Анализ конструкций задних подвесок полноприводных автомобилей, страница 6

Упругие элементы смягчают толчки, снижают вертикальные ускорения и динамические нагрузки, передаваемые на несущую систему при движении автомобиля, что улучшает плавность его хода. Направляющее устройство определяет кинематику движения колес и передает на кузов (раму) продольные и боковые реакции дороги, тяговый и тормозной реактивные моменты (если картер главной передачи и опорные элементы тормозного механизма закреплены на этом направляющем устройстве) и в ряде случаев поворачивающий и опрокидывающий моменты колеса от нормальной, продольной и боковой реакций дороги. Гаситель колебаний чаще всего представляет собой отдельное устройство - амортизатор, который гасит взаимные колебания кузова и колес автомобиля; частично эти колебания гасит трение в шарнирах подвески. Для уменьшения поперечного крена кузова автомобиля под действием боковых сил (на повороте, при поперечном уклоне дороги и боковом ветре) в подвеску часто вводится дополнительный упругий элемент - стабилизатор, существенно влияющий на характеристики управляемости автомобиля.

          К подвескам предъявляют следующие основные требования:

1.  Благоприятная характеристика жесткости.  Характеристика жесткости подвески представляет собой зависимость между нормальной (перпендикулярной опорной поверхности) нагрузкой на колесо и деформацией (прогибом) подвески, измеренной как нормальное перемещение центра колеса относительно кузова. Возможный вид этой характеристики показан на (рис. 12 ). Петлеобразность характеристики объясняется наличием трения в подвеске.

  При постоянной жесткости подвески ее деформация, соот-  ветствующая статической нормальной нагрузке на колесо G_ср называется статическим прогибом f_ст Статическая нормальная нагрузка на колесо равна нормальной реакции дороги за вычетом веса неподрессоренных частей конструкции (G_нм на рис.12),связанных с этим колесом.

Динамический ход сжатия подвески fдс измеряется перемещением колеса от статического положения вверх до упора в ограничитель. Аналогично, но уже при перемещении колеса вниз, определяется ход отбоя подвески f_до.

Частота собственных нормальных колебаний является одним из наиболее значимых оценочных показателей комфортабельности автомобиля и, наряду с амплитудой колебаний, определяет другие ее показатели, как, например, максимальную скорость и ускорение вертикального перемещения кузова и т.д. Физиологически наиболее привычным для человека являются колебания с частотой, свойственной нормальной ходьбе, то есть 1-1,25 Гц.

        Известно, что частота собственных колебаний тела зависит от его массы и жесткости конструкции, на которую оно опирается. При этом величина жесткости подвески равна тангенсу угла наклона касательной к кривой жесткостной характеристики в заданной точке (см. рис.12). В общем случае эта характеристика может быть нелинейной, поэтому статический прогиб, определяемый проекцией на ось f отрезка касательной к жесткостной характеристике от точки касания до пересечения с этой осью, не всегда равен действительной деформации подвески. При линейной жесткостной характеристике подвески ее статический прогиб изменяется прямо пропорционально нагрузке (f₁ при G₁ на рис. 12). Изменение нагрузки зависит от типа автомобиля и может быть значительным. Так, если для легкового автомобиля относительное изменение нагрузки на заднюю подвеску составляет 1,1 -1,3, то для грузовых автомобилей оно может доходить до 3-4. Таким образом, частота собственных колебаний, имеющая благоприятные значения при полной нагрузке автомобиля, будет повышаться по мере его разгрузки и может достичь дискомфортной области.

Для устранения этого недостатка необходима нелинейная характеристика жесткости подвески, при которой статический прогиб остается практически постоянным при любой нагрузке. Такая характеристика показана на рис.12