Рисунок 4.21 Углы установки управляемых колёс
Схождение колёс, (рисунок 4.21, в) необходимо для того, чтобы обеспечить их параллельное качение. При движении автомобиля из-за установки колёс с развалом возникает усилие, способствующее разворачиванию колёс на угол от 0,5° до 1° от вертикальной плоскости автомобиля. При этом колёса стремятся катиться по расходящимся дугам. Для устранения этого явления применяют схождение колёс, при котором расстояние В между колёсами впереди делают несколько меньше, чем рас стояние Г между колёсами сзади. В результате схождения колёс они катятся параллельно и строго в продольной плоскости автомобиля, что устраняет боковое скольжение колёс по дороге и уменьшает изнашивание шин. Так как угол схождения колёс не превышает 1°, поэтому на практике схождение определяют как разность расстояний В и Г, которые измеряют между ободьями колёс или боковинами шин на высоте их осей. Схождение колёс зависит от угла развала и составляет от 2 до 12 мм. Поперечный наклон шкворня определяется углом β (рисунок 4.21, а), образуемым осью шкворня с вертикальной плоскостью, параллельной продольной плоскости автомобиля, иными словами, верхний конец шкворня наклонен внутрь к середине балки моста. Такой наклон шкворня совместно с углом развала колёс уменьшает расстояние между точкой пересечения геометрической оси шкворня с дорогой и точкой центра контакта шины, т. е. уменьшается плечо А момента, который необходимо приложить при повороте колёс автомобиля, следовательно, облегчается управление автомобилем. Кроме того, при повороте колёс вокруг шкворней с поперечным наклоном передняя часть автомобиля несколько приподнимается и при выходе его из поворота под действием силы тяжести стремится опуститься, обеспечивая возвращение колёс в исходное положение, как только исчезнет сила, удерживающая колёса в положении поворота. Эти углы сравнительно велики и находятся в пределах от 6° до 10°.
Продольный наклон шкворня (рисунок 4.21, б) определяется углом γ, образуемым вертикальной плоскостью, перпендикулярной продольной оси автомобиля, и осью шкворня. При этом ось шкворня пересекается с дорогой на расстоянии Б от центра контакта шины. Это расстояние является плечом боковой силы, возникающей при повороте, в результате чего создается стабилизирующий момент, который стремится повернуть колесо вокруг шкворня и вернуть его в исходное положение. Этим обеспечивается лучшая устойчивость и стабилизация управляемых колёс при прямолинейном движении автомобиля. Угол продольного наклона шкворня обычно находится в пределах от 2,5°до 3,5°. Однако стабилизация управляемых колёс зависит также от эластичности шин. Чем эластичнее шины, тем больше их деформация и момент, стремящийся повернуть колесо в нейтральное положение. Поэтому у автомобилей с шинами повышенной эластичности продольный наклон шкворня не превышает 1°.
4.4 Подвеска большегрузных автомобилей
4.4.1 Подвеска автомобилей ЗИЛ
Передняя подвеска состоит из двух продольных листовых рессор и двух телескопических амортизаторов.
Каждая рессора состоит из 11 листов, изготовленных из кремнистой стали. Первые два листа рессоры (большие по длине) называются коренными. В средней части каждого листа рессоры имеется по две отштампованных выдавки, препятствующие их продольному и поперечному перемещению. С этой же целью листы рессоры стянуты хомутами.
Шарнирное соединение переднего конца рессоры (рисунок 4.22, а) в кронштейне 1 рамы обеспечивается следующим образом. На конце рессоры через подкладку 13 двумя болтами и стремянкой 2 крепят ушко 14. В него запрессовывают втулку 15, через которую свободно проходит рессорный палец 16, закреплённый в кронштейне. Для смазывания пальца служит маслёнка 17.
Средняя часть рессоры соединяется стремянками 12 с балкой переднего моста.
Задний конец рессоры расположен в проушинах кронштейна 11 и опирается на сухарь 20, изготовленный из износостойкой стали. При любом допустимом прогибе рессоры конструкция подвески позволяет ей свободно перемещаться в продольном направлении в результате скольжения коренного листа по опорному сухарю 20.
Для предохранения от изнашивания скользящего коренного листа на его конце приклёпана вспомогательная накладка. Опорный сухарь установлен на пальце 21, концы которого расположены в двух вкладышах 22, изготовленных из легированной стали. Вкладыши, закреплённые в кронштейне 11 стяжным болтом 24 с распорной втулкой 23, служат для предохранения кронштейна от истирания концами рессор. Прогибы рессоры ограничиваются резиновыми буферами 5 и 8. Буфер 8 установлен в опоре на лонжероне рамы, а буфер 5 прикреплен к рессоре стремянками 12.
Рисунок 4.22 Передняя и задняя подвески
а передняя; б задняя; 1 и 25 передние кронштейны; 2, 12, 27 и 35 стремянки; 3 передняя рессора; 4 фиксатор накладки; 5 и 8 буфера рессоры; 6 и 28 накладки; 7 амортизатор; 9 обойма; 10 и 33 проставки; 11 и 32 задние кронштейны; 13 и 36 подкладки ушек рессор; 14 и 37 ушки рессор; 15 и 38 втулки ушек; 16 и 40 пальцы рессор; 17 и 39 маслёнки; 18 резиновая втулка; 19 палец амортизатора; 20 и 41 сухари; 21 и 42 пальцы сухарей; 22 и 43 вкладыши; 23 и 44 втулки стяжных болтов; 24 и 45 стяжные болты; 26 кронштейн дополнительной рессоры; 29 дополнительная рессора; 30 промежуточный лист; 31 задняя рессора; 34 подкладка стремянок
Амортизатор 7 шарнирно соединён с передним мостом и рамой при помощи пальца 19 и резиновой втулки 18. Ушко амортизатора поворачивается относительно пальца в результате деформации резиновой втулки.
Задний мост автомобиля подвешен к раме на парных полуэллиптических рессорах (рисунок 4.22, б), из которых две рессоры 31 основные и две рессоры 29 дополнительные (подрессорники). Основная рессора состоит из 13 листов, а дополнительная из девяти. Основная рессора крепится к картеру заднего моста стремянками 27 с накладками 28 и подкладками 34. Передний и задний концы основной рессоры 31 задней подвески крепятся к раме в кронштейнах 25 и 32 так же, как и концы рессоры передней подвески.
Если автомобиль не нагружен, работает только основная рессора, в этом случае концы дополнительной рессоры 29 и кронштейны 26 не соприкасаются между собой. Когда автомобиль нагружен, рама в результате прогиба основной рессоры опускается и концы дополнительной рессоры упираются в кронштейны. В этом случае работают обе рессоры. Для плавного изменения жесткости дополнительной рессоры в начальный период ее работы опорные поверхности кронштейнов 26 имеют фасонную поверхность.
Для смягчения ударов балки заднего моста о раму при работе автомобиля в тяжелых дорожных условиях на лонжеронах рамы установлены резиновые буфера.
4.4.2 Подвеска автомобилей КамАЗ
Подвеска автомобиля воспринимает основные динамические нагрузки от воздействия неровностей дороги. Для обеспечения большей плавности хода и для гашения колебаний автомобиля в его передней подвеске установлены гидравлические амортизаторы двухстороннего действия.
Передняя подвеска автомобилей (рисунок 4.23) состоит из двух продольных полуэллиптических рессор, работающих совместно с двумя телескопическими амортизаторами и двумя полыми резиновыми буферами сжатия. В средней части рессоры прикреплены двумя стремянками 7 к площадке балки передней оси. Между рессорами и балкой установлены кронштейны 10 амортизаторов 11.
Передние концы рессор с помощью отъёмных ушков 23 и пальцев 21 прикреплены к кронштейнам 20. Втулки 22 отъёмных ушков изготовлены из антифрикционного ковкого чугуна, повышающего износостойкость соединений с пальцами рессор. Задние концы передних рессор скользящие и опираются на сменные защитные сухари 15 и боковые вкладыши 19.
Рисунок 4.23 Передняя подвеска
1 болт крепления ушка; 2, 17 болты стяжные; 3 накладка ушка; 4 рама автомобиля; 5, 10 кронштейны амортизатора верхний и нижний; 6 буфер рессоры; 7 стремянка рессоры; 8 накладка; 9 штифт, 11 амортизатор; 12 хомут; 13 кронштейн задний рессоры; 14 палец сухаря; 15 сухарь; 16 накладка коренного листа; 18 втулка; 19 вкладыш; 20 кронштейн передний рессоры; 21 палец ушка; 22 втулка ушка; 23 ушко рессоры; 24 маслёнка
Рессора состоит из 15 листов. Коренной лист рессоры прямоугольного сечения, а остальные листы Т-образного сечения. На скользящем конце коренного листа заклёпками закреплена накладка 16, предохраняющая его от износа. Пальцы рессор смазываются через маслёнку.
Амортизаторы передней подвески соединены с рамой автомобиля и передней осью при помощи пальцев и резиновых втулок. Втулки компенсируют перекосы и смягчают ударные нагрузки, передаваемые от оси автомобиля на раму. С обоих торцов резиновых втулок установлены шайбы.
При движении автомобиля по дороге с небольшими препятствиями амплитуда колебаний подвески незначительна и сопротивление, создаваемое амортизаторами, невелико. На неровной дороге амплитуда колебаний подвески возрастает, при этом амортизатор оказывает большое сопротивление, предотвращая раскачивание автомобиля и поглощая энергию, как при плавном, так и при резком сжатии и отдаче рессор.