Анализ конструкций задних подвесок полноприводных автомобилей, страница 12

Пружины изготавливаются из прутка круглого сечения и могут быть цилиндрическими, коническими или бочкообразными.

Основным недостатком цилиндрической пружины является линейность её характеристики жесткости. В последнее время с развитием технологических возможностей автостроения расширяется применение разнообразных пружин с нелинейной характеристикой.

Пружину, витки которой имеют различную жесткость, можно получить, сделав переменный диаметр пружины (такую пружину называют фасонной) либо навив цилиндрическую пружину из конического прутка. Аналогичного результат достигают, делая переменный шаг витков цилиндрической пружины из цилиндрического прутка.

Фасонные пружины, благодаря вкладыванию витков один в другой, могут иметь небольшую высоту в полностью сжатом состоянии, что важно с точки зрения компоновки подвески. Однако при навивке из прутка постоянного сечения максимальный диаметр может быть таким большим, что создаст трудности в компоновке пружины по ширине.

Торсионом называют металлический стержень, прутковый, трубчатый или пластинчатый, работающий на кручение. Торсионы применяют при независимой подвеске колес на многоосных автомобилях, прицепах и на некоторых легковых автомобилях. Одним из достоинств торсиона является его сравнительно малый диаметр. Однако для получения мягкой подвески он должен быть достаточно длинным. Это обстоятельство создает некоторые компоновочные трудности в широком применении торсионов, особенно при их установке поперек автомобиля. Другим недостатком является то, что во всех случаях требуется установка на кузове опор, поперечины и т.п., воспринимающих значительные крутящие моменты, что часто приводит к усложнению конструкции.

Конструктивно торсионы обычно представляют собой пруток или трубу, но могут быть пучковыми или пластинчатыми. Последние две конструкции при одинаковой длине мягче прутковых, но из-за того, что их периферийные листы или стержни имеют сложное напряженное состояние, вызванное кручением с изгибом, они при той же жесткости тяжелее одинарных в 1,5-1,8 раза, менее технологичны и, следовательно, дороже. Кроме того, при работе пучковых и пластинчатых торсионов возникает межлистовое трение. Для устранения этого отрицательного влияния такие торсионы часто помещают в картеры, заполненные смазочным материалом. Это также усложняет и удорожает подвеску.

Концы самого торсиона выполняют шлицевыми, граненными или с лыской для фиксирующего клина. Они закрепляются с одной стороны в рычаге подвески, а с другой – в опоре на кузове.

Перспективным является использование в подвесках КМ пневматических и пневмогидравлических упругих элементов. В пневмогидравлических, как и в пневматических элементах, рабочим телом является газ, а силы, действующие со стороны колеса, передаются сжимаемому газу через жидкость.

Такие упругие элементы целесообразно применять в первую очередь на автомобилях, масса подрессоренных частей которых меняется значительно (грузовые автомобили), а требования к плавности хода высоки (автобусы). Путем изменения давления воздуха в пневматическом элементе можно регулировать жесткость подвески и даже добиться того, что при различной нагрузке статический прогиб элемента и соответственно частота собственных колебаний подрессоренной массы оставались бы постоянными. При этом появляется возможность регулировать высоту пола (автобусы), грузовой платформы или прицепного устройства относительно дороги либо величину дорожного просвета (как правило, при независимой подвеске).

Пневматические упругие элементы изготавливаются обычно в виде резиновых оболочек, содержащих прорезиненный каркас из двухслойного корда диагональной конструкции.

Пневмобаллоны тороидной формы бывают одно- и двухсекционными. Односекционные в чистом виде встречаются редко, но иногда применяются в комбинации с диафрагменным упругим элементом. Наиболее распространены двухсекционные (двойные) пневмобаллоны.