CC BY
18
1 2 Кулешов А.А. , Царев О.А.
1Студент; 2старший преподаватель; кафедра автомобиле - и тракторостроения, Калужский
филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана
РАЗРАБОТКА ЗАДНЕЙ НЕЗАВИСИМОЙ ПОДВЕСКИ НА ДВОЙНЫХ ПОПЕРЕЧНЫХ РЫЧАГАХ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ ВАЗ 2121
Аннотация
В данной работе показано, что независимая подвеска позволяет улучшить управляемость, комфорт передвижения и параметры проходимости автомобиля.
Ключевые слова: независимая подвеска, автомобиль, управляемость. Keywords: independent car suspension, car, controllability.
Введение. Подвеска, являясь промежуточным звеном между кузовом автомобиля и дорогой, должна быть легкой и наряду с высокой комфортабельностью обеспечивать максимальную безопасность движения. Для этого необходимы точная кинематика колес, легкость поворота управляемых колес, а также изоляция кузова от динамических воздействий дороги и вибрации. Кроме того, надо учитывать, что подвеска передает на кузов силы, возникающие в контакте колеса с дорогой, поэтому она должна быть прочной и долговечной.
Существует два варианта подрессоривания кузова автомобиля - зависимая и независимая подвеска [1]. В современных легковых автомобилях применяется, как правило, независимая подвеска. Это подразумевает, что колеса на одной оси не имеют жесткой связки друг с другом, а изменение положения относительно кузова машины одного никак или почти никак не влияет на положение второго. При этом углы развала и схождения колес способны меняться в довольно значительных пределах.
Независимые подвески имеют большой потенциал к развитию, становятся сложными конструкциями, сочетающими механические, гидравлические, пневматические и электрические элементы, зачастую имеют электронные системы управления, что позволяет достичь сочетания высоких параметров комфортабельности, управляемости и безопасности.
В настоящее время на автомобилях ВАЗ 2121 «Нива» используется задняя зависимая подвеска с винтовыми цилиндрическими пружинами и гидравлическими телескопическими амортизаторами двухстороннего действия. на упругой балке. Она обладает большой массой, приводит к относительно плохой управляемости автомобилем и снижению сцепления с дорогой при наезде на препятствие, также имеется высокая вероятность заноса при прохождении поворотов. Для увеличения комфорта и информативности управления, повышения проходимости в данной работе предложено заменить заднюю зависимую подвеску ВАЗ 2121 на независимую на двойных поперечных рычагах.
Преимущества независимой подвески на двойных поперечных рычагах [2]. В
независимой подвеске на двойных поперечных рычагах два вильчатых рычага, обычно треугольных по форме, направляют качение колеса. Ось качения рычагов расположена параллельно продольной оси автомобиля. С течением времени независимая подвеска двухрычажного типа стала стандартным оборудованием автомобилей. В своё время она доказала следующие бесспорные преимущества:
- малая неподрессоренная масса;
- незначительная потребность в пространстве;
- возможность корректирования управляемости автомобиля;
- доступное совмещение с передним приводом.
Главное преимущество такой подвески - возможность для проектировщика путём выбора определённое геометрии рычагов жёстко задать все основные установочные параметры подвески - изменение развала колёс и колеи при ходах сжатия и отбоя, высоту продольного и поперечного центров крена, и так далее. Кроме того, такая подвеска нередко полностью монтируется на крепящейся к кузову или к раме поперечине, и таким образом представляет собой отдельный агрегат, который может быть целиком демонтирован с автомобиля для ремонта или замены.
С точки зрения кинематики и управляемости подвеска на двойных поперечных рычагах считается наиболее оптимальным и совершенным типом, что обуславливает очень широкое распространение такой подвески на спортивных и гоночных автомобилях.
Устройство и принцип работы задней независимой подвески на двойных поперечных рычагах. Кинематическую схему разрабатываемой задней независимой подвески на двойных поперечных рычагах представим в виде рисунка 1.
Схема достаточно консервативна, но имеет ряд преимуществ и новшеств. Итак, разрабатываемая подвеска состоит из двух поперечных рычагов разной длины 2 и 3, расположенных друг над другом, раздвоенные стороны которых крепятся к кузову, а противоположные концы с помощью шарниров к верхней и нижней частям ступицы, пружины 7, амортизатора 4, буферов отбоя 8, стабилизатора поперечной устойчивости 9. Для правильной настройки углов схождения такой подвески необходимо установить один рычаг.
6 5 4 2 1 7 3 9 3 7 12 1 5 6
Рисунок 1 - Кинематическая схема разрабатываемой задней независимой подвески на
двойных поперечных рычагах 1 - кузов автомобиля; 2 - верхние рычаги; 3 - нижние рычаги;
4 - амортизаторы; 5 - ступицы колёс; 6 - колёса; 7 - пружины; 8 - буферы отбоя; 9 -
стабилизатор поперечной устойчивости
Чем больше может быть расстояние с между поперечными рычагами (рис. 2), тем меньше силы в рычагах и их опорах, т.е. тем меньше податливость всех деталей и точнее кинематика подвески. Этому способствует эластичное восприятие жесткого качения радиальных шин верхними рычагами (что возможно лишь при этой конструкции независимой подвески). За счет разной длины можно влиять на угловые перемещения колес при ходах отбоя и сжатия, т.е. на изменение развала и (в определенных границах), независимо от этого, на изменение колеи. При более коротких верхних рычагах колеса при ходе сжатия наклоняются в сторону отрицательного развала, а при ходе отбоя - в
сторону положительного. За счет этого можно противодействовать изменению развала, обусловленному боковым креном кузова.
Рисунок 2 - Тормозные силы в колесе
Тормозная сила Fb имеет относительно оси поворота EG плечо rb = rS cos s. Перенесенная по перпендикуляру на эту ось сила Fb вызывает наибольшую реакцию в
точке G: FGx = Fb + FEx .
Таким образом, разработанная независимая подвеска позволяет улучшить комфорт передвижения и параметры проходимости автомобиля Нива. В дальнейшем планируется определить параметры рычагов и углов расположения элементов подвески.
Литература:
1. Раймпель Й. Шасси автомобиля: Конструкции подвесок. - М.: Машиностроение, 1989. -С. 204-208.
2. Преимущества независимой подвески.
[Электронный ресурс].- Режим доступа: http://autokadabra.ru/shouts/
