные тягачи чаще всего комплектуются пневмобаллонами. Минус такой подвески в том, что она требует дополнительных воздушных кранов и трубок и более мощного воздушного компрессора. Эта система боится влаги и дорожной грязи, поэтому на строительной технике чаше применяют рессорную подвеску. Правда, есть голландские производители тяжелой строительной техники Terberg и Ginaf, которые активно применяют пневмоподвеску собственной конструкции на самосвалах.

Пневмоподушки не имеют жесткой связи с рамой грузовика, и чтобы мост не «гулял», в конструкции подвески автомобиля применяют продольные и поперечные реактивные тяги. Это тоже усложняет и удорожает конструкцию.

В случае применения четырехбаллонной схемы подвески моста кроме двух (как правило) продольных реактивных тяг требуется установка поперечной (чаще V-образной) тяги. Если производитель устанавливает на мосту две пневмоподушки, то в конструкции подвески применяют полурессоры (правильно называть реактивные тяги). Жесткость конструкции увеличивается, тогда поперечная тяга ставится одна или вообще обходятся без нее. Именно сайлент-блоки и втулки реактивных тяг требуют внимания и периодического ремонта и замены. По нормальным европейским дорогам тяги выхаживают 250-350 тыс. км. В наших условиях их навряд ли хватит более чем на 200 тыс. км. Если зевнул момент замены реактивной тяги, то можно «попасть» на ремонт крестовин, если, конечно, раньше момент силы, не совпадающий с осью автопоезда из-за разбитых втулок, не развернет твой грузовик поперек дороги на гололеде.

Следует отметить, что современные производители грузовой техники широко применяют комбинированную подвеску, состоящую из рессор и пневмоэлементов.

На Североамериканском континенте на строительной технике широко применяются резиновые цельнолитые подушки как упругий элемент. Такая подвеска значительно легче рессорной, и у нее нет недостатков, присущих пневмоподвеске. Цена резиновой подвески не сильно отличается от рессорной. Зато она достаточно жесткая, и без пневмоподвески сиденья водителю не обойтись. К сожалению, такой тип подвески почти не распространен в Европе.

Торсионы применяются в основном на военной технике. Правда, на знаменитых грузовиках марки Tatra в некоторых строительных моделях торсионы применяются широко как самостоятельно, так и в комбинации с пневмобаллонами. На легких развозных грузовиках японских и корейских производителей переднюю независимую подвеску иногда выполняют на торсионах.

Пружины применяются в основном на полноприводных машинах повышенной проходимости с независимой подвеской колес. В немецкой армии достаточное количество грузовиков MAN, имеющих колесную формулу 6х6 и независимую пружинную подвеску всех колес.

Для того чтобы гасить раскачку грузовика в конструкции автомобиля применяются амортизаторы. Они могут быть как одностороннего, так и двухстороннего действия. На данный момент амортизаторы, как правило, гидравлические. На европейских автобанах и в европейском климате амортизаторы «живут» 300-400 тыс. км. На наших дорогах нагрузка на подвеску возрастает в несколько раз. Российские ямы и морозы могут «убить» амортизаторы и за 10 тыс. км: они текут, разбиваются резиновые втулки или отрываются «уши».

Спортивные грузовики, машины спецназначения и военная техника комплектуются гидропневматическими стойками. Это не новое изобретение, так как на военной технике они используются давно. Но сравнительно недавно эти стойки стали применять и на гражданской технике.

Гидропневматические стойки являются своего рода активными амортизаторами, эффективно воспринимающие повышенные нагрузки и гасящими колебания большой амплитуды. Они могут менять свою жесткость и другие характеристики в зависимости от условий эксплуатации. Применяются они, как правило, на грузовиках с рессорной подвеской. Такие машины с такой подвеской выдерживают прыжки с трамплина и полеты на несколько десятков метров без последствий для грузовика. Российский КамАЗ-4911 великолепно продемонстрировал возможности такой подвески на всевозможных ралли-рейдах и демонстрациях военной техники.

Последние два года на спецмашины и не только на них стали устанавливать гидропневматические стойки нового поколения. Теперь они выполняют роль не только гасителей колебаний, но и роль упругого элемента. Грузовику с такой стойкой не требуются ни рессоры, ни пружины, ни торсионы. Это здорово облегчает конструкцию. Характеристики таких гидропневматических стоек можно менять из кабины, варьируя клиренс, жесткость, ход подвески и даже наклонять автомобиль влево-вправо или вперед-назад. Такие стойки хорошо вписываются в конструкцию автомобиля с независимой подвеской колес, и такому вездеходу уже не грозит диагональное вывешивание колес в сложных дорожных условиях. Гидропневматические стойки нового поколения начали устанавливать на свою технику такие производители, как Ginaf и Terberg. Пока робко эти стойки предлагают производители прицепной техники на подвеске полуприцепов. Скорее всего, эта конструкция получит дальнейшее распространение и более широкое применение.

Третий, обязательный элемент подвески, о котором необходимо сказать – это стабилизаторы продольной и поперечной устойчивости (стабилизаторы крена). Главная их задача – выровнять автомобиль относительно плоскости дороги при кренах последнего и обеспечить максимально плотный контакт колеса с дорогой. Если раньше стабилизаторы ставили на рессорные грузовики только на передний мост, то из-за возрастания скоростей и нагрузки следующим шагом стало повсеместное их применение на ведущих мостах. Слабым звеном стабилизаторов являются пластиковые втулки, которые требуют периодической замены и ухода. В российских условиях они не выхаживают больше 200 тыс. км. Можно обойтись и без них, но, как показывает мой опыт, в таком случае повышенному износу подвержены реактивные тяги, пальцы рессор и далее по списку.

Если лет пять назад на мостах с пневмоподвеской стабилизаторы поперечной устойчивости устанавливались в обязательном порядке, то внедрение электроники в современных грузовиках позволило отказаться от железных конструкций стабилизаторов. Теперь электроника следит за этим и, перегоняя воздух в пневмобаллонах, выравнивает крен автомобиля. Те же функции выполняют и гидропневматические стойки нового поколения.

Мир подвески грузовых автомобилей очень разнообразен, и применение тех или иных ее типов зависит от назначения автомобиля, национального менталитета и кошелька клиента. Но мы постарались в этой статье рассмотреть наиболее распространенные варианты, чаще всего встречающиеся на дорогах, и немного рассказали о перспективных разработках, которые, вполне возможно, в скором будущем появятся на коммерческих автомобилях.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector