Огляд конструкції підвісок та амортизаторів

ЗМІСТ

Вступ

1 Підвіска

1.1 Призначення і види підвісок автомобілів

1.2 Будова підвіски

1.3 Кути встановлення передніх коліс автомобіля

2 Амортизатори

2.1 Види амортизаторів

2.2 Рідинний телескопічний амортизатор

2.3 Несправності амортизаторів та інших деталей підвіски

Висновки

Список використаних джерел

Додатки

ВСТУП

Підвіска будь - якого автомобіля - це одна з найголовніших його частин, тому що від неї залежить поведінка автомобіля на низьких і на високих швидкостях, на прямих ділянках автошляхів і на криволінійних ділянках, на гарних, якісних асфальтних покриттях доріг і на поганих - «розбитих» дорогах.

Поведінка авто на дорозі це одна із характеристик комфорту машини. Тому конструкція, вид підвіски є головними при конструюванні автомобіля. Обрана тема є актуальною сьогодні тому що конструкції автомобілів в світі постійно міняються, їхнє удосконалення робить їх все надійнішими, безпечнішими, комфортнішими і економічними.

Як і кожна деталь, вузол в автомобілі з часом зношується, руйнується так і частини підвіски поступово ламаються. Тому для збереження справності автомобіля його основних характеристик потрібно щоб і в системі підвіски все було справне.

При поломці певних деталей або вузлів потрібно знайти причину несправності, усунути її відремонтувавши або замінивши несправні деталі чи вузли.

1 ПІДВІСКА

1.1 Призначення і види підвісок автомобілів

Підвіска автомобіля забезпечує пружний зв'язок рами або кузова з мостами й колесами, пом'якшує удари, що сприймаються ними, а також поштовхи під час їзди по нерівностях дороги. Пружні властивості підвіски зумовлені застосуванням пружного елемента. Робота підвіски грунтується на перетворенні енергії удару в разі наїзду колеса на нерівність дороги в переміщення пружного елемента підвіски, внаслідок чого сила удару, що передається на кузов, зменшується й підвищується плавність ходу автомобіля.

За характером взаємодії коліс і кузова під час руху автомобіля всі підвіски поділяють на:

1) залежні;

2) незалежні.

Залежна підвіска (рис. 1.1, а) забезпечує жорсткий зв'язок між лівим і правим колесом, у результаті чого переміщення одного з них у поперечній площині передається іншому й спричинює нахил кузова.

а - залежної; б - незалежної

Рисунок 1.1 - Схеми підвісок автомобілів [1]

Незалежна підвіска (рис. 1.1, б) характеризується відсутністю жорсткого зв'язку між колесами одного моста. Кожне колесо підвішено до кузова незалежно від іншого колеса. В результаті при наїзді одним колесом на нерівності дороги коливання його не передаються іншому колесу, зменшується нахил кузова й підвищується в цілому стійкість автомобіля під час руху.

Підвіска автомобіля складається з таких пристроїв: пружного елемента; напрямного пристрою; гасильного елемента.

Як пружний елемент у підвісках використовують металеві листові ресори, циліндричні пружини, торсіони (стержні, що працюють на скручування). Неметалеві пружні елементи забезпечують пружні властивості підвіски за рахунок пружності гуми, стисненого повітря або рідини; вони менш поширені, ніж металеві. Іноді в підвісках застосовують комбіновані пружні елементи, які складаються з металевих і неметалевих елементів.

Напрямний пристрій підвіски передає штовхальні, гальмівні й бокові зусилля від коліс на раму або корпус автомобіля. В разі пружинної підвіски за напрямний пристрій правлять важелі й штанги підвіски. В ресорній підвісці сама листова ресора передає поздовжні й бокові зусилля, завдяки чому конструкція підвіски спрощується.

Гасильний елемент підвіски призначається для гасіння коливань кузова й коліс у разі наїзду на перешкоди й називається амортизатором. На автомобілях застосовують рідинні амортизатори. Принцип їхньої дії полягає в перетворенні енергії коливань унаслідок рідинного тертя на теплову енергію з наступним її розсіюванням.

Будова незалежної підвіски. За пружний елемент підвіски автомобіля ГАЗ-24 «Волга» (рис. 5.5) править спіральна циліндрична пружина 9, яка спирається на нижні важелі 8 і через них передає навантаження від маси автомобіля на стояк 5 і далі через закріплений у ній шворінь 6 на поворотну цапфу 7. Верхній кінець стояка 5 шарнірно з'єднується з верхніми важелями 3. Нижні й верхні важелі, в свою чергу, шарнірно з'єднані з поперечною балкою 1, яку жорстко прикріплено до підрамника. Всередині пружини встановлено телескопічний амортизатор 2. Шток амортизатора через гумові подушки кріпиться до кронштейна кузова, а циліндр амортизатора через опорну чашку пружини шарнірно з'єднаний з нижніми важелями.

Для зменшення нахилу кузова під час поворотів автомобіля призначається стабілізатор поперечної стійкості 10. Кінці його за допомогою стояка з'єднуються з опорною чашкою пружини, а середня частина кріпиться до поперечної балки підрамника. Якщо виникає боковий крен кузова, то стержень стабілізатора закручується й силою пружності намагається виправити положення кузова. Максимальний хід підвіски обмежується гумовими буферами стискання 4.

1 - поперечна балка; 2 - амортизатор; 3- верхні важелі; 4 - буфери стискання; 5 - стояк; 6 - шворінь; 7 - поворотна цапфа; 8 - нижні важелі; 9 - спіральна циліндрична пружина; 10 - стабілізатор

Рис. 1.2 - Передня незалежна підвіска автомобіля ГАЗ-24 «Волга» [1]

Будова залежної підвіски. Як пружні елементи підвіски автомобілів ГАЗ-53А та ЗИЛ-130 використано поздовжні напівеліптичні ресори, що працюють разом із гідравлічними амортизаторами. Підвіска передніх коліс має дві ресори, а задню підвіску обладнано ще додатковими ресорами, встановленими на основних ресорах у верхній частині.

Ресора передньої підвіски автомобіля ГАЗ-53А(рис. 1.3, а) складається з пакета пружних сталевих штаб (листів) різної довжини, стягнутих хомутами й прикріплених до балки переднього моста двома стрем'янками. До лонжерона рами кінці здвоєного корінного листа 2 ресори прикріплено за допомогою переднього 1 і заднього 3 кронштейнів. Усередині кронштейнів затиснуто гумові подушки, які охоплюють кінці ресор. Передній кінець ресори має торцеве потовщення в передньому кронштейні, а задній кінець її в разі прогинання може переміщуватися в поздовжньому напрямі в гумовій подушці кронштейна. Цим забезпечується вертикальний хід підвіски.

Ресора задньої підвіски автомобіля ЗИЛ-130 (рис. 1.3, б) також кріпиться до лонжерона рами за допомогою переднього й заднього кронштейнів. Проте з'єднання кінців ресори з кронштейнами виконано інакше, ніж на автомобілі ГАЗ-53А. Передній кінець ресори болтом і стрем'янкою з'єднано зі знімним вушком 4, яке за допомогою пальця 5 прикріплено до переднього кронштейна. Таким чином забезпечується шарнірне з'єднання ресори з рамою, потрібне для передавання поздовжніх зусиль. У разі прогинання ресори її задній кінець може вільно переміщуватися в поздовжньому напрямі між опорними сухарями 8 і втулками в кронштейні 3.

На верхню частину основної ресори за допомогою двох стрем'янок 6 закріплено додаткову ресору 7, кінці якої розміщено біля опорних кронштейнів.

У навантаженому стані кінці додаткової ресори впираються в опорні кронштейни, й вона сприймає навантаження разом з основною ресорою (без навантаження додаткові ресори не працюють).

а - передня автомобіля ГАЗ-53А; б - задня автомобіля ЗИЛ-130; 1, 3 - відповідно передній та задній кронштейни; 2 - лист ресори; 4 - знімне вушко; 5 - палець; 6 - стрем'янки; 7 - додаткова ресора; 8 - сухарі

Рис. 1.3 - Залежні підвіски [1]

На легкових автомобілях з ресорною підвіскою додаткові ресори практично не застосовують.

1.3 Кути встановлення передніх коліс автомобіля

Передні керовані колеса автомобіля за будь-якої конструкції моста й підвіски встановлюються з певними кутами нахилу у вертикальній і горизонтальній площинах для зменшення опору рухові, а також спрацювання шин і витрати палива.

Кут б розвалу керованих коліс (рис. 1.4, а) утворюється між площиною колеса та вертикальною площиною, паралельною поздовжній осі автомобіля. Якщо колесо відхилене назовні, кут розвалу вважають додатним, а в разі зворотного нахилу - від'ємним. Для нормальної роботи керованого колеса кут розвалу завжди має бути додатним, завдяки чому зменшуються зусилля на поворот керованих коліс, що полегшує керування автомобілем.

Рисунок 1.4 - Схема встановлення керованих коліс [1]

Установлюючи керовані колеса, передбачають також кут в нахилу осі шворня в поперечній площині й кут у нахилу осі шворня в поздовжній площині (рис. 1.4, б), що забезпечує повертання коліс до прямолінійного руху після повороту. Завдяки правильному встановленню кутів в і г підвищуються маневреність і стійкість автомобіля, а також накат і термін служби шин.

У разі встановлення передніх коліс із розвалом вони намагаються котитися в бік від автомобіля по дузі навколо певної точки. Але оскільки колеса жорстко зв'язані між собою балкою переднього моста, вони мають котитися з боковим проковзуванням. Щоб уникнути цього, колеса встановлюють під певним кутом до поздовжньої осі, тобто зі сходженням.

Сходження керованих коліс - це різниця між відстанями А і Б (рис. 1.4, в), яку вимірюють по внутрішніх поверхнях боковин шин у середній площині спереду і ззаду кожного колеса.

Ця різниця може коливатися в межах 2...10 мм. Сходження залежить від кутів розвалу й нахилу шворня коліс. Під час експлуатації автомобілів усі ці кути, а також сходження керованих коліс слід старанно регулювати. Встановлення коліс із правильним розвалом і сходженням забезпечує прямолінійне кочення, що безпосередньо впливає на термін служби шин і витрату палива.

У вантажних автомобілях конструкцією передбачено регулювання тільки сходження коліс, а в більшості легкових автомобілів регулюються всі параметри встановлення керованих коліс (табл. 1.1).

Таблиця 1.1- Параметри встановлення керованих коліс [1]

2 АМОРТИЗАТОРИ

2.1 Види амортизаторів

Амортизатор це пристрій для ослаблення ударів і вібрацій, а також гасіння коливань кузова автомобіля.

Рисунок 2.1- Конструкція гідравлічного амортизатора [4]

Амортизатори діляться:

1) по речовині, що діє:

а) масляні або гідравлічні (Амортизатор, речовиною, що діє в ньому, є масло - амортизаційна рідина. Зворотно-поступальний руху штока амортизатора гальмується роботою по перепусканню через невеликий отвір масла з однієї камери в іншу. Масляні амортизатори найбільш м'які в роботі. У вільному стані залишаються в тому положенні, в якому їх залишили. Амортизаційна рідина - робоча рідина з високою в'язкістю (спеціальне масло), використовується в гідравлічних амортизаторах (заливається всередину для забезпечення їх роботи);

б) газові (Амортизатор, речовиною, що діє в ньому, є газ. Зворотно-поступальний рух штока амортизатора гальмується роботою по перепусканню через невеликий отвір газу з однієї камери в іншу. Газові амортизатори - жорсткі, і у вільному стані тиск газу приводить до розсовування амортизатора, тобто він, як і пружина, намагається підняти автомашину.);

в) комбіновані (Амортизатор, речовиною, що діє в ньому, є як масло, так і газ. Поєднує в собі м'якість масляного амортизатора при не великих навантаженнях, так і жорсткість газового - при великих, що не дає можливість пробити амортизатор);

2) по напрямку дії:

а) односторонні (Амортизатор, що гасить коливання при переміщеннях тільки в один бік, - який діє (працює) в одному напрямі. Тобто, коли шток амортизатора йде в один бік - він працює (амортизує), в іншу - не працює (холостий хід).);

б) двосторонні (Амортизатор, що гасить коливання при переміщеннях (наприклад поршня в циліндрі) як в одну, так і в іншу сторону.)

2.2 Рідинний телескопічний амортизатор

У разі руху автомобіля по дорозі з нерівностями виникають коливання кузова, які тривають певний час після наїзду коліс на перешкоду. Для гасіння цих коливань у конструкції підвіски передбачають амортизатори (переважно рідинні телескопічного типу).

Робота телескопічного амортизатора грунтується на опорі перетіканню спеціальної рідини АЖ-12Т, яка міститься в його внутрішніх порожнинах й перетікає з однієї порожнини в іншу в разі зміни їхніх об'ємів. Телескопічні амортизатори мають двосторонню дію, тобто гасять коливання підвіски під час ходів стискання й віддачі.

Телескопічний амортизатор (рис. 2.2) складається з трьох частин: циліндра 2 з днищем 1, поршня З зі штоком 5 і напрямної втулки 4 з ущільненнями. Циліндр амортизатора з'єднано з важелем підвіски або з кожухом моста, а шток - із кузовом автомобіля, в результаті чого поршень амортизатора перемішується всередині циліндра при коливаннях підвіски відносно кузова.

У поршні З влаштовано два ряди наскрізних отворів, закритих зверху перепускним клапаном 6, а знизу - клапаном 7 віддачі з сильною пружиною 8. У днищі 1 циліндра є клапан стискання 10 й випускний клапан 9. Внутрішню порожнину циліндра заповнено амортизаційною рідиною.

Особливість телескопічного амортизатора полягає в тому, що в ньому є компенсаційна камера у вигляді другого циліндра, який охоплює робочий циліндр 2. Додатковий простір цієї камери призначається для компенсації зміни об'єму рідини в робочому циліндрі з обох боків поршня. Ця зміна відбувається внаслідок переміщення підвіски.

Під час плавного ходу стискання підвіски поршень 3 амортизатора переміщується вниз, і рідина з нижньої порожнини перетікає через перепускний клапан 6 і простір над поршнем. Оскільки в цьому просторі розміщено шток 5, що займає певний об'єм, уся рідина з нижньої порожнини робочого циліндра 2 не може вміститися у верхній порожнині. Тому частина рідини з нижньої порожнини перетікає через калібрований отвір клапана стискання 10 у компенсаційну камеру. При цьому клапан стискання залишається закритим і амортизатор чинить необхідний опір переміщенню підвіски в разі її стискання.

Під час різкого ходу стискання поршень 3 переміщується дуже швидко вниз, тиск рідини під ним миттєво зростає, в результаті чого відкривається клапан стискання 10 і рідина перетікає через відкритий великий переріз клапана в камеру. Опір амортизатора різко зменшується. Цим амортизатор і деталі підвіски захищаються від великих зусиль, які виникають у разі різкого стискання підвіски під час по поганій дорозі.

Коли віддача підвіски плавна, амортизатор розтягується, оскільки його поршень 3 переміщується вгору. При цьому тиск рідини над поршнем зростає, перепускний клапан 6 закривається, а рідина починає перетікати крізь внутрішній ряд отворів у поршень З й через кільцевий зазор між закритим клапаном віддачі 7 і його напрямною втулкою у простір над поршнем.

1 - днище циліндра; 1 - циліндр; 3- поршень;4 - напрямна втулка;5 - шток; 6- перепускний клапан; 7 - клапан віддачі; 8 - пружина;9 - випускний клапан; 10 - клапан стискання

Рисунок 2.2 - Телескопічний амортизатор [1]

Водночас відкривається клапан 9, і рідина з компенсаційної камери перетікає в циліндр.

За різкої віддачі швидкість руху поршня 3 зростає, що створює досить великий тиск рідини над поршнем. Під дією цього тиску клапан віддачі 7 відкривається, й рідина з меншим опором перетікає в над поршневий простір. Другий потік надходження рідини в циліндр через впускний клапан 9 за різкої віддачі зберігається.

Отже, клапан віддачі розвантажує підвіску й амортизатор від великих зусиль під час різких ходів віддачі, а також у разі зростання в'язкості рідини внаслідок зниження температури.

Характеристика телескопічного амортизатора має бути такою, щоб зусилля переміщення підвіски під час ходу віддачі було в 2...3 рази більше, ніж під час ходу стискання. Цього досягають, добираючи переріз отворів клапанів і силу стискання їхніх пружин.

Амортизатори для передньої й задньої підвісок одного й того самого автомобіля не мають принципових відмінностей, але можуть різнитися ходом і довжиною штоків, а також конструкцією кріплення частин амортизатора до деталей кузова й підвіски. Наприклад амортизатори передньої і задньої підвісок автомобіля ВАЗ - 2101 (див. Додаток А).

2.3 Несправності амортизаторів та інших деталей підвіски

Ознаками несправності ходової частини можуть бути: скрип ресор чи надмірне осідання ресор(пружин), сильні удари кузова об буфер при русі, биття передніх коліс, увід автомобіля в сторону від прямолінійного руху, підвищене або нерівномірне зношення протектора шин та ін. Все це свідчить про несправність деталей, їх неправильну роботу тому необхідно провести ремонт або заміну цих деталей (див. Додаток Б).

Несправності деталей підвіски впливають на основні характеристика автомобіля а саме надійність, безпечність, комфортабельність і економічність.

Для запобігання цим несправностям потрібно своєчасно проводити технічне обслуговування ходової частини.

ВИСНОВКИ

Надійність автомобіля залежить від багатьох його компонентів один з яких це підвіска автомобіля яка надає йому стійкість на дорозі, комфорт водієві та пасажирам.

У разі руху автомобіля по дорозі з нерівностями виникають коливання кузова, які тривають певний час після наїзду коліс на перешкоду. Для гасіння цих коливань у конструкції підвіски передбачають амортизатори.

Амортизатори бувають декількох видів (гідравлічні, газові та комбіновані), також вони поділяються і за напрямком дії на односторонні та двосторонні. Кожний вид надає певних властивостей підвісці, робить її м'якою чи жорсткою як наприклад масляні і газові амортизатори. Тому при конструюванні автомобіля потрібно вибирати вид і конструкцію амортизаторів в залежності від призначення цього автомобіля.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Кисликов В. Ф., Лущик В. В. Будова й експлуатація автомобілів: Підручник. - 6-те вид. - К.: Либідь, 2006. - 400с.

2. ВА3-2101, -21011, -21013, -2102, -21021, -21023. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту - М.: Издательский Дом Третий Рим, 2006. - 152 с.,табл., ил.

3. http://www.avto-podveska.ru/

4. http://abvgd-auto.narod.ru/

5. Бандривський М. И., Левитан В. Л. Что полезно знать водителю легкового автомобиля. - К.: Техніка, 1985. - 207 с., ил.

ДОДАТОК А

АМОРТИЗАТОРИ ПЕРЕДНЬОЇ І ЗАДНЬОЇ ПІДВІСОК АВТОМОБІЛЯ ВАЗ - 2101 [2]

1 - нижня провушина; 2 - корпус клапана стискування; 3 - диски клапана стискування; 4 - дросельний диск клапана стискування; 5 - пружина клапана стискування; 6 - обойма клапана стискування; 7 - тарілка клапана стискування; 8 - гайка клапана віддачі; 9 - пружина клапана віддачі; 10 - поршень амортизатора; 11 - тарілка клапана віддачі; 12 - диски клапана віддачі; 13 - кільце поршня; 14 - шайба гайки клапана віддачі; 15 - дросельний диск клапана віддачі; 16 - тарілка перепускного клапана; 17 - пружина перепускного клапана; 18 - обмежувальна тарілка; 19 - резервуар; 20 - шток;21 - циліндр; 22 - кожух; 23 - напрямна втулка штока; 24 - кільце ущільнювача резервуару; 25 - обойма сальника штока; 26 - сальник штока; 27 - прокладка захисного кільця штока; 28 - захисне кільце штока; 29 - гайка резервуару; 30 - верхня провушина амортизатора; 31 - гайка кріплення верхнього кінця амортизатора передньої підвіски; 32 - пружинна шайба; 33 - шайба подушки кріплення амортизатора; 34 - подушки; 35 - розпірна втулка; 36 - кожух амортизатора передньої підвіски; 37 - буфер штока; 38 - гумовометалевий шарнір.

ДОДАТОК Б

ОСНОВНІ НЕСПРАВНОСТІ ПЕРЕДНЬОЇ І ЗАДНЬОЇ ПІДВІСОК І СПОСОБИ ЇХ УСУНЕННЯ [5]