View
221
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny
im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu
Wydział Mechaniczny
Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn
Budowa samochodów i teoria ruchu
INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA
Zawieszenia samochodów.
2
Spis treści
1. Zawieszenia, wymogi i zadania im stawiane .................................................. 3
3. Budowa współczesnych zawieszeń ...................................................................... 3
3.1.2. Elementy sprężyste ....................................................................................... 4
4. Klasyfikacja zawieszeń ........................................................................................ 9
4.1. Zawieszenie zależne ......................................................................................... 10
4.2. Zawieszenie niezależne z podwójnym wahaczem ........................................... 11
4.3. Zawieszenie przednie niezależne typu McPherson .......................................... 12
4.4. Zawieszenie tylne niezależne z wahaczami skośnymi ..................................... 13
4.5. Zawieszenie tylne z wahaczami wzdłużnymi .................................................. 13
4.6. Tylne zawieszenie wielodrążkowe ................................................................... 14
4.7. Zawieszenie półzależne .................................................................................... 15
5. Wytyczne do sprawozdania ............................................................................... 16
3
1. Zawieszenia, wymogi i zadania im stawiane
Zawieszeniem nazywamy układ elementów łączących konstrukcję nośną (ramę lub
nadwozie samonośne) z kołami pojazdu, a służący do przenoszenia sił składowych
z poszczególnych kół, czyli:
odpowiedniej części ciężaru pojazdu,
reakcji kół na nierówności jezdni,
sił napędowych i hamujących,
poprzecznych sił bezwładności występujących podczas pokonywania zakrętów.
Poważne zadanie jakie ma do spełnienia w samochodzie zawieszenie oraz jego wpływ
na bezpieczeństwo jazdy sprawia, że ocena stanu technicznego zawieszenia ma duże
znaczenie dla właściwej eksploatacji samochodu.
Jednocześnie zwiększają się wymagania dotyczące komfortu jazdy i jakości wykonania
zawieszeń. Szczególne wymogi konstrukcyjne dotyczą ruchomych połączeń wahaczy, które
powinny się cechować właściwościami dość trudnymi do pogodzenia, czyli:
elastycznością zapobiegającą przenoszeniu z kół na nadwozie sił o charakterze
udarowym;
sztywnością sprzyjającą zachowaniu stałego położenia osi obrotu, co jest bardzo
istotne dla prawidłowego i niezmiennego ustawienia kół względem osi symetrii
pojazdu i nawierzchni drogi;
odpornością na zużycie cierne lub zmęczeniowe;
możliwością długotrwałej pracy bez żadnych zabiegów obsługowych
i regulacyjnych.
Nieprawidłowe działanie zawieszenia może spowodować przedwczesne zużycie
ogumienia, przegubów w zawieszeniu i układzie kierowniczym, łożysk kół oraz elementów
mocujących nadwozie a także wydłużenia drogi hamowania.
2. Budowa współczesnych zawieszeń
W każdym zawieszeniu możemy wyróżnić:
elementy sprężyste;
elementy prowadzące i łączące;
elementy tłumiące.
4
Rys.2.1. Zawieszenie półzależne z belką skrętną: 1 – sprężyny, 2 – amortyzator, 3 – wahacz wleczony
podłużny (element prowadzący koło)
2.1.2. Elementy sprężyste
Elementami sprężystymi współczesnych zawieszeń pojazdów drogowych mogą być:
resory piórowe (sprężyny płaskie) (a),
sprężyny zwijane (b),
drążki skrętne (c),
sprężyny gumowe lub plastikowe,
5
sprężyny pneumatyczne
Elementy sprężyste
Resory piórowe półeliptyczne wykonywane są w postaci jednego płaskownika lub
pakietu płaskowników ze stali sprężynowej, nazywanych piórami, związanych w całość śrubą
ustalającą i opaskami. W pojazdach sytuowane są one poprzecznie lub wzdłużnie.
Środek resoru wzdłużnego połączony jest ze sztywną osią lub mostem napędowym za
pośrednictwem strzemion. Jeśli jeden koniec resoru (wykonany w kształcie ucha) łączy się
z ramą lub nadwoziem przez sztywny sworzeń, na drugim końcu konieczny jest przegubowy
wieszak lub tzw. ślizgacz. Zapewniają one możliwość poziomego, wzdłużnego
przemieszczania się swobodnego końca resoru podczas pionowych ruchów zawieszenia.
Resory wzdłużne przenoszą bardzo elastycznie siły pionowe, ze znacznie mniejszą
elastycznością siły poziome wzdłużne (podczas pracy napędu i hamowania) i z minimalną
elastycznością - poprzeczne (w trakcie jazdy na zakrętach i po niesymetrycznych
nierównościach nawierzchni). Jednak nawet ta minimalna ich elastyczność poprzeczna
stanowi poważną wadę tego rodzaju konstrukcji, ponieważ zakłóca stabilność ruchu
6
i powoduje przyspieszone zużycie niesymetrycznie obciążanych przegubowych połączeń
zawieszenia, łożyskowanych zazwyczaj w tulejach gumowych lub metalowo-gumowych.
Sprężyny śrubowe to elementy sprężyste, powstałe w wyniku zwinięcia pręta ze stali
sprężynowej wokół formy o kształcie walca, stożka lub beczki. Mogą one mieć
charakterystykę:
liniową - jeżeli stosunek przyrostu obciążenia do ugięcia sprężyny jest wielkością
stałą (sprężyny cylindryczne o stałym przekroju pręta i stałym skoku zwojów);
progresywną (lub degresywną) - jeżeli w miarę wzrostu obciążenia maleją (rosną)
strzałki ugięcia, a więc rośnie (maleje) sztywność sprężyny (sprężyny o kształcie
beczkowym lub stożkowym, ze zmiennym przekrojem pręta lub skokiem zwojów
albo z elementami usztywniającymi, działającymi w maksymalnym zakresie
obciążeń).
Drążki skrętne to pręty, rury lub pakiety płaskowników ze stali sprężynowej, sztywno
zamocowane jednym końcem w ramie lub nadwoziu pojazdu. Drugi koniec zakończony jest
poprzecznym ramieniem połączonym pośrednio lub (rzadziej) bezpośrednio z łożyskowaniem
koła.
Drążki skrętne stosowane jako główny element zawieszenia w samochodach
i przyczepach mogą być sytuowane poprzecznie lub wzdłużnie w stosunku do osi symetrii
pojazdu. W przenoszeniu sił zachowują się wówczas podobnie jak resory wzdłużne, z tą tylko
różnicą, że ich podatność na siły poprzeczne jest stosunkowo większa.
Szczególną odmianą drążków skrętnych stosowaną w lekkich samochodach
i przyczepach są stabilizatory łączące wahacze kół jednej osi i zamocowane do nadwozia lub
ramy za pośrednictwem tulejek gumowych. Ich skręcenie jest proporcjonalne do różnicy
ugięć obu wahaczy. Dzięki temu sprężysta reakcja stabilizatora ogranicza boczne przechyły
nadwozia podczas pokonywania zakrętów i zmniejsza kołysanie przy jeździe po
nierównościach.
Sprężyste elementy gumowe pełnią w zawieszeniach samochodowych zazwyczaj
funkcje pomocnicze, np. współpracują z resorami piórowymi lub ze sprężynami śrubowymi
w charakterze odbojników bądź sprężyn dodatkowych, wspomagających sprężyny główne
przy maksymalnych obciążeniach.
Pneumatyczne elementy sprężyste zastępują coraz częściej klasyczne elementy
stalowe, zwłaszcza w zawieszeniach dużych pojazdów ciężarowych i autobusów. Mają one
7
przeważnie postać gumowych mieszków lub metalowych cylindrów z tłokami, wypełnionych
sprężonym powietrzem.
Elementy prowadzące i łączące
Resory piórowe wzdłużne, drążki reakcyjne, niektóre konstrukcje resorów metalowo-
gumowych i pneumatycznych elementów sprężystych nadają się do samodzielnej pracy
w charakterze zawieszeń kół. Pozostałe rodzaje zawieszeń i ich elementów sprężystych
wymagają zawsze stosowania dodatkowych łączników, ponieważ nie mogą przenosić sił
poprzecznych i skośnych względem swej pionowej osi symetrii.
Najbardziej rozpowszechnionymi łącznikami zawieszeń są wahacze, czyli dźwignie
zamocowane przegubowo, umożliwiające przemieszczanie się kół w płaszczyźnie pionowej
i przenoszące zarazem siły poziome.
Zależnie od usytuowania osi ich obrotu wahacze dzielimy na:
wzdłużne (wleczone lub pchane) - o osi obrotu prostopadłej do podłużnej osi
symetrii pojazdu;
poprzeczne - o osi obrotu równoległej do podłużnej osi symetrii pojazdu;
skośne - z osią obrotu o położeniu pośrednim między poprzecznym a wzdłużnym.
Przez odpowiednią konstrukcję zawieszeń wahaczowych można w znacznym stopniu
ograniczyć takie niekorzystne zjawiska, jak:
nadmierne odciążanie kół tylnych podczas hamowania,
boczny poślizg kół i nadmierne przechyły pojazdu na ostrych zakrętach,
zmienność geometrii ustawienia kół (zbieżność, kąt pochylenia i kąt wyprzedzenia
sworznia zwrotnicy) pod wpływem zmian obciążenia statycznego i dynamicznego.
Drążki reakcyjne to rodzaj łączników ustalających położenie osi lub kół względem
nadwozia w zawieszeniach ze sprężynami śrubowymi albo resorami gumowo-
pneumatycznymi. Przenoszą one reakcje (stąd ich nazwa) zawieszeń na siły:
wzdłużne - występujące przy przyśpieszeniu lub hamowaniu pojazdu,
poprzeczne (tzw. drążki Panharda) - podczas jazdy na łukach lub nierównościach
drogi,
skrętne – przeciw działają momentowi obrotowemu.
8
Drążki reakcyjne mają postać prętów zakończonych przegubami służącymi do ich
łączenia jedną stroną z nadwoziem lub ramą pojazdu, drugą zaś z ruchomymi elementami
zawieszeń.
Elementy tłumiące
Amortyzator służy w równym stopniu bezpieczeństwu
jazdy, jak i komfortowi. Ma on za zadanie przeciwdziałać
pionowym drganiom kół, czyli zapewniać dobre trzymanie się
drogi, oraz ograniczać drgania nadwozia.
Ważne jest aby amortyzator znajdował się w miejscu
największego sprężenia drgań, był dobrze chłodzony oraz był
zabezpieczony przed mechanicznymi uszkodzeniami. Powinien
być dobierany w zależności od rodzaju zawieszenia, sztywności,
częstości drgań, obciążenia koła oraz wielkości mas
nieresorowanych do masy nadwozia przypadającej na zawieszenie.
Obecnie zasadniczo stosowane są amortyzatory teleskopowe,
a zwłaszcza teleskopowe ze sprężyną śrubową tzw. McPherson. Są
to amortyzatory hydrauliczne, hyhrauliczno - pneumatyczne jedno
lub dwustronnego działania.
3. Klasyfikacja zawieszeń
z osią sztywną
z osią De Dion
Zależne
podwójne wahacze poprzeczne
zawieszenie typu McPherson
wielodrążkowe
Oś przednia
z wahaczami skośnymi
z wahaczami wzdłużnymi
z wahaczami poprzecznymi
wielodrążkowe
Oś tylna
Niezależne
zawieszenie z belką skrętną
Oś tylna
Półzależne
Zawieszenia
3.1. Zawieszenie zależne
Rys.3.1. Zawieszenie zależne: a) z resorami b) z wahaczami wzdłużnymi i drążkiem Panharda
Rys.3.2. Zawieszenie De Dion: 1 – wahacz skośny, 2 – poprzecznica nośna, 3 – rura oporowa
(reakcyjna), 4 – hamulec tarczowy, 5 – kołnierz pędny piasty koła, 6 – wzdłużny górny drążek
reakcyjny, 7 – półoś wahliwa, 8 – drążek Panharda, 9 – obudowa przekładni głównej, 10 – rura
(belka) osi tylnej
11
3.2. Zawieszenie niezależne z podwójnym wahaczem
Rys.3.3. Zawieszenie niezależne z dwoma wahaczami poprzecznymi: 1 – górny wahacz, 2 – dolny
wahacz, 3 – sprężyna, 4 – amortyzator, 5 – stabilizator
Rys.3.4. Niezależne zawieszenie nienapędzanych kół przednich z podwójnym wahaczem
12
3.3. Zawieszenie przednie niezależne typu McPherson
Rys.3.5. Przednie niezależne zawieszenie typu McPherson (Toyota Avensis)
Rys.3.6. Widok od tyłu lewej strony przedniego zawieszenia typu McPherson samochodu Opel Omega
(1999) o ujemnym promieniu zataczania i wahliwym stabilizatorem 1 – pokrywa obudowy
kolumny, 2 – trzon tłoka amortyzatora, 3 – dolny talerz sprężyny, 4 – uchwyt, 5 – cięgło
stabilizatora, 6 – rama pomocnicza, 7 – środkowa część stabilizatora, 8 – poduszka zawieszenia
silnika, 9 – górny talerz oporowy sprężyny, 10 – -elastyczne gniazdo, 11 – dodatkowy element
sprężysty z elastomeru, 12 – -osłona, 13 – jarzmo, 14 – dwurzędowe skośne łożysko kulkowe,
15 – śruba
13
3.4. Zawieszenie tylne niezależne z wahaczami skośnymi
Rys.3.7. Zawieszenie niezależne pojedynczym wahaczem skośnym
3.5. Zawieszenie tylne z wahaczami wzdłużnymi
Rys.3.8. Zawieszenie z wahaczami wzdłużnymi: 1 – wahacz wadłużny, 2 – drążek skrętny, 3 – uchwyt
amortyzatora
14
Rys.3.9. Zawieszenie z wahaczami wzdłużnymi samochodu Mercedes-Benz klasy A
3.6. Tylne zawieszenie wielodrążkowe
Rys.3.10. Zawieszenie wielodrążkowe samochodu Volvo S-40
15
Rys.3.11. Wielodrążkowe zawieszenie tylne samochodu BMW serii 5: 1 – rama pomocnicza, 2 – łączniki
gumowe, 3 – mocowanie przekładni głównej do ramy pomocniczej 4 – przekładnia główna,
5 – trapezoidalny wahacz, 6 – łączniki łączące z wahaczami, 7 – drążek poprzeczny, 8 – drążek
prowadzący, 9 – łącznik 10 – przegub 11 – wspornik koła
3.7. Zawieszenie półzależne
Rys.3.12. Zawieszenie półzależne z belką skrętną S – stabilizator przechyłów poprtzecznych nadwozia
16
4. Wytyczne do sprawozdania
Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny
im. K. Pułaskiego w Radomiu
IEPiM INSTYTUT EKSPLOATACJI POJAZDÓW I MASZYN
LABORATORIUM (z przedmiotu) BUDOWA SAMOCHODÓW I TEORIA RUCHU
Ćwiczenie nr (wg harmonogramu)
Temat ćwiczenia: .....................................................................................................................
Data wykonania ćwiczenia ................ Prowadzący ....................................
Wydział MECHANICZNY Kierunek LOGISTYKA
Rok akademicki ......................Semestr .............. Grupa ........... Wykonawcy ćwiczenia OCENY (uwagi Prowadzącego)
sprawdziany sprawozdanie końcowa
1. Nazwisko Imię
2. .................................................
3. .................................................
.................
.................
.................
.................
.................
.................
................
................
.................
Sprawozdanie powinno zawierać:
1. Cel ćwiczenia
2. Przebieg ćwiczenia
Zadania do wykonania podczas ćwiczenia laboratoryjnego:
1. Opisać budowę wskazanego zawieszenia samochodowego na podstawie stanowiska
dydaktycznego oraz wskazać wymienione elementy zabudowane na pojeździe.
2. Opisać i naszkicować po jednym rozwiązaniu konstrukcyjnym stosowanym w
zawieszeniu niezależnym kół osi przedniej i kół osi tylnej.
3. Opisać budowę i zasadę działania amortyzatorów stosowanych w zawieszenia
samochodów.
3. Wnioski
Recommended