CC BY
9
Грузков М.А., Кодинцев Н.П.
1Студент; 2к.т.н.; кафедра автомобиле - и тракторостроения, Калужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана
К ВОПРОСУ О РАЗРАБОТКЕ ПЕРЕДНЕЙ ПОДВЕСКИ ВАЗ-2114 С РЕГУЛИРУЕМОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ
Аннотация
В данной работе рассказывается о влиянии жесткости подвески автомобиля на его управляемость, о способах изменения плавности хода. Ведется рассмотрение различных по конструкции амортизаторов автомобиля, а так же установка на автомобиль регулируемый амортизатор с выносным резервуаром.
Ключевые слова: автомобиль, амортизатор, регулируемые амортизаторы, устройство. Keywords: car, shock absorber, adjustable dampers, device.
Введение. Немаловажную роль в подвеске автомобиля играет стойка амортизатора. Для улучшения плавности хода автомобиля, а значит и для повышения общей безопасности на сегодняшний день можно устанавливать различного рода амортизаторы.
В современном амортизаторе демпфирование осуществляется за счет гидравлического сопротивления масла, прокачиваемого через узкие каналы. Простейший гидравлический телескопический амортизатор состоит из цилиндра, заполненного маслом, и поршня, плотно входящего в него. Поршень перемещается внутри цилиндра под воздействием штока, другой конец которого закреплен на кузове, в то время как цилиндр прикреплен к подвижной части подвески - рычагу или опоре подшипника колеса. В поршне есть клапаны, через которые может проходить масло. При сжатии подвески шток перемещает поршень, и часть жидкости из камеры под ним перетекает через канал, расположенный в поршне, в область над поршнем. При растяжении тот же объем жидкости перекачивается обратно.
Устройства различных амортизаторов и принципы их действий.
Двухтрубный амортизатор работает следующим (рисунок 1, а) образом. При сжатии часть масла прокачивается через клапаны поршня в надпоршневую область. Другая часть, соответствующая объему входящего в амортизатор штока, вытесняется из рабочей в компенсационную полость через клапан, расположенный на дне цилиндра. Обычно именно он оказывает основное сопротивление сжатию. При растяжении масло, наоборот, вытесняется из надпоршневой области через клапан с высоким сопротивлением в поршне, а дополнительный объем жидкости подсасывается из компенсационной полости через донный клапан с пренебрежимо малым сопротивлением.
Рисунок 1 - Основные типы амортизаторов а - двухтрубный амортизатор; б - однотрубный амортизатор; в - перевёрнутый однотрубный амортизатор
Второй способ компенсации изменения объема рабочей полости амортизатора -организация компенсационной камеры, заполненной газом под давлением. По такому принципу устроен однотрубный газонаполненный амортизатор высокого давления (рисунок 1, б). Газ закачан под большим давлением (до 30 бар) в камеру, отделенную от рабочей области разделительным поршнем. За счет сжатия газа осуществляется компенсация объема, вытесняемого штоком амортизатора. При этом и при сжатии, и при отбое амортизатора работают клапаны, размещенные в основном поршне. Главный недостаток двухтрубных амортизаторов - вспенивание масла, которое происходит при высокой интенсивности работы. Кроме того, двухтрубный амортизатор не может быть установлен под углом более 45 градусов к вертикали, иначе воздух из компенсационной камеры может попасть в основную. При том же диаметре амортизатора эффективная площадь поршня у него меньше, чем у однотрубного, и это ухудшает характеристики демпфирования при малых ходах штока. Газонаполненный амортизатор лишен этих недостатков, его можно устанавливать в любом положении. Давление газового подпора позволяет избежать вспенивания масла, а значит и резкого ухудшения характеристик амортизатора. В однотрубном амортизаторе масло лучше охлаждается, что способствует сохранению стабильных характеристик демпфирования вне зависимости от погодных условий и нагрузки.
Есть недостатки и у однотрубных амортизаторов. При равном рабочем ходе длина газонаполненного амортизатора больше, чем двухтрубного. При больших ходах и толстом штоке газовый подпор, который и в статике заметно приподнимает автомобиль, начинает играть роль дополнительной пружины, причем с нелинейными характеристиками, что может негативно сказываться на характере управляемости автомобиля. Поэтому однотрубные стойки МсРИегаои часто делают перевернутыми (рисунок 1, в). В них роль направляющего элемента выполняет корпус амортизатора. Главным препятствием для
массового применения однотрубных амортизаторов является их более высокая цена. Хотя в конструкции меньше деталей, но точность их изготовления выше на порядок. Главная проблема - уплотнение штока, которое должно сдерживать масло, находящееся под высоким давлением. Для этого необходимо изготовить шток, шероховатость поверхности которого должна быть не более 0,1 микрона.
На сегодняшний день газонаполненные амортизаторы вытесняют двухтрубные. Для регулирования жёсткости подвески на многих амортизаторах применяют выносные резервуары (рисунок 2). Такая конструкция - дальнейшее развитие обычного газонаполненного амортизатора. Выносная камера, в которой размещается разделительный поршень, позволяет существенно увеличить объем масла и газа, что положительно сказывается на охлаждении амортизатора и стабильности его характеристик. Кроме того, в магистрали, соединяющей рабочую полость с выносной камерой, располагается система клапанов, выполняющая ту же роль, что и клапаны в цилиндре двухтрубного амортизатора. Это позволяет проще, чем на обычном газонаполненном амортизаторе, сделать не зависящими друг от друга регулировки усилий отбоя и сжатия.
Выносной росрвуор
г;т
РО1Д0ЛИТФЛкНМИ
ПОршСИЬ
Рисунок 2 - Регулируемый амортизатор с выносным резервуаром
Вывод. Для настройки важнее не конструкция самого амортизатора, а устройство и параметры клапанов. Даже геометрические размеры амортизатора определяют только общую нагрузку, которую он может выдержать, и его рабочий ход.
Литература:
1. Епифанов Л.И., Епифанова Е.А. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: учебное пособие. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2010. - 352 с. ил. - (Профессиональное образование).
2. Вахламов В.К. Автомобили: Эксплуатационные свойства: учебник для студ. высш. учеб. заведений / 2 - е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 240 с.
