Упругие устройства подвески

Упругое устройство создает необходимый частотный диапазон колебаний подрессоренной части ТС, т.е. оказывает основное влияние на передаточную функцию подвески. Следовательно, основой проектирования подвески является выбор (создание) упругого элемента с требуемой характеристикой. Одним из основных параметров упругого устройства является жесткость — отношение силы, действующей на упругий элемент, к его деформации под воздействием этой силы. Жесткость упругого устройства определяется по упругой характеристике — зависимости изменения вертикальной нагрузки Р на упругий элемент от его деформации S. Упругая характеристика подвески может быть линейной (жесткость постоянная) или нелинейной (жесткость зависит от деформации). При постоянной жесткости упругого элемента собственная частота колебаний подрессоренной части зависит от изменения нагрузки и высокая плавность хода может быть достигнута только для ТС определенной массы. Упругий элемент с переменной жесткостью, изменяющейся пропорционально изменению нагрузки, обеспечивает постоянство собственной частоты колебаний, следовательно, высокая плавность хода достигается для ТС в широком диапазоне изменения его массы.

Упругое устройство подвески состоит из одного или нескольких упругих элементов, выполненных из различных материалов, обладающих упругими свойствами. Такими элементами могут быть металлические и неметаллические конструкции. Металлические упругие элементы выполняются обычно в виде листовых рессор, спиральных пружин и торсионов. Неметаллическими упругими элементами являются различные полимеры (в том числе и резина), а также газы и жидкости, заключенные в замкнутый объем. Классификация упругих элементов, используемых в подвесках ТС, представлена на рис. 3.6.

Листовые рессоры имеют наибольшее распространение в зависимых подвесках ТС и отличаются тем, что могут выполнять функции всех устройств подвески: упругого, направляющего и гасящего. Такие рессорные подвески отличаются простотой, надежностью и низкой стоимостью. Однако при невысокой энергоемкости они имеют большие габаритные размеры, массу (наиболее тяжелые из всех металлических упругих элементов) и недостаточную долговечность. Рессоры имеют большое межлистовое трение, что в ряде случаев при малых перемещениях колеса приводит к блокировке (выключению) рессор. Несмотря на применяемые технологические и конструктивные мероприятия по уменьшению количества листов, подвески с листовыми рессорами не нашли широкого применения в большегрузных ТС.

Пружины по сравнению с листовыми рессорами имеют ряд преимуществ: большие удельная энергоемкость и долговечность, малая масса, более простое изготовление, нет необходимости в обслуживании. Однако, при высокой энергоемкости они имеют очень небольшую деформацию. Для достижения упругой характеристики, позволяющей добиться высокой плавности хода, значительно усложняется конструкция пружин (бочкообразная форма, переменные сечения витков) и технология изготовления. Поэтому в подвеске колес большегрузных ТС применяются ограниченно.

Торсионы по расположению могут быть продольные и поперечные, а для достижения малой жесткости они должны иметь большую длину (1,5—2 м). Благодаря большому углу закручивания торсиона (35-56°) подвеска имеет большой рабочий ход. Торсионы, по сравнению с пружинами, несколько сложнее в изготовлении, особенно с точки зрения достижения высокой энергоемкости, менее удобны в компоновке при управляемых колесах, валы боятся царапин — возможных причин усталостных разрушений. Торсионные подвески требуют мощных амортизаторов. Торсионы изготавливают из высококачественной стали (45ХНМФА и 60С2А), и для повышения усталостной прочности их поверхности подвергаются накатке роликом. Большая длина торсионов обусловливает появление изгибающих нагрузок, воздействие которых уменьшается применением упругих опор и торсионов с несколько пониженным (на 10—15%) напряжением на кручение.

Как у пружин, так и у торсионов внутреннее трение практически не влияет на упругую характеристику. Кроме того, все металлические упругие элементы (листовые рессоры, пружины и торсионы) имеют линейную, а при компоновке нескольких упругих элементов — кусочно-линейную характеристику, ограничивающую возможности достижения высокой плавности хода.

К неметаллическим упругим элементам относятся резиновые, пневматические (пневмогидравлические) и гидравлические элементы, имеющие нелинейную упругую характеристику.

На ТС большой грузоподъемности с повышенными требованиями к плавности хода и необходимостью регулировать упругую характеристику и положение подрессоренной массы по высоте, получили большое распространение упругие элементы, использующие свойства газа и жидкости при их деформации в замкнутом объеме.

Рисунок 3.6 Классификация упругих элементов подвески колес

Пневматические упругие элементы построены на упругих свойствах газа, заключенного в эластичную деформируемую оболочку. Однако, учитывая, что современные технологии пока не позволяют создать высокопрочные эластичные полимерные оболочки высокого давления (более 2,5 МПа), пневматические упругие элементы применяются в подвесках ТС небольшой грузоподъемности.

Еще о транспорте:

Подготовка данных к планировке СТОА
Результаты технологического расчета представим в виде, удобном для использования при разработке планировочного речения СТОА. Для определения площади здания станции выполним группировку зон, цехов, складов и вспомогательных помещений по месту их расположения на плане СТОА (таблица 2.7). Таблица 2.7- ...

Определение потребного количества составов и инвентарного парка вагонов на пассажирской технической станции
Пассажирский парк состоит из вагонов, используемых для перевозки пассажиров, вагонов-ресторанов, почтовых, багажных, вагонов специального назначения. Инвентарный парк пассажирских вагонов делится на рабочий и нерабочий. Рабочий парк составляют вагоны для перевозки пассажиров, почты, багажа и вагоны ...

Расчет массы рамы стенда для обкатки двигателей внутреннего сгорания
Рама стенда является сварной конструкцией и состоит из различных составных элементов, массу которых будем находить по отдельности: Балка поперечная (швеллер № 14), 3 штуки: m1 = 1,070 · 3 · 12,3 = 39,483 кг Балка продольная (швеллер № 16), 2 штуки: m2 = 3,740 · 2 · 14,2 = 106,216 кг Плита: m3 = 0,8 ...