Практическая работа №2
Расчет элементов подвески автомобиля
Цель работы:
Изучить основы расчёта нагрузок в основных деталях подвески.
Содержание и порядок проведения работы
1. Изучить теоретические вопросы о классификации и работе подвески.
2. Изучение методики и проведение расчёта нагрузок в основных деталях подвески.
В данной практической работе расчёт производиться по следующим пунктам согласно вариантам заданий:
● Определить основные параметры подвески.
● Расчет упругой характеристики с двумя упругими элементами.
● Расчет нагрузки на упругий элемент и прогиб.
● Расчет упругих элементов подвески. Листовые рессоры.
Подвеска, ее работа, устройство и классификация
При движении автомобиля по дороге с неровной поверхностью возникают различные силы взаимодействия колес и дороги, которые можно свести к трем составляющим: вертикальной, продольной и поперечной, или боковой. Передача этих сил и их моментов происходит через детали подвески.
Вертикальные силы и их моменты динамического характера обусловлены неровностями дороги.
Продольные составляющие сил и их моменты вызываются в основном тяговыми и тормозными силами, но определенное влияние на них оказывают кинематические особенности подвески.
Поперечные составляющие и их моменты создаются такими боковыми силами, как, например, инерционные силы при движении на повороте, аэродинамические силы от бокового ветра и т. п.
Для передачи сил, действующих на колеса, раму и кузов автомобиля, и придания их кинематическому и динамическому воздействию желаемой формы служит подвеска, представляющая собой совокупность деталей, связывающих колеса с рамой или кузовом автомобиля.
Подвеской автомобиля называется совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между несущей системой и мостами или колесами автомобиля, уменьшение динамических нагрузок на несущую систему и колеса и затухание их колебаний, а также регулирование положения кузова автомобиля во время движения.
По назначению детали подвески делятся на упругий элемент, включающий в себя стабилизатор поперечной устойчивости, направляющее устройство и гасящее устройство. Упругий элемент передает вертикальные нагрузки и снижает уровень динамических нагрузок, возникающих при движении автомобиля по неровностям поверхности дороги, обеспечивая при этом необходимую плавность хода автомобиля.
Направляющее устройство подвески передает несущей системе автомобиля силы и моменты между колесом и кузовом и определяет характер перемещения колес относительно несущей системы автомобиля. В зависимости от конструкции направляющее устройство полностью или частично освобождает упругий элемент от дополнительных нагрузок, передаваемых колесами раме (кузову) автомобиля.
Гасящее устройство, а также трение в подвеске обеспечивают затухание колебаний кузова и колес автомобиля, при котором механическая энергия колебаний переходит в тепловую. Подвески по типу упругого элемента подразделяются на рессорные, пружинные, торсионные, резиновые, пневматические, гидравлические и комбинированные.
В зависимости от типа направляющего устройства все подвески делятся на зависимые и независимые. Особенностью зависимой подвески колес является наличие жесткой балки, связывающей левое и правое колеса, поэтому перемещение одного колеса в поперечной плоскости передается другому. При независимой подвеске отсутствует непосредственная связь между колесами. Каждое колесо данного моста перемещается независимо одно от другого.
Независимые подвески по характеру перемещений, сопутствующих вертикальному подъему колеса, подразделяются на подвески с перемещением колеса в поперечной, продольной плоскости или в двух плоскостях (поперечной и продольной) и свечные.
Гасящее действие в подвеске обеспечивается главным образом амортизатором. В настоящее время наибольшее распространение получили гидравлические амортизаторы. По характеру работы различают амортизаторы одностороннего и двустороннего действия. Амортизаторы одностороннего действия создают сопротивление и гасят колебания только при ходе отбоя, а двустороннего действия — как при ходе отбоя, так и при ходе сжатия. По конструктивному признаку различаются амортизаторы телескопические и рычажные.
1. По типу упругого элемента:
— металлические (листовые рессоры, спиральные пружины, торсионы);
— пневматические (резинокордные баллоны, диафрагменные, комбинированные);
— гидравлические (без противодавления, с противодавлением) ;
— резиновые элементы (работающие на сжатие, работающие на кручение).
2. По схеме управляющего устройства:
— зависимые с неразрезным мостом (автономные, балансирные для подрессоривания 2-х близко расположенных мостов);
— независимые с разрезанным мостом (с перемещением колеса в продольной плоскости, с перемещением колеса в поперечной плоскости, свечная, с вертикальным перемещением колеса).
3. По способу гашения колебаний:
— гидравлические амортизаторы (рычажные, телескопические);
— механическое трение (трение в упругом элементе и направляющем устройстве). Для получения мягкой подвески нужно, чтобы потери на трение не превышали 5%. Повышенная плавность приводит к ухудшению кинематики перемещения колес, ухудшению устойчивости и увеличения бокового крена колес.
4. По способу передачи сил и моментов колес:
Источник статьи: http://mykonspekts.ru/2-69524.html
Тема «Изучение устройства и работы подвески автомобиля»
Цель работы: 1. Закрепить знания по устройству и работе подвески автомобилей.
2. Сформировать умение определять характерные неисправности подвески.
Краткие теоретические сведения
Подвеской автомобиля называется совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между кузовом (рамой) и колесами автомобиля, уменьшение динамических нагрузок на кузов и колёса, и затухание их колебаний, а также регулировать положение кузова автомобиля во время движения. Подвеска повышает безопасность движения автомобиля, обеспечивая постоянный контакт колес с дорогой и исключая их отрыв от нее.
Подвеска разделяет все массы автомобиля на две части – подрессоренную и неподрессоренную. Подрессоренные – части, опирающиеся на подвеску: кузов, рама и закрепленные на них механизмы. Неподрессоренные – части, опирающиеся на дорогу: мосты, колеса, тормозные механизмы.
Подвеска состоит из четырех основных устройств – направляющего, упругого, гасящего и стабилизирующего. Подвеска автомобиля предназначена для обеспечения упругой связи между колесами и кузовом автомобиля за счет восприятия действующих сил и гашения колебаний. Подвеска входит в состав ходовой части автомобиля.
Зависимая подвеска а— вариант, при котором колеса одной оси автомобиля связаны между собой жесткой балкой. При наезде на препятствие одного из колес, второе наклоняется на тот же угол.
Независимая подвеска б — вариант, при котором колеса одной оси автомобиля не связаны жестко друг с другом. При наезде на препятствие, одно из колес может менять свое положение, не изменяя при этом положения второго колеса.
Подвеска МакФерсонасостоит из одного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости, 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.
Подвеска на двойных поперечных рычагахимеет два поперечных рычага, имеющих поворотные опоры (сайлент-блоки) на раме, балке или кузове. Наружные концы рычагов, в случае передней подвески, соединяются с помощью шаровых опор с поворотным кулаком.
Многорычажные подвески. Многорычажные подвески несколько напоминают подвеску на двойных поперечных рычагахи имеют все её положительные качества. Эти подвески более сложны и боле дороги по сравнению с ранее рассмотренными, 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.
Торсионная подвеска —подвеска на двух поперечных рычагах, но вместо пружины в ней используется торсион — упругий металлический стержень, работающий на скручивание. Он играет туже роль, что и рессоры, пружины или резиновые блоки. Но в отличие от них он работает только на скручивание (французское слово torsion — означает скручивание). Такую подвеску называют стержневой (она же — торсионная!).
Гидропневматическая подвеска.Первой подвеску с изменяемым дорожным просветом для легкового автомобиля создала французская фирма Citroen . Упругим элементом в амортизаторах служил сжатый азот, а силовым (образующим и передающим давление в системе) жидкость. Поэтому такая подвеска получила название гидропневматической. Гидронасос нагнетает жидкость из резервуара в закрепленные рядом с амортизатором сферы. Внутри каждой сферы жидкость и газ разделены мембраной. Таким образом в амортизаторах поддерживается необходимое давление, а крены машины постоянно компенсируются. Вдобавок встроенный в гидросистему кран позволяет регулировать количество циркулирующей в контурах жидкости, а значит, увеличивать или уменьшать дорожный просвет.
Порядок выполнения работы
1.Изучить назначение, устройство и работу подвески автомобилей
2.Рассмотреть и уметь объяснить следующие схемы:
2.1.Передачу усилия от ведущего моста на раму автомобиля с зависимой рессорной подвеской
2.2.Передачу усилия на кузов автомобиля с независимой пружинной подвеской
2.3.Передачу усилия от ведущих мостов на раму автомобиля с балансирной подвеской
2.4.Работу гидравлического несимметричного амортизатора при ходе отдачи и ходе сжатия
3. Выписать основные параметры, характеризующие подвески изучаемых автомобилей
3.2.Тип амортизатора и место его установки
3.3.Конструктивные особенности подвесок автомобилей
4.Выполнить практическую работу
5.Составить отчет о работе, дать ответ на контрольные вопросы
Источник статьи: http://studopedia.ru/17_119595_tema-izuchenie-ustroystva-i-raboti-podveski-avtomobilya.html
Практическая работа подвески автомобиля
Цель работы: закрепить и углубить теоретические знания, которые были получены на соответствующем лекционном занятии и (или) в результате самостоятельного изучения данной темы.
В результате выполнения практической работы, подготовки и защиты отчета студенты должны:
1) знать:
— назначения и устройство существующих типов рам;
— назначения и устройство управляемых мостов;
— назначения и устройство управляемых ведущих мостов;
— назначения углов установки управляемых колес и редуктора поворотных кулаков;
— назначение, типы и устройство подвесок;
— назначения составляющих элементов подвесок;
— назначение, типы и устройство автомобильных колес;
— назначения составляющих элементов автомобильных колес;
2) уметь:
— показать месторасположение элементов ходовой части на автомобили и объяснить их строение.
Рама является остовом автомобиля, воспринимает все нагрузки, возникающие при движении автомобиля. На раме закрепляются двигатель, агрегаты трансмиссии, механизмы управления, дополнительное и специальное оборудование, а также кабина и кузов. Бывают лонжеронные и хребтовые рамы, наиболее распространены первые, состоящие из двух продольных балок (лонжеронов) и нескольких перекладин.
Пример технического описания рамы.
Рама автомобиля ГАЗ-66.
Лонжеронного типа, штампованная, клепаная. Состоит из двух продольных балок-лонжеронов швеллерного профиля, жестко соединенных между собой шестью поперечинами. Лонжероны по своей длине имеют неодинаковое сечение. В передней части рамы к лонжеронам прикреплен буфер и два буксирных крюка. На задней поперечине установлены буксирное устройство двухстороннего действия с резиновым упругим элементом и съемные упругие буферы.
Мосты автомобиля предназначены для поддержания рамы или кузова и для передачи от них на колеса вертикальной нагрузки. Кроме того, с помощью мостов на раму (кузов) передаются от колес продольные или боковые силы, действующие в горизонтальной плоскости. Ведущий мост представляет собой жесткую пустотелую балку, которая состоит из трех элементов: двух полуосевых кожухов и центральной части – картера, в котором размещается главная передача с дифференциалом. Управляемый мост представляет собой балку с установленными по обоим концам поворотными цапфами. Управляемый ведущий мост выполняет функции ведущего и управляемого мостов. К кожуху полуоси комбинированного моста прикрепляют шаровую опору, на которой выполнены шкворневые пальцы. На последних устанавливают поворотные кулаки. Внутри шаровых опор и поворотных кулаков находится карданный шарнир равных угловых скоростей. Колеса передают усилия и моменты, действующие между автомобилем и дорогой, поглощают и смягчают толчки и удары, воспринимаемые колесом от дороги, обеспечивают с ней достаточное сцепление, уменьшают шум при движении автомобиля и снижают разрушительное движение автомобиля на дорогу. Колесо состоит из диска, обода, пневматической шины. Пневматическая шина состоит из следующих элементов: покрышка, камера, ободная лента. В шинах легковых автомобилей ободная лента отсутствует. Широко применяются бескамерные шины. Покрышка – протектор, брекер, каркас, боковины, борта с сердечниками.
Подвеска осуществляет упругую связь рамы или кузова автомобиля с мостами или непосредственно с колесами, смягчая толчки и удары, возникающие при наезде колес на неровности дороги. В общем случае любая подвеска состоит из трех элементов (рис. 7.2): упругое устройство (рессора, пружина, торсион, резиновые, пневматические или гидропневматические упругие элементы); направляющее устройство (рычаги, тяги, штанги); устройство, которое гасит колебания (амортизатор). Рессорная подвеска сочетает в себе функции всех трех элементов.
Для уменьшения поперечных колебаний кузова в подвеске могут использоваться стабилизаторы поперечной устойчивости.
В трехосных автомобилях применяют балансирные подвески для промежуточного и заднего ведущих мостов (рис. 7.3).
Пример технического описания подвески.
Подвеска автомобиля КамАЗ-4310.
Передняя подвеска: зависимая, на двух полуэллиптических рессорах с задними скользящими опорами, с двумя телескопическими амортизаторами двустороннего действия. Задняя подвеска: зависимая, балансирная, на двух полуэллиптических рессорах, с шестью реактивными штангами.
Записать:
1. Техническое описание рамы автомобиля «Урал-4320» [3, с. 185].
2. Расшифровку маркировки шины 370 – 508 (14,00 – 20) [2, с. 259-260].
3. Норму давления воздуха в шинах автомобиля ЗИЛ-130 (для диагональных и радиальных шин) [2, с. 261].
4. Техническое описание подвески автомобиля КамАЗ-5320 [3, с. 186-190].
5. Величину развала и схождения колес, углы наклона шкворней автомобиля ЗИЛ-131 [11, с. 207].
Начертить:
1. Схему шины (рис. 7.1) и указать, используя [2, с 258], наименования элементов, обозначенных позициями 2, 3, 4, 6.
2. Схему листовой рессоры [1, рис. 150, с. 190].
3. Схему балансирной подвески (рис. 7.3) и указать на схеме, используя [3, с. 188-190], следующие элементы: задний ведущий мост; нижние реактивные штанги; качающуюся опору; ось качающейся опоры (ось, неподвижно закрепленная на раме); стремянку.
4. Схему развала и схождения колес автомобиля [1, рис. 144, с. 183].
5. Схему продольного угла наклона шкворня управляемых колес [1, рис. 166, с. 208].
Записать:
1. Техническое описание рамы автомобиля КамАЗ-5320 [3, с. 183-184].
2. Расшифровку маркировки шины 280 – 508Р (10,00 R 20) [2, с. 259-260].
3. Номинальное и минимально допустимое давление в шинах автомобиля «Урал-4320» [3, с. 186].
4. Техническое описание подвески автомобиля ЗИЛ-130 [10, с. 69-70].
5. Величину развала и схождения колес, углы наклона шкворней автомобиля ГАЗ-66 [11, с. 207].
Начертить:
1. Схему шины (рис. 7.1) и указать, используя [2, с 258], наименования элементов, обозначенных позициями 1, 4, 5, 7.
2. Принципиальную схему подвески (рис. 7.2) и указать наименования всех элементов на схеме.
3. Схему балансирной подвески (рис. 7.3) и указать на схеме, используя [3, с. 188-190], следующие элементы: промежуточный ведущий мост; верхние реактивные штанги; качающуюся опору; ось качающейся опоры (ось, неподвижно закрепленная на раме); рессору.
4. Схему схождения колес автомобиля [1, рис. 144, с. 183].
5. Схему поперечного и продольного углов наклона шкворней управляемых колес [1, рис. 166, с. 208].
Записать:
1. Техническое описание рамы автомобиля ЗИЛ-130 [10, с. 66].
2. Расшифровку маркировки шины 320 – 457 (12,00 – 18) [2, с. 259-260].
3. Норму давления воздуха в шинах автомобиля КамАЗ-5320 (для диагональных [2, с. 261] и радиальных [3, с. 261] шин).
4. Техническое описание подвески автомобиля «Урал-4320» [3, с. 186-190].
5. Величину развала и схождения колес, углы наклона шкворней автомобиля КамАЗ-5320 [3, с. 199].
Начертить:
1. Схему шины (рис. 7.1) и указать, используя [2, с 258], наименования элементов, обозначенных позициями 1, 3, 5, 6.
2. Схемы зависимой и независимой подвесок [1, рис. 148, с. 188].
3. Схему балансирной подвески (рис. 7.3) и указать на схеме, используя [3, с. 188-190], следующие элементы: раму; верхние реактивные штанги; качающуюся опору; ось качающейся опоры (ось, неподвижно закрепленная на раме); стремянку.
4. Схему развала и схождения колес автомобиля [1, рис. 144, с. 183].
5. Схему поперечного угла наклона шкворня управляемых колес [1, рис. 166, с. 208].
Источник статьи: http://www.sites.google.com/site/agzpetrov/bazovoe-sassi/praktika/prakticeskaa-rabota-7