Підвіска

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 ґрунтується 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: • залежні; • незалежні.

Залежна підвіска (рис. 5.3, 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.

Незалежна підвіска (рис. 5.3, б) характеризується відсутністю жорсткого зв’язку між колесами одного моста. Кожне колесо підвішена 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, торс іони (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 (див. § 5.3). На автомобілях застосовують рідинні амортизатори. Принцип їхньої дії полягає в перетворенні енергії коливань унаслідок рідинного тертя на теплову енергію з наступним її розсіюванням.

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 а. розвалу керованих коліс (рис. 5.4, 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.

Установлюючи керовані колеса, передбачають також кут (3 нахилу осі шворня в поперечній площині й кут у нахилу осі шворня в поздовжній площині (рис. 5.4, б), що забезпечує повертання коліс до прямолінійного руху після повороту. Завдяки правильному встановленню кутів р і у 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. 5.4, е), яку вимірюють по внутрішніх поверхнях боковий 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. 5.1).

Таблиця 5.1 Параметри встановлення керованих коліс

Будова незалежної підвіски. За пружний елемент підвіски автомобіля ГАЗ-24 «Волга» (рис. 5.5) править спіральна циліндрична пружина Я 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 /, 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.

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 дj

датковими ресорами, встановленими на основних ресорах у верхній частині.

Ресора передньої підвіски автомобіля ГАЗ-53А (рис. 5.6, 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 З 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. 5.6, 6} 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 перемішуватися 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).

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