5Апр

Упругий элемент подвески автомобиля: Упругие элементы подвески машины

Содержание

Упругие элементы подвески


    Упругие элементы подвески


 
В этой статье речь пойдет о рессорах и пружинах как наиболее распространенных видах упругих элементов подвески. Есть ещё пневмобалоны и гидропневматические подвески, но о них позже отдельно. Торсионы рассматривать не буду как мало подходящий для технического творчества материал.

Для начала общие понятия.

Вертикальная жесткость

Жесткость упругого элемента (пружины или рессоры) означает какое нужно приложить усилие к пружине/рессоре для того чтобы продавить её на единицу длины (м, см, мм). Например жесткость 4кг/мм означает что на пружину/рессору нужно надавить с усилием 4кг чтобы её высота уменьшилась на 1мм. Жесткость так же часто измеряют в кг/см и в Н/м.

Для того чтобы примерно измерить жесткость пружины или рессоры в гаражных условиях, можно например на неё встать и разделить свой вес на величину, на которую пружина/рессора продавилась под весом. Рессору удобнее класть ушками на пол и вставать на середину. Важно чтобы хотя бы одно ушко могло свободно скользить по полу. На рессоре лучше немного попрыгать прежде чем снимать высоту прогиба чтобы минизировать влияние трения между листами.

Плавность хода

Плавность хода это то насколько автомобиль тряский. Главным фактором, влияющим на «тряскость» автомобиля является частота собственных колебаний подрессоренных масс автомобиля на подвеске. Частота эта зависит от соотношения этих самых масс и вертикальной жесткости подвески. Т.е. Если масса больше то и жесткость может быть больше. Если меньше масса, вертикальная жесткость должна быть меньше. Проблема для автомобилей меньшей массы в том, что при благоприятной для них жесткости высота посадки автомобиля на подвеске сильно зависит от количества груза. А груз — это у нас переменная составляющая подрессоренной массы. Кстати чем больше груза в автомобиле, тем он комфортнее (мене тряский) до тех пор пока подвеска не сработала полностью на сжатие. Для человеческого тела наиболее благоприятная частота собственных колебаний — это такая, которую мы испытываем при натуральной для нас ходьбе т.е. 0.8-1.2 Гц или (грубо) 50-70 колебаний в минуту. Реально в автомобилестроении в погоне за грузонезависимостью считается допустимым до 2 Гц (120 колебаний в минуту). Условно автомобили у которых баланс масса-жесткость сдвинут в сторону большей жесткости и более высоких частот колебаний, называют жесткими а автомобили с оптимальной характеристикой жесткости для их массы — мягкими.

Количество колебаний в минуту для вашей подвески можно посчитать по формуле:

Где:

n – количество колебаний в минуту (желательно добиться чтобы было 50-70)

С — жесткость упругого элемента подвески в кг/см (Внимание! В этой формуле кг/см а не кг/мм)

F – масса подрессоренных частей, действующих на данный упругий элемент, в кг.

Характеристика вертикальной жесткости подвески

Характеристика жесткости подвески это зависимость прогиба упругого элемента (изменения его высоты относительно свободной) f от собственно нагрузки на него F. Пример характеристики:

Прямой участок это диапазон когда работает только основной упругий элемент (пружина или рессора) Характеристика обычной рессоры или пружины линейна. Точка fст (что соответствует Fст) — это положение подвески когда автомобиль стоит на ровной площадке в снаряженном состоянии с водителем, пассажиром и запасом топлива. Соответственно всё что до этой точки — ход отбоя. Всё что после — ход сжатия. Обратим внимание на то что прямая характеристики пружины уходит далеко за пределы характеристики подвески в минус. Да, Пружине не дают полностью разжаться ограничитель хода отбоя и амортизатор. Кстати про ограничитель хода отбоя. Именно он и и обеспечивает нелинейное снижение жесткости на начальном участке работая враспор пружине. В свою очередь ограничитель хода сжатия вступает в работу в конце хода сжатия и, работая параллельно пружине, обеспечивает увеличение жесткости и лучшую энергоёмкость подвески (усилие, которое способна поглотить подвеска своими упругими элементами)

Циллиндрические (спиральные) пружины

Преимущество пружины против рессоры в том что во-первых в ней полностью отсутствует трение, а во-вторых она несет только чисто функцию упругого элемента в то время как рессора так же выполняет функцию направляющего устройства (рычагов) подвески. В связи с этим пружина нагружается только одним способом и служит долго. Единственные недостатки пружинной подвески по сравнению с рессорной — сложность и высокая цена.

Циллиндрическая пружина фактически представляет из себя скрученный в спираль торсион. Чем длиннее пруток (а его длина увеличивается с увеличением диаметра пружины и количества витков), тем мягче пружина при неизменной толщине витка. Удаляя витки с пружины, мы делаем пружину жестче. Установив 2 пружины последовательно, мы получаем более мягкую пружину. Суммарная жесткость последовательно соединенных пружин: С=(1/С

1+1/С2). Суммарная жесткость работающих параллельно пружин С=С12.

Обычная пружина как правило имеет диаметр, гораздо больший чем ширина рессоры и это ограничивает возможность использования пружины вместо рессоры на изначально рессорном автомобиле т.к. не помещается между колесом и рамой. Установить пружину под раму тоже не просто т.к. У неё есть минимальная высота, равная её высоте со всеми сомкнутыми витками плюс при установке пружиины под рамой мы теряем возможность выставить подвеску по высоте т.к. Не можем двигать вверх/вниз верхнюю чашку пружины. Установив пружины внутри рамы мы теряем угловую жесткость подвески (отвечающую за крен кузова на подвеске). На Паджеро так и сделали но дополнили подвеску стабилизатором поперечной устойчивости для увеличения угловой жесткости. Стабилизатор — это вредная вынужденная мера, грамотно не иметь его вообще на задней оси, а на передней стараться либо его тоже не иметь, либо иметь но чтобы он был как можно мягче.

Можно изготовить пружину маленького диаметра для того чтобы она поместилась между колесом и рамой, но при этом для того чтобы она не выкручивалась, необходимо заключить её в амортизаторную стойку, которая обеспечит (в отличие от свободного положения пружины) строго параллельное относительное положение верхней и нижней чашек пружины. Однако при таком решении пружина сама становится гораздо длиннее плюс дополнительная габаритная длина необходима для верхнего и нижнего шарнира амортизаторной стойки. В результате рама автомобиля нагружается не самым благоприятным образом в связи с тем что верхняя точка опоры оказывается гораздо выше лонжерона рамы.

Амортизаторные стойки с пружинами бывают так же 2-ступенчатыми с двумя последовательно установленными пружинами разной жесткости. Между ними ползун, являющийся нижней чашкой верхней пружины и верхней чашкой нижней пружины. Он свободно перемещается (скользит) по корпусу амортизатора. При обычной езде работают обе пружины и обеспечивают низкую жесткость. При сильном пробое хода сжатия подвески одна из пружин смыкается и дальше работает только вторая пружина. Жесткость у одной пружины больше чем у двух работающих последовательно.

Существуют так же бочкообразные пружины. Их витки имеют разный диаметр и это позволяет увеличить ход сжатия пружины. Смыкание витков происходит при гораздо меньшей высоте пружины. Этого может оказаться достаточно для установки пружины под рамой.

Циллиндрические спиральные пружины бывают с переменным шагом витка. По мере сжатия, более короткие витки смыкаются раньше и перестают работать а чем меньше витков работает тем больше жесткость. Таким образом достигается увеличение жесткости при ходах сжатия подвески, близких к максимальным, при чем увеличение жесткости получается плавным т.к. виток смыкается постепенно.

Однако специальные виды пружин малодоступны а пружина — это по сути дела расходник. Иметь нестандартный, сложнодоступный и дорогой расходник не совсем удобно.

n – количество витков

С — жесткость пружины

H0 – высота в свободном состоянии

Hст — высота при статической нагрузке

Hсж — высота при полном сжатии

f – статический прогиб

fсж — ход сжатия

 

Листовые рессоры

Основное преимущество рессор в том что они одновременно выполняют и функцию упругого элемента и функцию направляющего устройства а отсюда вытекает низкая цена конструкции. В этом правда есть и недостаток — несколько видов нагружения сразу: толкающее усилие, вертикальная реакция и реактивный момент моста. Рессоры менее надежны и менее долговечны чем пружинная подвеска. Тема о рессорах как о направляющем устройстве будет рассматриваться отдельно в разделеле «направляющие устройства подвески».

Основная проблема рессор в том, что их очень сложно сделать достаточно мягкими. Чем они мягче, тем длиннее их нужно делать а при этом они начинают вылезать за свесы и становятся склонными к S-образному изгибу. S-образный изгиб это когда под действием реактивного момента моста (обратного крутящему моменту на мосту) рессоры наматываются собственно вокруг моста.

Так же рессоры имеют трение между листами, при чем не предсказуемое. Его величина зависит от состояния поверхности листов. При чем все неровности микропрофиля дороги, по величине возмущения не превосходящие величину трения между листами, передаются телу человека как будто подвески нет вообще.

Рессоры бывают многолистовые и малолистовые. Малолистовые лучше тем что раз в них меньше листов, то и трения между ними меньше. Недостаток — сложность изготовления и соответственно цена. Лист малолистовой рессоры имеет переменную толщину и с этим связаны дополнительные технологические сложности производства.

Так же рессора может быть 1-листовая. В ней трение отсутствует в принципе. Однако эти рессоры более склонны к S-образному изгибу и как правило применяются в подвесках, в которых реактивный момент на них не действует. Например в подвесках не ведущих осей или там где редуктор ведущего моста соединен с шасси а не с балкой моста, как пример — задняя подвеска «Де-дион» на заднеприводных автомобилях Вольво 300-ой серии.

С усталостным износом листов борятся изготовлением листов трапециевидного сечения. Нижняя поверхность уже верхей. Таким образом бОльшая часть толщины листа работает на сжатие а не на растяжение, лист служит дольше.

С трением борятся установкой пластиковых вставок между листами на концах листов. При этом во-первых листы не касаются друг друга по всей длине, а во-вторых скользят только в паре металл-пластик, где меньше коэффициент трения.

Другим способом борьбы с трением является густая смазка рессор с заключением их в защитные рукава. Такой метод применялся на ГАЗ-21 2-ой серии.

С S-образным изгибом борятся делая рессору не симметричной. Передний конец рессоры короче заднего и более стоек против изгиба. Между тем суммарная жесткость рессоры не изменяется. Так же для исключения возможности S-образного изгиба устанавливают специальные реактивные тяги.

В отличие от пружины, рессора не имеет минимального размера по высоте, что существенно упрощает задачу для самодеятельного строителя подвески. Однако, злоупотреблять этим нужно крайне осторожно т.к. Если пружина расчитывается по максимальному напряжению на полное сжатие до смыкания её же витков, то рессора на полное сжатие, возможное в подвеске автомобиля для которого конструировалась.

Так же нельзя манипулировать количеством листов. Дело в том, что рессора конструируется как единое целое исходя из условия равного сопротивления изгибу. Любое нарушение ведет к возникновению неравномерности напряжений по длине листа (даже если листы добавлять а не удалять) что неизбежно приводит к преждевременному износу и выходу из строя рессоры.

Всё самое лучшее что придумало человечество по теме многолистовых рессор есть в рессорах от Волги: они имеют трапециевидное сечение, они длинные и широкие, несимметричные и с пластиковыми вставками. Так же они мягче УАЗовских (в среднем) в 2 раза. 5-листовые рессоры от седана имеют жесткость 2.5кг/мм а 6-листовые рессоры от универсала 2.9кг/мм. Самые мягкие УАЗовские рессоры (задние Хантер-Патриот) имеют жесткость 4кг/мм. Для обеспечения благоприятной характеристики УАЗу нужно 2-3 кг/мм.

Характеристику рессоры можно сделать ступенчатой за счет применения подрессорника или надрессорника. Большую часть времени дополнительный элемент не действует и не влияет на характеристику подвески. Он включается в работу при большом ходе сжатия либо при наезде на препятствие, либо при загрузке машины. Тогда суммарная жесткость складывается из жесткостей обоих упругих элементов. Как правило если это надрессорник, то он закреплен серединой на основной рессоре и при ходе сжатия концами упирается в специальные упоры, расположенные на раме автомобиля. Если это подрессорник, то при ходе сжатия его концы упираются в концы основной рессоры. Недопустимо чтобы подрессорник упирался в рабочую часть основной рессоры. В этом случае нарушается условие равного сопротивления изгибу основной рессоры и возникает неравномерность распределения нагрузки по длине листа. Однако, существуют конструкции (как правило на легковых внедорожниках) когда нижний лист рессоры изогнут в обратную сторону и по мере хода сжатия (когда основная рессора принимает форму близкую к его форме) прилегает к ней и таким образом плавно включается в работу обеспечивая плавно прогрессивную характеристику. Как правило такие подрессорники расчитаны именно на максимальные пробои подвески а не для корректировки жесткости от степени загрузки машины.


Резиновые упругие элементы

Как правило резиновые упругие элементы используются в качестве дополнительных. Однако, есть конструкции, в которых резина служит основным упругим элементом, например Ровер Мини старого образца.

Нам они однако интересны только в качестве дополнительных, в простонародии известных как «отбойники». Часто на форумах автомобилистов встречаются слова «подвеску пробивает до отбойников» с последующим развитием темы про необходимость увеличения жесткости подвески. На самом же деле для того там эти резинки и устанавливаются чтобы до них пробивало, и при их сжатии жесткость увеличивалась таким образом обеспечивая необходимую энергоёмкость подвески без увеличения жесткости основного упругого элемента, который подбирается из условия обеспечения необходимой плавности хода.

На более старых моделях отбойники были сплошные и как правило имели форму конуса. Форма конуса позволяет обеспечить плавную прогрессивную характеристику. Тонкие части сжимаются быстрее и чем толще оставшаяся часть, тем жестче резинка

В настоящее время наибольшее распространение получили ступенчатые отбойники, имеющие чередующися тонкие и толстые части. Соответственно в начале хода сжимаются все части одновременно, далее тонкие части смыкаются и продолжают сжиматься уже только толстые части жесткость которых больше.Как правило эти отбойники пустые внутри (с виду шире обычных) и позволяют получить больший чем обычные отбойники ход. Подобные элементы устанавливаются например на автомобилях УАЗ новых моделей (Хантер, Патриот) и Газель.

Отбойники или ограничители хода или дополнительные упругие элементы устанавливаются как на сжатие, так и на отбой. Работающие на отбой часто устанавливаются внутри амортизаторов.

Теперь о наиболее часто встречающихся заблуждениях

1) «Пружина просела и стала мягче»:
Нет, жесткость пружины не изменяется. Изменяется только её высота. Витки становятся ближе друг к другу и машина опускается ниже.

2) «Рессоры выпрямились, значит просели»:
Нет, если рессоры прямые, это не значит что они просевшие. Например на заводском сборочном чертеже шасси УАЗ 3160, рессоры абсолютно прямые. У Хантера они имеют едва заметный для невооруженного глаза изгиб 8мм, что тоже конечно же воспринимается как «прямые рессоры». Для того чтобы определить просели рессоры или нет, можно замерить какой-нибудь характерный размер. Например между нижней поверхностью рамы над мостом и поверхностью чулка моста под рамой. Должно быть порядка 140мм. И ещё. Прямыми эти рессоры задуманы не случайно. При расположении моста под рессорой, только таким образом они могут обеспечить благоприятную характеристику уплавляемости: при крене не подруливать мост в сторону избыточной поворачиваемости. Про поворачиваемость можно почитать в разделе «Управляемость автомобиля». Если же каким-то образом (добавив листы, проковав ресоры, добавив пружины итд) добиться того чтобы они стали выгнутыми, то автомобиль будет склонен к рысканью на большой скорости и другим неприятным свойствам.

3) «Я отпилю от пружины пару витков, она просядет и станет мягче»:
Да, пружина действительно станет короче и возможно при установке на машину, машина просядет ниже чем с полной пружиной. Однако, при этом пружина станет не мягче а наоборот жесче пропорционально длине отпиленного прутка.

4) «Я поставлю дополнительно к рессорам пружины (комбинированную подвеску), рессоры расслабятся и подвеска станет мягче. При обычной езде рессоры работать не будут, будут работать только пружины, а рессоры только при максимальных пробоях»:
Нет, жесткость в этом случае увеличится и будет равна сумме жесткости рессоры и пружины, что отрицательно скжется не только на уровне комфорта но и на проходимости (о влиянии жесткости подвески на комфорт позже). Для того чтобы таким методом добиться переменной характеристики подвески, необходимо изогнуть пружиной рессору до свободного состояния рессоры и через это состояние перегнуть (тогда рессора изменит направление усилия и пружина и рессора начнут работать враспор). А например для малолистовой рессоры УАЗа с жесткостью 4кг/мм и подрессоренной массе 400кг на колесо, это означает лифт подвески более чем на 10см!!! Даже если осуществить этот ужасный лифт пружиной, то помимо потери устойчивости автомобиля, кинематика изогнутой рессоры сделает автомобиль совершенно неуправляемым (см п. 2)

5) «А я (например дополнительно к п. 4) уменьшу количество листов в рессоре»:
Уменьшение количества листов в рессоре действительно однозначно означает снижение жесткости рессоры. Однако, во-первых это не обязательно означает изменение её изгиба в свободном состоянии, во-вторых она становится более склонна к S-образному изгибу (наматывание вокруг моста вод действием реактивного момента на мосту) и в-третьих рессора конструируется как «балка равного сопротивления изгибу» (кто изучал «СопроМат», тот знает что это такое). Например у 5-листовых рессор от Волги-седана и более жестких 6-листовых рессор от Волги-универсала одинаковый только коренной лист. Казалось бы в производстве дешевле все части унифицировать и сделать только один дополнительный лист. Но так нельзя т.к. при нарушении условия равного сопротивления изгибу нагрузка на листы рессоры становится неравномерной по длине и лист быстро выходит из строя на более нагруженном участке. (Сокращается срок службы). Изменять количество листов в пакете очень не рекомендую и тем более собирать рессоры из листов от разных марок автомбилей.

6) «Мне нужно увеличить жесткость чтобы не пробивало подвеску до отбойников» или «у внедорожника должна быть жесткая подвеска»:
Ну во-первых «отбойниками» они называются только в простонародии. На самом деле это дополнительные упругие элементы, т.е. они там специально стоят для того чтобы до них пробивало и чтобы в конце хода сжатия увеличивалась жесткость подвески и обеспечивалась необходимая энергоёмкость при меньшей жесткости основного упругого элемента (пружины/рессоры). При увеличении жесткости основных упругих элементов так же ухудшается проходимость. Казалось бы какая связь? Предел тяги по сцеплению, который можно развить на колесе, (помимо коэффициента трения) зависит от того, с какой силой это колесо прижато к поверхности по которой едет. Если автомобиль едет по ровной поверхности, то эта сила прижатия зависит только от массы автомобиля. Однако если поверхность не ровная, эта сила начинает зависеть от характеристики жесткости подвески. Например представим 2 автомобиля равной подрессоренной массы по 400кг на колесо, но с разной жесткостью пружин подвески 4 и 2 кг/мм соответственно, передвигающихся по одной и той же неровной поверхности. Соответственно при проезде неровности высотой 20см одно колесо сработало на сжатие на 10см, другое на отбой на те же 10см. При разжимании пружины жесткостью 4кг/мм на 100мм, усилие пружины уменьшилось на 4*100=400кг. А у нас всего 400кг. Значит тяги на этом колесе уже нет, а если у нас на оси открытый дифференциал или дифференциал ограниченного трения (ДОТ) (например винтовой «Квайф»). В случае же если жесткость 2 кг/мм, то усилие пружины уменьшилось только на 2*100=200кг, а значит 400-200-200 кг всё ещё давит и мы можем обеспечить по крайней мере половинную тягу на оси. При чем в случае если стоит ДОТ, а у большинства их коэффициент блокировки 3, при наличии какой-то тяги на одном колесе с худшей тягой, на второе колесо передаётся в 3 раза больший момент. И примерчик: Самая мягкая подвеска УАЗа на малолистовых рессорах (Хантер, Патриот) имеет жесткость 4кг/мм (и пружина и рессора), в то время как у старого Рэнджровера примерно такой же массы как Патриот, на передней оси 2.3 кг/мм, а на задней 2.7кг/мм.

7) «У легковых автомобилей с мягкой независимой подвеской пружины должны быть мягче»:
Совсем не обязательно. Например в подвеске типа «МакФерсон», пружины действительно работают напрямую, но в подвесках на двойных поперечных рычагах (передняя ВАЗ-классика, Нива, Волга) через передаточное число равное соотношению расстояния от оси рычага до пружины и от оси рычага до шаровой опоры. При такой схеме жесткость подвески не равна жесткости пружины. Жесткость пружины значительно больше.

8) «Лучше ставить жесткие пружины чтобы автомобиль был мене валким и следовательно более устойчивым»:
Не совсем так. Да, действительно чем больше вертикальная жесткость, тем больше угловая жесткость (отвечающая за крен кузова при действии центробежных сил в поворотах). Но перенос масс вследствие крена кузова значительно меньшим образом влияет на устойчивость автомобиля чем скажем высота центра тяжести, которым джиперы часто очень расточительно бросаются лифтуя кузов только ради того чтобы не пилить арки. Автомобиль должен крениться, крен это не зачит плохо. Это важно для информативности при вождении. При конструировании в большинство автомобилей закладывается стандартная величина крена 5 градусов при окружном ускорении 0.4g (зависит от соотношения радиуса поворота и скорости движения). Отдельные автопроизводители закладывают крен на меньший угол для создания иллюзии устойчивости для водителя.

Автор: MOHCTPOXOD
Источник: http://monstrohod.ru

include»inc_foot.php»; ?>

Резиновые и пневматические упругие элементы подвески

Для подвесок легковых и грузовых автомобилей, автобусов и прицепов могут быть использованы резиновые, пневматические или стальные упругие элементы.

Достоинствами гидравлической уравнительной подвески является очень малый крен кузова и почти полное отсутствие продольных колебаний. К недостаткам следует отнести высокую частоту колебаний кузова, а также жесткую работу подвески на булыжной мостовой и волнистой дороге.

Гораздо лучшими характеристиками обладает гидропневматическая подвеска, разработанная фирмой «Citroen» в 1953 г. Она представляет собой пневматические упругие элементы с гидравлической передачей усилий. На рисунке 1 приведен разрез одного из четырех компактных упругих элементов, которые установлены на всех колесах автомобиля.

Рисунок 1 — Элемент подвески со встроенным амортизаторным клапаном, который фирма «Citroen» применяет на моделях серий D и GS. В качестве упругого элемента используется азот

1 — шток подвески; 2 — слив гидравлической жидкости; 3 — поршень; 4 — подача гидравлической жидкости; 5 — верхняя полусфера; 6 — пробка для заполнения; 7 — мембрана; 8 — нижняя полусфера; 9 — амортизатор; 10 — цилиндр; 11 — упорная пята; 12 — система уплотнений; 13 — защитный кожух

В верхней половине баллона находится под давлением азот, который собственно и является упругим элементом. Азот, во избежание пенообразования, отделен резиновой мембраной от гидравлической жидкости, которая находится в нижней половине и цилиндре амортизатора. Передающий усилия шток вверху соединен шаровым шарниром с поршнем, а внизу опирается на поперечный рычаг передней подвески или на продольный рычаг задней (рисунок 2).

Рисунок 2 — В автомобилях «Citroen» элементы подвески опираются на рычаги. Регулирование уровня кузова осуществляется с помощью клапанов, соединенных со стабилизатором обеих осей.

1 — подача гидравлической жидкости под давлением; 2 — слив в резервуар; 3 — механический привод регуляторов высоты; 4 — газ; 5 — жидкость; 6 — амортизаторный клапан; 7 — регулируемая высота

При ходе сжатия подвески жидкость выталкивается поршнем через установленный в цилиндре клапан сжатия (на рисунке 3 справа), а при ходе отбоя газ выталкивает жидкость вниз через более жёстко отрегулированный клапан отбоя (на рисунке 3 слева). Эта жестко установленная внутри система клапанов работает как у однотрубных газонаполненных амортизаторов. Единственное отличие заключается в том, что у последних клапаны находятся на поршне и движутся вместе с колесом.

Рисунок 3 — Амортизаторный клапан, встраиваемый в элементы подвески фирмы «Citroen»

1 — клапан хода отбоя; 2 — корпус клапана; 3 — жиклер постоянного сечения, дросселирующий перетекание гидравлической жидкости; 4 — опорный диск для ограничения перемещения диска клапана; 5 — соединительный элемент

Регулирование уровня, являющееся достоинством всех пневматических подвесов, может быть реализовано и в гидропневматической подвеске. Оно осуществляется путем изменения количества масла в зоне между мембраной и поршнем. Если с увеличением нагрузки кузов автомобиля опускается, то соединенный со стабилизатором регулятор уровня (см. рисунок 2 и рисунок 4) обеспечивает подачу масла под давлением 15,0—17,5 МПа из гидравлического аккумулятора в цилиндр через специальное отверстие (см. рисунок 1). При уменьшении загрузки автомобиля регулятор обеспечивает слив масла в резервуар, не находящийся под давлением.

Рисунок 4 — Расположение элементов подвески в модели «Citroen GS». Хорошо видны подвеска передних колес на двойных поперечных рычагах, подвеска задних колес на продольных рычагах и стабилизаторы поперечной устойчивости, имеющие относительно большой диаметр. Расстояние от кузова до плоскости дороги может быть задано с помощью регулировочного рычажка.

1 — регулятор давления — гидроаккумулятор: 2 — резервуар; 3 — стабилизатор задней оси; 4 — рычаг задания уровня кузова; 5 — стабилизатор передней оси; 6 — гидравлический насос

В отличие от гидропневматических подвесок, которые теперь используются и в автомобилях среднего класса (например, в модели «Citroen GS»), чисто пневматические подвески не нашли широкого применения в легковых автомобилях. Фирма «Mercedes-Benz» использует пневматическую подвеску только в самой дорогой своей модели 600. На рисунке 5 показано размещение пневматических упругих элементов в передней подвеске этой модели между поперечным рычагом и поперечиной рамы.

Рисунок 5 — Пневматический упругий элемент, встроенный в подвеску на двойных поперечных рычагах модели 600 фирмы «Mercedes-Benz»

1 — подвод сжатого воздуха; 2 — регулятор уровня; 3 — подрамник; 4 — нижний рычаг; 5 — тяга; 6 — опорный поршень; 7 — пневморессора; 8 — воздушная камера

Автобусы, напротив, оснащены почти исключительно пневматической подвеской. Все большее применение она находит и на грузовых автомобилях и прицепах. Причиной роста популярности является ее мягкость, что обеспечивает повышение комфортабельности пассажиров и сохранность грузов. Дополнительными достоинствами являются возможность регулирования уровня и благодаря этому постоянная, не зависящая от нагрузки высота входа, а также пневматическая стабилизация кузова на поворотах. На рисунке 6 показаны применяемые в настоящее время пневматические упругие элементы.

Рисунок 6 — Пневматические упругие элементы, представленные в различных положениях подвески

а — крайнее нижнее; б — среднее; в — крайнее верхнее

Упругие элементы подвески автомобиля 🦈 avtoshark.com

Применение листовых рессор обычно относится к грузовикам и автобусам. Части упругого элемента соединены болтом и стянуты ограничителями горизонтального смещения – хомутами. Рессоры листового типа не гасят мелкие колебания. А при больших нагрузках изгибаются в S-профиль и повреждают мост автомобиля.

Демпфирующее устройство машины состоит из деталей различной степени жесткости. Роль упругих элементов подвески автомобиля – снижать тряску и вибрации. А также обеспечивать управляемость и устойчивость машины в движении.

Какие бывают упругие элементы ходовой части

Главная роль демпфирующих деталей – гашение энергии колебаний, вызываемых неровностями дороги. Подвеска машины обеспечивает плавный ход без тряски и безопасность в движении на скорости.

Основные виды упругих элементов подвески автомобиля:

  • рессоры;
  • пружины;
  • торсионы;
  • резиновые вставки;
  • пневматические баллоны;
  • гидравлические амортизаторы.

Демпфирующие детали в конструкции ходовой гасят энергию воздействия на кузов машины. И направляют момент движения от трансмиссии без существенных потерь.

Устройства используют для обеспечения устойчивости автомобиля при маневрах, торможении и ускорении. Упругие элементы подвески выбирают, в зависимости от конкретных требований по жесткости, прочности и условий эксплуатации.

Какие бывают упругие элементы ходовой части

Листовые рессоры

Демпфирующее устройство состоит из одной или нескольких металлических полос. Деталь иногда снабжают дополнительной ступенью для включения в работу только при больших нагрузках.

Применение листовых рессор обычно относится к грузовикам и автобусам. Части упругого элемента соединены болтом и стянуты ограничителями горизонтального смещения – хомутами. Рессоры листового типа не гасят мелкие колебания. А при больших нагрузках изгибаются в S-профиль и повреждают мост автомобиля.

Пружины

Упругий элемент, согнутый из жесткого стального прутка, есть в подвеске любого типа. Сечение детали круглое, коническое или с утолщением в центральной части. Пружины подвески подбирают в соответствии с подрессоренной массой автомобиля и габаритами стойки. Упругий элемент имеет надежную конструкцию, долго служит и не требует регулярного техобслуживания. Севшую пружину можно отремонтировать – восстановить до прежних габаритов высоты растяжением.

Торсионы

В независимых подвесках авто для повышения устойчивости применяют систему из стальных стержней, соединяющих кузов с рычагами. Деталь гасит скручивающие усилия, уменьшает крен машины при маневрах и повороте.

Область применения торсионов в подвеске обычно относят к грузовикам и внедорожникам, реже – к легковым автомобилям.

Демпфирующая деталь крепится при помощи шлицевого соединения, чтобы иметь свободный ход при нагрузке. Торсионы обычно устанавливают на заднюю часть подвески автомобиля.

Пневморессор

Этот упругий элемент, работающий на сжатом воздухе, обычно относят к дополнительному демпферу. Баллон из резины имеет форму цилиндра и устанавливается на стойку каждого колеса. Давление газа в пневморессоре можно регулировать в зависимости от текущей подрессоренной нагрузке.

Упругий элемент позволяет удерживать постоянный клиренс, разгружает и продлевает время службы деталей подвески автомобиля. Пневматические баллоны обычно применяет в грузовиках и автобусах.

Что необходимо знать каждому о подвеске / Автобегиннер.ру

Сегодня амортизаторы стали неотъемлемой частью подвески как на легковых, так и на грузовых автомобилях. Подвеска автомобиля – общее понятие. Она служит для соединения колеса с кузовом автомобиля, но независимо от типа и конструктивных схем предназначена для обеспечения надёжного контакта колеса с поверхностью дороги и гашения колебаний кузова, вызванных неровностями дороги и инерционными силами при движении.

При жёстком креплении удар о неровность полностью передаётся кузову, лишь немного смягчаясь шиной, а колебание кузова имеет большую амплитуду и существенное вертикальное ускорение.

При введении в подвеску упругого элемента (пружины или рессоры) толчок на кузов значительно смягчается, но вследствие инерции кузова колебательный процесс затягивается во времени, делая управление автомобилем трудным, а движение опасным. Автомобиль с такой подвеской раскачивается во всевозможных направлениях, и высока вероятность “пробоя” при резонансе (когда толчок от дороги совпадает со сжатием подвески в течение затянувшегося колебательного процесса).

В современных подвесках, во избежание вышеперечисленных явлений, наряду с упругим элементом используют демпфирующий элемент – амортизатор. Он контролирует упругость пружины, поглощая большую часть энергии колебаний. При проезде неровности пружина, как и в предыдущем случае, сжимается. Когда же, после сжатия, она начнёт расширяться, стремясь превзойти свою нормальную длину, большую часть энергии зарождающегося колебания поглотит амортизатор. Продолжительность колебаний до возвращения пружины в исходное положение при этом уменьшится до 0,5-1,5 циклов.

Надёжный контакт колеса с дорогой обеспечивается не только шинами, основными упругими и демпфирующими элементами подвески (пружина, амортизатор), но и её дополнительными упругими элементами (буферы сжатия, резинометаллические шарниры), а также тщательным согласованием всех элементов между собой и с кинематикой направляющих элементов.

Таким образом, чтобы Ваш автомобиль “парил” над дорогой, между кузовом и дорожным полотном должны быть:

  • шины
  • основные упругие элементы
  • дополнительные упругие элементы
  • направляющие устройства подвесок
  • демпфирующие элементы.
Шины первыми в автомобиле воспринимают неровности дороги и, насколько это возможно, в силу их ограниченной упругости, смягчают колебания от микропрофиля дороги. Шины могут служить индикатором исправности подвески: быстрый и неравномерный (пятнами) износ шин свидетельствует о снижении сил сопротивления амортизаторов ниже допустимого предела.

Основные упругие элементы (пружины, рессоры) удерживают кузов автомобиля на одном уровне, обеспечивая упругую связь автомобиля с дорогой. В процессе эксплуатации упругость пружин меняется вследствие старения металла или из-за постоянной перегрузки, что приводит к ухудшению характеристик автомобиля: уменьшается высота дорожного просвета, изменяются углы установки колёс, нарушается симметричность нагрузки на колёса. Пружины, а не амортизаторы удерживают вес автомобиля. Если дорожный просвет уменьшился и автомобиль “просел” без нагрузки, значит, пришло время менять пружины.

Дополнительные упругие элементы (резинометаллические шарниры или сайлент-блоки, буферы сжатия) отвечают за подавление высокочастотных колебаний и вибраций от соприкосновения металлических деталей. Без них срок службы элементов подвески резко сокращается (в частности, в амортизаторах: из-за усталостного износа клапанных пружин). Регулярно проверяйте состояние резинометаллических соединений подвески. Поддерживая их работоспособность, Вы увеличите срок службы амортизаторов.

Направляющие устройства (системы рычагов, рессоры или торсионы) обеспечивают кинематику перемещения колеса относительно кузова. Задача этих устройств в том, чтобы сохранять плоскость вращения колеса (двигающегося вверх при сжатии подвески и вниз — при отбое) в положении, близком к вертикальному, т.е. перпендикулярно дорожному полотну. Если геометрия направляющего устройства нарушена, поведение автомобиля резко ухудшается, а износ шин и всех деталей подвески, в том числе и амортизаторов, значительно ускоряется.

Отдельное внимание стоит уделить подвеске McPherson: во-первых, такая подвеска получила исключительное распространение на переднеприводных автомобилях, а во-вторых, в этой подвеске амортизатор играет роль направляющего элемента и нагружен боковыми силами.

Демпфирующий элемент гасит колебания кузова, вызванные неровностями дороги и инерционными силами, а следовательно, уменьшает их влияние на пассажиров и груз. Он также препятствует колебаниям неподрессоренных масс (мосты, балки, колёса, шины, оси, ступицы, рычаги, колёсные тормозные механизмы) относительно кузова, улучшая тем самым контакт колеса с дорогой.

Работа амортизатора

Амортизаторы, как демпфирующий элемент современной подвески, получили наибольшее распространение в силу сочетания эффективности в работе, надёжности и технологичности изготовления. Основной функцией амортизатора является обеспечение надёжного контакта колеса с дорогой, комфорта и безопасности. Для выполнения своей функции амортизатор должен поглощать определённое количество энергии колебаний, и если точнее, то не поглощать, а преобразовывать её в тепловую. Количество поглощаемой энергии зависит от массы автомобиля, жёсткости пружины и частоты колебаний.

Работа гидравлического и гидропневматического амортизаторов основывается на двух основных свойствах жидкости: её несжимаемости и вязкости. Все производимые в мире амортизаторы делятся на две группы: гидравлические (или масляные) и гидропневматические (или газонаполненные)

Принцип работы гидравлического амортизатора достаточно прост. В рабочем цилиндре, заполненном специальной гидравлической жидкостью, перемещается шток с поршнем, имеющим точно калиброванную систему клапанов. Рабочие характеристики подбираются индивидуально для наилучшего гашения колебаний подвески каждого автомобиля.

Поясним формирование гидравлической характеристики амортизатора:

  • Если все клапаны “намертво” закрыты, а прохождение гидравлической жидкости происходит только через обходной канал в поршне, получится абсолютно жёсткая линейная характеристика. Если включить в работу клапаны сообщения с компенсационной камерой – характеристика станет “мягче”. Несимметричность объясняется тем, что клапан, открывающийся на “сжатии”, имеет большее проходное сечение, чем клапан, работающий на “отбое”.
  • Если задействовать основные клапаны, расположенные в поршне, форма характеристики уже нелинейна и, по мере открытия клапанов и увеличения общего проходного сечения каналов, становится всё менее “жёсткой”.

www.auto.ru

Упругие элементы передней подвески | Ваз 2109,2108,2107,2106,2105,2104,2103,2102,2101, 2170, Таврия, Шевроле нива

Упругими элементами передней подвески являются стальные винтовые пружины , действие которых при кренах автомобиля корректируется стабилизатором поперечной устойчиво­сти, а при значительных прогибах подвески — упомянутыми выше резиновыми буферами сжатия.

Цилиндрические витые пружины передней подвески установле­ны между опорной чашкой нижнего рычага подвески и кронштей­ном кузова, имеющим конический выступ.

Между верхним торцом пружины и ее чашкой находится шумоизоляционная резиновая прокладка, а нижний торец пружины опирается на металлическую прокладку 37. Таким образом, весо­вые нагрузки от кузова на колесо передаются через пружину.

В процессе производства пружины подвергаются 100%-ному контролю и в зависимости от длины пружины под нагрузкой 435 кг делятся на две группы А и Б и маркируются соответственно жел­той и зеленой красками, которые наносятся с внешней стороны средних витков.

Передняя и задняя подвески автомобиля должны компоновать­ся пружинами одной и той же группы. В исключительных случаях допускается сочетание пружин группы А на передней подвеске с пружинами группы Б на задней подвеске.

Витые цилиндрические пружины передней подвески имеют сле­дующие параметры:

Диаметр проволоки…………………………………………………………. 13 ±0,05 мм

Внутренний диаметр пружины……………………………                  90 ± 0,9 мм

Число рабочих витков……………………………………….                         7,5

Направление навивки…………………………………………                      правое

Длина пружины в свободном состоянии ………………. около 360 мм

Длина пружины под нагрузкой  435±15 кг:

группа А……………………………………………………. более 232 мм (желтые)

группа Б……………………………………………………. менее или равна 232 мм (зеленые)

Стабилизатор поперечной устойчивости служит для снижения крена кузова при поворотах и уменьшения поперечного раскачива­ния кузова. Штанга стабилизатора изготовлена из 20-мм стально­го прутка и термически обработана. Ее средняя часть располага­ется впереди передней подвески и соединяется с кузовом через резиновые подушки с помощью кронштейнов. Отогнутые назад концы штанги стабилизатора связаны с кронштейнами нижних рычагов подвески через резиновые подушки, закрепляемые скоба­ми.

При крене автомобиля благодаря жесткости штанги стабили­затора усилие, сжимающее пружину одной из сторон подвески, пе­редается на вторую пружину, что ограничивает крен. При наезде одною из колес на препятствие, когда перемещение колеса проис­ходит в течение короткого времени, штанга стабилизатора работает па скручивание, усиливая действие сжимаемой пружины. При на­езде па препятствие обоими колесами сжимаются одновременно обе пружины подвески и стабилизатор при этом на скручивание не работает.

Похожие статьи:

  1. Снятие и установка передней подвески
  2. Снятие и установка задней подвески
  3. Определение состояния деталей передней подвески
  4. Проверка технического состояния
  5. Установка для правки и контроля кузовов БС-123.000

Сравнительный анализ методов аппроксимации рабочей характеристики упругого элемента подвески автомобиля Текст научной статьи по специальности «Математика»

Расчет и конструирование

УДК 62.9 DOI: 10.14529/engin170401

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ АППРОКСИМАЦИИ РАБОЧЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ УПРУГОГО ЭЛЕМЕНТА ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ

А.Ф. Дубровский, А.С. Алюков, С.В. Алюков, К.В. Прокопьев

Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия

В статье исследуется нелинейная характеристика упругого элемента подвески транспортного средства. Подвеска является важной составной частью любого автомобиля, и ее работоспособность во многом определяет правильную работу всего автомобиля в целом. При проектировании подвески особое внимание уделяют упругому элементу, входящему в конструкцию подвески, при этом важной задачей является задача рассмотрения рабочей характеристики этого элемента. Как правило, рабочие характеристики являются нелинейными, трудно поддающимися математическому описанию при исследовании динамики подвески. Это обстоятельство создает проблемы для построения математической модели подвески, затрудняет анализ, численное и аналитическое интегрирование системы дифференциальных уравнений, описывающих работу подвески. Поэтому на практике производят аппроксимацию рабочей характеристики упругого элемента. В статье проводится сравнительный анализ различных методов аппроксимации рабочих характеристик упругих элементов транспортных средств, выявляются положительные и отрицательные стороны этих методов. Наиболее часто при составлении математических моделей автомобиля рабочая характеристика упругого элемента принимается линейной. Однако это допущение не позволяет в полной мере оценить динамические процессы, протекающие в системе. Часто аппроксимация рабочей характеристики проводится с помощью кусочно-линейной функции, имеющей достаточно простую структуру. Такой подход требует рассмотрения цикла работы подвески по участкам. При этом приходится исследовать работу подвески как системы с переменной структурой, что вызывает значительные сложности при построении периодических решений и определении их устойчивости. В работе предложен новый метод аппроксимации рабочей характеристики упругого элемента с помощью аналитической функции, что позволяет рассматривать упругий элемент как систему с постоянной структурой, описывая работу упругого элемента лишь одной системой дифференциальных уравнений с аналитическими функциями. Это дает возможность получать решения системы в целом, не рассматривая отдельные участки работы упругого элемента. Такая возможность помогает проектировать подвеску транспортных средств, обладающих оптимальными характеристиками, создавать автомобили, параметры которых отвечают самым передовым современным требованиям.

Ключевые слова: подвеска, упругий элемент, рабочая характеристика, аппроксимация, сравнение.

Введение

Общеизвестно, что при разработке конструкции системы подрессоривания транспортного средства, в том числе автомобиля, конструкторам всегда приходится решать проблему согласования следующих двух групп противоречивых требований: 1) требований обеспечения заданного уровня плавности хода (комфортабельности), быстроходности, минимизации динамических (вибрационных) нагрузок на перевозимый груз, узлы, звенья, пассажиров и водителей транспортного средства; 2) требований обеспечения управляемости, безопасности, устойчивости, стабилизации движения транспортного средства, стабилизации положения его кузова. Также общеизвестно, что наиболее эффективно согласовать отмеченные выше противоречивые требования можно лишь при выполнении следующих трех условий: 1) система подрессоривания должна содержать упругий элемент с нелинейной характеристикой; 2) система подрессоривания должна

содержать адаптивныи амортизатор — амортизатор, осуществляющим возможность регулирования его рабочих характеристик во время движения транспортного средства в зависимости от дорожной ситуации; 3) при проектировании системы подрессоривания необходимо обеспечить «очень точный» (оптимальный) подбор и согласование рабочих характеристик и параметров упругого элемента с нелинейной характеристикой и адаптивного амортизатора подвески транспортного средства, а также реализовать оптимальный алгоритм управления адаптивным амортизатором.

Упругий элемент, предназначенный для обеспечения упругих связей в подвеске автомобиля, является важнейшим элементом подвески и во многом определяет ее надежную и качественную работу. Основной характеристикой упругого элемента является характеристика жесткости — зависимость нормальной нагрузки F от деформации f подвески F =

Для адаптивной подвески обычно применяют упругий элемент с нелинейной характеристикой жесткости. Принимая во внимание рабочие характеристики буферов сжатия и отбоя, часто график зависимости F = F(/) изображается в виде (рис. 1) [1]. Такой вид характеристики позволяет подвеске подстраиваться под различные условия неровностей дороги и различные режимы работы автомобиля, обеспечивая комфортабельные условия его эксплуатации.

Для создания математической модели подвески необходимо составить математическую функцию, график которой изображен на рис.(/) = Ь2/ + Й,при ГЕ[/1;Г2), (1)

[к3/ + с, при / 6 [/2;/з]. Кусочно-линейная аппроксимация позволяет представить рабочую характеристику упругого элемента в виде совокупности участков, на каждом из которых эта характеристика является линейной. Использование зависимости (1) при моделировании динамических процессов подвески позволяет упростить исследование подвески автомобиля на каждом из участков, но во многих случаях является неудобным, поскольку вызывает определенные сложности на этапе интегрирования дифференциальных уравнений. Эти сложности рассмотрены в работе [1] и связаны с необходимостью дальнейшего «сшивания» полученных по участкам решений в течение цикла работы подвески. При этом приходится следить за выполнением условий перехода характеристики от участка к участку при изучении переходных и периодических движений, что приводит к громоздким преобразованиям и представлению полученных решений в виде сложных аналитических выражений в форме совокупности решений по участкам.

Рис. 1. Рабочая характеристика упругого элемента подвески автомобиля с учетом рабочих характеристик буферов сжатия и отбоя

Дубровский А.Ф., Алюков А.С., Сравнительный анализ методов аппроксимации Алюков С.В., Прокопьев К.В._рабочей характеристики упругого элемента…

Кроме того, применение аппроксимирующей зависимости (1) приводит к значительной погрешности в окрестностях точек перехода от участка к участку (рис. 1б), так как в реальности эти переходы имеют скругленный характер (рис. 1а). В связи с этим, возникает задача представления зависимости (1) в виде единого аналитического выражения постоянной структуры.

Для записи системы (1) в виде одного выражения часто применяют функцию Хевисайда [7]: Г0, при f <0,

H(f) = I

(l,при / > 0.

Используя данную функцию, выражение (1) можно записать так:

F(f) = H(f1 — f) • k1f + H(f — Л) • H(f2 — f) • (k2f + b) + H(f — f2) • (k3f + c). (2)

Выражение (2) также является неудобным в некоторых случаях для моделирования и исследования работы подвески, поскольку функция Хевисайда является не аналитической, а разрывной. Поэтому, несмотря на единое выражение (2) для характеристики упругого элемента, это выражение при исследовании работы подвески также приходится рассматривать по участкам постоянства функции Хевисайда. При этом проблема «сшивания» решений по участкам по-прежнему остается со всеми вытекающими негативными вышеописанными последствиями. Исходя из сказанного, возникает необходимость представления рабочей характеристики упругого элемента в виде аналитической функции на всей области изменения значений деформации / упругого элемента. e~t2dt, где N ЕШ [7].

Выражение (2) примет вид

F(f) = x(fi — f) • kxf + x(f — fi) • X(f2 — f) • (k2f + b)+ x(f — h) • (k3f + c), (5)

где X(f) = 0,5+±f¡e-t2dt.

Заметим, что функция Лапласа не является элементарной. Она выражается через интеграл, что в прикладных случаях затрудняет ее использование для математического моделирования и исследования объектов, процессов и явлений.

1.4. Аппроксимация с использованием вложенных синусоидальных функций

В этом случае используется метод, предложенный в работе [8]. В соответствии с данным методом, для аппроксимации функции Хевисайда используется выражение

у(х) = 0,5 + 0,5 • sin (j • sin (. • sin(3//2N})).

Тогда выражение (2) можно записать как

F(f) = <(fi — f) • kj + af — fi) • <(f2 — f) • (k2f + b) + af — f2) • (k3f + C). (7)

В дальнейшем для удобства описания будем нумеровать рассмотренные методы соответственно номерам подпунктов первого раздела данной статьи.

2. Новый метод аппроксимации рабочей характеристики упругого элемента.

Сравнительный анализ методов аппроксимации нелинейной рабочей характеристики

упругого элемента

В данной работе описывается новый метод аппроксимации рабочей характеристики упругого элемента с использованием функции

У = 0,5 + 0,5^=.(k3f + c), (9)

где ¿¡(О = 0,5 + 0,5 -=L=.

Предложенный новый метод в рамках этой статьи будем называть пятым методом аппроксимации.

Выполним сравнительный анализ методов аппроксимации рабочей характеристики подвески автомобиля ВАЗ-2110, построив выражения (3)-(8) в среде моделирования Matlab. Построения проводились при одном и том же значении N = 100 для описанных методов аппроксимации.

В качестве примера возьмем подвеску автомобиля ВАЗ-2110 с параметрами:

17,36, к2 = 2,34, к3 = 18,161,

Применение описанных методов аппроксимации 1-5 на всей области определения исходной функции (1) показывает (рис. 3), что в данном масштабе все методы дают практически один и тот же результат. Различия в графиках на рис. 3 не прослеживаются.

Для более подробного анализа различий рассмотрим графики аппроксимирующих функций в окрестностях угловых точек ft и f2 (рис. 4а, б).

Номера кривых на рис. 4а, б соответствуют номерам пунктов описания методов.

Как следует из этих рисунков, методы 1, 2, 5 наилучшим образом приближают кусочно-линейную функцию (1). Однако следует помнить, что в реальности характеристика жесткости упругого элемента угловых точек не имеет, в окрестностях точек перехода ft и f2 эта характеристика имеет скругления (см. рис. 1). Поэтому наиболее гладкий переход между прямыми участками кусочно-линейной функции обеспечивает применение методов 3 и 4. Но, как было отмечено ранее, метод 3 требует использования не элементарной функции Лапласа, что затрудняет дальнейшее исследование работы подвески автомобиля. Кроме того, существенным является отклонение полученной зависимости по методу 3 от реальной рабочей характеристики в местах перехода на прямолинейные участки, что особенно ярко проявляется на рис. 5.

ft = 7,2 мм,/2 = 137,6 мм,/3 = 180 мм, = b = 108,152, с = -2068,8.

Рис. 3. Зависимости, построенные при применении рассмотренных методов

Дубровский А.Ф., Алюков А.С., Алюков С.В., Прокопьев К.В.

Сравнительный анализ методов аппроксимации рабочей характеристики упругого элемента…

Рис. 4. Графики аппроксимирующих функций в окрестностях угловых точек:

а — = 7,2 мм; б — 1г = 137,6 мм

132 131 130 129 128 127 126

8 8.5 9 9.5 10

£

Рис. 5. Графики аппроксимирующих функций при переходе на прямолинейные участки характеристики

Целесообразным в инженерных расчетах является использование метода вложенных синусоидальных функций (метод 4), обеспечивающий быстрый выход аппроксимирующей функции на прямолинейные участки (см. рис. 5) и гладкий переход между этими участкам (см. рис. 4).

Предложенный новый метод, наряду с известными методами 1 и 2, дает хорошее приближение кусочно-линейной зависимости (см. рис. 2). Этот метод хуже, чем методы 3 и 4, сглаживает кусочно-линейную функцию в окрестностях угловых точек, но имеет достаточно простое аналитическое выражение и также может быть использован для аппроксимации исходной нелинейной рабочей характеристики упругого элемента автомобильной подвески.

Следует отметить, что предложенные аппроксимирующие функции можно варьировать путем изменения значения параметра Ы, а в случае применения вложенных синусоидальных функций также и с помощью изменения числа этих вложений. При этом можно добиться результата, в наибольшей степени удовлетворяющего поставленным условиям проводимых исследований.

Важно отметить, что рассмотренные методы являются универсальными и могут применяться для исследований широкого многообразия и чисто математических, и прикладных задач в различных областях науки и техники [9-20].

Выводы

1. В работе проведен сравнительный анализ основных методов аппроксимации рабочей характеристики упругого элемента адаптивной подвески автомобиля. Основная идея заключалась в представлении исходной нелинейной рабочей характеристики упругого элемента в виде кусочно-

линейной функции с последующей аппроксимации кусочно-линейной функции аналитическими зависимостями на основе аппроксимации функции Хевисайда. Отмечены преимущества и недостатки рассмотренных методов. Выявлено, что наиболее приемлемым методом для наиболее полного описания исходной нелинейной характеристики является метод, основанный на вложенных тригонометрических функциях. Этот метод хорошо сглаживает кусочно-линейную функцию в окрестностях угловых точек и, вместе с тем, хорошо аппроксимирует кусочно-линейную функцию на прямолинейных участках.

2. Предложен новый метод аппроксимации нелинейной характеристики упругого элемента. Показано, что предложенный метод имеет достаточно простую структуру и может применяться, наряду с другими методами, для аппроксимации функции Хевисайда, что позволяет использовать этот метод для математического моделирования динамических процессов в работе элементов адаптивной подвески автомобиля и моделирований всей подвески в целом. Проверка теоретических положений численными методами в компьютерной среде Matlab показала высокую сходимость результатов.

3. Отмечено, что рассмотренные методы являются универсальными, поэтому результаты исследования могут широко применяться для решения других технических и математических задач, в основе которых лежит описание с помощью кусочно-линейных, ступенчатых и других видов функций.

Обсуждение и применение

Использование полученных результатов при проектировании автомобилей способствует высокоэффективному решению задачи кардинального улучшения комфортабельности, увеличения плавности хода транспортного средства, значительного снижения уровня динамических нагрузок на перевозимый груз, пассажиров, экипаж, узлы и звенья транспортного средства. Особенно это важно при перемещении по дорожному покрытию пониженного качества, что характерно, в частности, для дорожных условий Российской Федерации. Область применения конструкций, при проектировании которых могут быть использованы результаты проведенных исследований, очень широкая: подвески практически любых транспортных средств, кроме «водоплавающих»: это и автомобили (грузовые, легковые, автобусы), и быстроходные гусеничные машины, в том числе специального назначения, и прицепы, летательные аппараты различного назначения, железнодорожный транспорт, в особенности высокоскоростной, мотоциклы и т. п. Использование результатов проведенных исследований позволит оптимально согласовать различные требования к эксплуатационным характеристикам транспортных средств. При их применении транспортное средство будет снабжено подвеской, которая может по своим технико-экономическим показателям качественно превзойти известные бренды.

Статья выполнена при поддержке Правительства РФ (Постановление № 211 от 16.03.2013 г.),

соглашение № 02.A03.21.0011.

Литература / References

1. Дубровская О. А., Дубровский А.Ф., Алюков С.В. и др. О построении характеристики жесткости пружинной подвески автомобиля. Вестник СибАДИ. Омск: СибАДИ. 2010. № 3 (17). С. 22-24. [Dubrovskaya O.A., Dubrovsky S.A., Dubrovsky A.F., Alyukov S.V. [On the Construction of the Stiffness of the Spring Suspension of the Car]. Vestnik SibADI, 2010, vol. 17, no. 3, pp. 22-24. (in Russ.)]

2. Pugach P.A., Shlyk V.A. Piecewise Linear Approximation and Polyhedral Surfaces. Journal of Mathematical Sciences, 2014, vol. 200, no. 5, pp. 617-623.

3. Imamoto A., Tang B. Optimal Piecewise Linear Approximation of Convex Functions. Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science [World Congress WCECS 2008], 2008, pp.1191-1194.

4. Kraft A. Piecewise Approximation Functions an Educational Note. Decision Sciences, 1975, vol. 6, no.3,pp.568-580.

5. Hua Yi, Tao Yu, Zhiquan Chen, Jingwen Zhu. Continuous Piecewise Linear Approximation of BV Function. Applied Mathematics, 2014, vol. 5, no. 4, pp. 667-671.

6. Wei Wei, Peiyi Shen, Ying Zhang, Liang Zhang. Information Fields Navigation with Piece-Wise

Дубровский А.Ф., Алюков А.С., Алюков С.В., Прокопьев К.В.

Сравнительный анализ методов аппроксимации рабочей характеристики упругого элемента…

Polynomial Approximation for High-Performance OFDM in WSNs. Mathematical Problems in Engineering, 2013, vol. 2013, pp. 261-270.

7. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1973. 832 с. [Korn G., Korn, T. Spravochnikpo matematike (dlya nauchnych sotrudnikov i in-generov [Handbook of Mathematics (for scientists and engineers)]. Moscow, Nauka, 1973. 832 p.]

8. Алюков, С.В. Аппроксимация ступенчатых функций в задачах математического моделирования. Математическое моделирование. 2011. Т. 23, № 3. С. 75-88. [Alyukov S.V. [Approximation of Step Functions in Problems of Mathematical Modeling]. Mathematical Modeling, 2011, vol. 23, no. 3, pp. 75-88. (in Russ.)]

9. Dubrovskiy A., Aliukov S., Dubrovskiy S., Alyukov A. [Basic Characteristics of Adaptive Suspensions of Vehicles with New Principle of Operation]. SAE International Journal of Commercial Vehicles, 2017, vol. 1, no. 1, pp. 193-203.

10. Dubrovskiy A., Aliukov S., Keller A., Dubrovskiy S. et al. [Adaptive Suspension of Vehicles with Wide Range of Control]. Available at: http://papers.sae.org/2016-01-8032/ (accessed 27.09.2016).

11. Dubrovskiy A., Aliukov S., Dubrovskiy S., Alyukov A. [Adaptive Suspension of Vehicles with Ultra-Wide Range of Control Performance]. Proceedings of the World Congress on Engineering [World Congress WCE 2015], 2015, pp. 1076-1083.

12. Alyukov S.V. [Relay-Type Free-Wheel Mechanism]. Russian Engineering Research, 2014, vol. 34, no. 9, pp. 549-553.

13. Aliukov S., Alyukov A. Analysis of Methods for Solution of Differential Equations of Motion of Inertial Continuously Variable Transmissions. Available at: http://papers.sae.org/2017-01-1105/ (accessed 28.03.2017).

14. Dubrovskiy A., Aliukov S., Rozhdestvenskiy Y., Dubrovskaya O., Dubrovskiy S. An Adaptive Suspension of Vehicles with New Principle of Action. Available at: http://papers.sae.org/2014-01-2310/ (accessed 30.09.2014).

15. Aliukov S., Keller A., Alyukov A. Design and Calculating of Relay-Type Overrunning Clutch. Available at: http://papers.sae.org/2016-01-1134/ (accessed 05.04.2016).

16. Kochurov A.S. Direct and Inverse Theorems on Approximation by Piecewise Polynomial Functions. Journal of Mathematical Sciences, 2015, vol. 209, no. 1, pp. 96-107.

17. Danca M.F. Continuous Approximations of a Class of Piece-Wise Continuous Systems. Available at: https://arxiv.org/abs/1402.6816 (accessed 27.01.2014).

18. Aghezzaf E.H., Wolsey L.A. Modelling Piecewise Linear Concave Costs in a Tree Partitioning Problem. Discrete Applied Mathematics, 1994, vol. 50, no. 2, pp. 101-109.

19. Croxton K.L., Gendron B., Magnanti T.L. Variable Disaggregation in Network Flow Problems with Piecewise Linear Costs. Operations Research, 2007, vol. 55, no. 1, pp. 146-157.

20. Hickernell F.J., Sloan I.H., Wasilkowski G.W. A Piecewise Constant Algorithm for Weighted L1 Approximation over Bounded and Unbounded Regions in Rs. SIAM Journal on Numerical Analysis, 2005, no.43, pp.1003-1020.

Дубровский Анатолий Федорович, доктор технических наук, профессор кафедры «Автомобильный транспорт», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, [email protected] mail.ru.

Алюков Александр Сергеевич, аспирант кафедры «Автомобильный транспорт», ЮжноУральский государственный университет, г. Челябинск, [email protected]

Алюков Сергей Викторович, доктор технических наук, профессор кафедры «Управление инновациями в бизнесе», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, [email protected]

Прокопьев Кирилл Валерьевич, аспирант кафедры «Автомобильный транспорт», ЮжноУральского государственного университета, г. Челябинск, [email protected]

Поступила в редакцию 15 сентября 2017 г.

DOI: 10.14529/engin170401

COMPARATIVE ANALYSIS OF METHODS OF APPROXIMATION OF THE WORKING CHARACTERISTICS OF ELASTIC ELEMENT OF SUSPENSION OF THE VEHICLE

A.F. Dubrovskiy, [email protected], A.S. Alyukov, [email protected], S.V. Aliukov, [email protected], K.V. Prokopiev, [email protected]

South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation

In the article the nonlinear characteristic of the elastic element of the vehicle suspension is investigated. Suspension is an important part of any car and its performance, in many ways, determines the correct operation of the entire car as a whole. When designing the suspension, special attention is paid to the elastic element that is part of the suspension design, while an important task is to consider the performance of this element. As a rule, performance characteristics are non-linear, difficult to be mathematically described when studying suspension dynamics. This circumstance creates problems for the construction of a mathematical model of suspension, hampers analysis, numerical and analytical integration of a system of differential equations describing the operation of the suspension. Therefore, in practice, an approximation is made of the working characteristic of the elastic element. The article compares various methods for approximating the performance characteristics of elastic elements of vehicles, reveals the positive and negative aspects of these methods. Most often when compiling mathematical models of a car, the working characteristic of an elastic element is assumed to be linear. However, this assumption does not allow us to fully appreciate the dynamic processes taking place in the system. Often the approximation of the working characteristic is carried out using a piecewise linear function having a rather simple structure. This approach requires consideration of the suspension work cycle in sections. It is necessary to study the operation of the suspension as a system with a variable structure, which causes considerable difficulties in constructing periodic solutions and determining their stability. The paper proposes a new method for approximating the working characteristic of an elastic element with the help of an analytic function, which considers an elastic element as a system with a constant structure, describing the work of an elastic element by only one system of differential equations with analytic functions. This makes it possible to obtain solutions of the system as a whole, without considering individual sections of the work of the elastic element.т170401

Dubrovskiy A.F., Alyukov A.S., Aliukov S.V., Prokopiev K.V. Comparative Analysis of Methods of Approximation of the Working Characteristics of Elastic Element of Suspension of the Vehicle. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Mechanical Engineering Industry, 2017, vol. 17, no. 4, pp. 5-12. (in Russ.) DOI: 10.14529/engin170401

Тесты на знание подвески автомобиля

ПОДВЕСКА:

1) повышает безопасность движения;

2) обеспечивает упругую связь колес с рамой;

3) повышает комфортабельность труда водителя;

4) передает крутящий момент на ведущие колеса;

5) разделяет массы автомобиля на подрессоренные и неподрессоренные.

2. ПОДРЕССОРЕННЫЕ МАССЫ:

1) рама;

2) кузов;

3) мосты;

4) колеса;

     5) двигатель;

              6) коробка передач;

                 7) рулевой механизм;

                   8) тормозные механизмы.

3. СОСТАВ ПОДЕСКИ:

1) гасящий элемент;

2) упругий элемент;

3) фиксирующий элемент;

4) запирающее устройство;

5) направляющее устройство;

6) стабилизирующее устройство.

Установите соответствие

4. ЭЛЕМЕНТЫ ПОДВЕСКИ УЗЛЫ, ДЕТАЛИ:

1) упругий;

2) гасящий;

3) направляющий.

A. Рычаги.

B. Рессоры.

C. Пружины.

D. Амортизаторы.

E. Пневмобаллоны.

F. Торсионные валы.

G. Реактивные штанги.

5. СТАБИЛИЗАТОР ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ:

1) уменьшает боковой крен;

2) определяет характер перемещения колес;

3) уменьшает продольные колебания кузова;

4) препятствует поперечным колебаниям кузова;

5) создает на поворотах пассивное подруливание задних колес.

6. НАПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО:

1) уменьшает боковой крен;

2) определяет характер перемещения колес;

3) уменьшает поперечные колебания кузова;

4) уменьшает продольные колебания кузова;

5) передает усилия между колесами и кузовом.

7. ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ АМОРТИЗАТОР ПОВЫШАЕТ:

1) мягкость подвески;

2) жесткость подвески;

3) безопасность при высокой скорости;

4) комфортабельность при езде по неровностям.

8. БАЛАНСИРНАЯ ПОДВЕСКА (РИС. 14.1):

1) образует тележку, качающуюся на оси 6;

2) повышает проходимость автомобиля;

3) повышает боковую устойчивость автомобиля;

4) обеспечивает каждому мосту независимое перемещение.

9. НАПРАВЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ПОДВЕСКИ НА РИС. 14.1:

1) ступица 7;                    5) ось балансира 6;

2) рессоры 5;                    6) балки мостов 4 и 8;

3) отсутствует;                    7) реактивные штанги 7 и 2.

4) кронштейн 3

Рис. 14.1. Балансирная подвеска

10. УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ ПОДВЕСКИ НА РИС. 14.1:

1) ступица 7;                    5) ось балансира 5;

2) рессоры 5;                    6) балки мостов 4 и 8;

3) отсутствует;                    7) реактивные штанги 7 и 2.

4) кронштейн 3;

11. НЕЗАВИСИМАЯ ПОДВЕСКА (РИС. 14.2) ОБЕСПЕЧИВАЕТ:

1) лучшую плавность хода;

2) лучшую проходимость;

3) меньший расход топлива;

4) лучшую устойчивость автомобиля.

Рис. 14.2. Независимая подвеска

12. НАПРАВЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ПОДВЕСКИ НА РИС. 14.2

1) пружина 7;                    25) амортизатор 8;

2) ось рычага 6;                    6) стабилизатор 4;

3) рычаги 1 и 5;                    7) шаровые опоры 2 и 9;

4) отсутствует;                    8) регулировочные шайбы 3.

13. ГАСЯЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ПОДВЕСКИ НА РИС. 14.2:

1) пружина 7;                    5) амортизатор 8;

2) ось рычага 6;                    6) стабилизатор 4;

3) рычаги 1и 5;                    7) шаровые опоры 2 и 9;

4) отсутствует;                    8) регулировочные шайбы 3.

14. СТАБИЛИЗАТОР ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ 4 (РИС. 14.2):

1) стабилизирует дорожный просвет;

2) препятствует крену кузова на поворотах;

3) прижимает колеса к дорожному полотну;

4) является дополнительным упругим элементом;

5) возвращает управляемые колеса в нейтральное положение.

15. ТОРСИОННАЯ ПОДВЕСКА НА РИС. 14.3:

1) дороже рессорной;

2) наиболее компактна;

3) долговечнее пружинной;

4) лучше защищена от механических повреждений.

Рис. 14.3. Торсионная подвеска

16. УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ ПОДВЕСКИ (РИС. 14.3):

1) отсутствует;

2) амортизатор 4;

3) продольный рычаг 3;

4) поперечный рычаг 5;

5) торсионные валы 7 и 2.

НАПРАВЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ПОДВЕСКИ:

6) отсутствует;

7) амортизатор 4\

8) продольный рычаг 3\

9) поперечный рычаг 5;
10) торсионные валы 7 и 2.

ГАСЯЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ПОДВЕСКИ:

11) отсутствует;

12) амортизатор 4\

13) продольный рычаг J;

14) поперечный рычаг 5;

15) торсионные валы 7 и 2.

17. ДВУХТРУБНЫЙ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР (РИС. 14.4):

1) нагревается при работе;

2) гасит вертикальные колебания кузова;

3) является направляющим элементом подвески;

4) создает большие усилия при растяжении, чем при сжатии;

5) создает большие усилия при сжатии, чем при растяжении.

18. ИСПРАВНОСТЬ АМОРТИЗАТОРА (РИС. 14.4) ЗАВИСИТ ОТ:

1) состояния уплотнения 7;

2) исходного положения поршня 6\

3) чистоты его внешней поверхности;

4) чистоты амортизаторной жидкости;

5) строго дозированного количества жидкости в его полостях.

Рис. 14.4. Гидравлический амортизатор

19. ПРИ ХОДЕ ОТДАЧИ ЖИДКОСТЬ В АМОРТИЗАТОРЕ (РИС. 14.4) ПЕРЕМЕЩАЕТСЯ:

1) в межтрубную полость через клапан 5;

2) в надпоршневую полость через клапан 2;

3) в подпоршневую полость через клапан 5;

4) в подпоршневую полость через клапан 4.

20. ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ПОДВЕСКА:

1) компактна;

2) сохраняет дорожный просвет;

3) позволяет менять дорожный просвет;

4) сохраняет постоянство ходов подвески;

5) изменяет жесткость при различных нагрузках кузова.


ОТВЕТЫ

Подвеска (транспортное средство) — Простая англоязычная Википедия, свободная энциклопедия

Подвеска — термин, обозначающий систему пружин, амортизаторов и рычажных механизмов. [1] Подвеска выступает посредником между автомобилем и дорогой и решает несколько задач:

  • Передача на раму или кузов сил и моментов, возникающих при взаимодействии колес с дорожным покрытием;
  • Сцепление колес с кузовом или рамой;
  • Обеспечивает необходимое для нормального движения положение колес относительно рамы или кузова и дороги;
  • Обеспечивает приемлемую плавность хода, компенсирует неровности дорожного покрытия.

Таким образом, подвеска автомобиля – это не просто набор деталей для соединения колес с кузовом или рамой, а сложная система, обеспечивающая нормальное и комфортное передвижение за рулем автомобиля.

Рессоры — упругие элементы подвески автомобиля, работающие совместно с амортизаторами. [2] Основные функции пружин:

  • сохранение клиренса автомобиля при повышенных нагрузках;
  • , обеспечивающий надежный контакт шины с дорожным покрытием;
  • поддержка и равномерное распределение веса автомобиля;
  • исключают передачу вибраций и других воздействий на кузов автомобиля.

Амортизаторы, как демпфирующий элемент современной подвески, преобразуют энергию колебаний в тепловую. Количество поглощаемой энергии зависит от массы автомобиля, жесткости пружины и частоты вибрации. Принцип работы демпферов основан на вытеснении жидкости поршнем через специальные отверстия. [3] В различных режимах жидкость вытесняется через отверстия разного диаметра. Благодаря этому колебания гасятся как при сжатии, так и при отбое.В результате данные детали подвески автомобиля обеспечивают:

  • безопасность движения транспортных средств;
  • контроль движения рессоры и подвески;
  • эффективное управление автомобилем;
  • осевой баланс тормозных сил;
  • предотвращение раннего износа шин;
  • контроль контакта шин с дорожным покрытием;
  • контроль раскачивания и колебаний вокруг вертикальной оси;
  • снижение износа узлов и агрегатов автомобиля.

С помощью этих элементов детали подвески скрепляются между собой, а также подвеска крепится к кузову или раме автомобиля.Крепление может быть как обычным болтовым соединением (как и другие виды жестких соединений), так и соединением с помощью специальных упругих элементов — резинометаллических шарниров (или сайлент-блоков).

Упругий элемент автомобильной подвески

ОБЛАСТЬ: транспорт.

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано в автомобильных подвесках. Гибкие элементы подвески представляют собой мягкие оболочки холмообразной формы, заполненные газом под давлением. Упомянутые оболочки скреплены друг с другом, а их внутренние полости сообщаются, образуя единую камеру.Гибкие кольца регулярно устанавливаются на каждую оболочку. Жесткость и устойчивость устройства обеспечивают ахтерштаги из эластичного гибкого материала. Упомянутые ахтерштаги закреплены с одной стороны к гибким кольцам, а с другой стороны — к жесткому кольцу.

Технический результат — снижение металлоемкости направляющих и демпфирующих устройств.

2 чертеж

 

Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано в подвесках транспортных средств.

Известны упругие элементы подвески колесных машин в виде рессор, выполненных из жестких конструкционных материалов [1].Недостатком таких элементов является необходимость наличия подвесного демпфирующего устройства (например, амортизатора) для гашения вертикальных колебаний и направляющего устройства для гашения горизонтальных колебаний, вызванных неровностями дорожного покрытия.

Известны пневматические резино-упругие элементы в виде мягких резино-замкнутых оболочек [1]. Данные упругие элементы требуют для обеспечения гашения колебаний, возникающих при воздействии на дорогу, вводимых в подвеску демпфирующего устройства, и для обеспечения поперечной устойчивости передающего устройства.

Известна пневматическая подвеска с резиновой оболочкой [2] и регулируемыми демпфирующими свойствами, не требующая амортизатора. Недостатками подвески являются: сложность конструкции, снижающая надежность ее работы, и отсутствие поперечной устойчивости.

Задачей предлагаемой конструкции является увеличение поперечной жесткости упругого элемента, за счет чего повышается горизонтальная устойчивость подвески. Задача решается применением в качестве упругих элементов подвески автомобиля известного пневматического реечного ферменного моста, обеспечение смещающих напряжений (кривизны) надстройки [3].

Предлагаемая конструкция упругих элементов подвески поясняется чертежами, где:

— на фиг.1 изображен вид сбоку конструкции;

— рисунок 2 — вид сверху.

Упругие элементы подвески автомобиля (фиг.1, 2) представляют собой конструкцию из коаксиально уложенных друг на друга герметичных мягких тороидальных оболочек 1, заполненных газом под давлением. Жесткость и устойчивость оболочек 1 обеспечивается системой тросов 2, выполненных из гибкого эластичного материала. С помощью замка 3 (например, карабинов) оттяжки 2 крепятся одной стороной к гибкому кольцу 4, установленному на каждой из тороидальных оболочек 1, равномерно расположенных по окружности тороида, а другое кольцо 5 выполнено из жесткого конструкционный материал.Длина троса 2 каждой из мягких оболочек 1 имеет фиксированное значение и определяется исходя из необходимых геометрических размеров упругого элемента и соблюдения условия положительного растягивающего усилия при любых деформациях оболочки 1.

Обечайки 1, прикрепленные друг к другу по линиям среднего диаметра тороидов (предпочтительнее сшиванием и склейкой), имеют ряд отверстий 6, образующих единый объем. Заполнение упругого элемента газом под давлением осуществляется через выпускной клапан 7, смонтированный в одной из оболочек 1, в результате упругий элемент имеет заданную форму и жесткость.Гибкие ванты 2, получая растягивающие усилия в пределах заданного давления газа в оболочках 1, образуют пространственную диагональную решетку с горизонтальной жесткостью, что придает конструкции поперечную устойчивость.

Пневматическая передняя ось как упругий элемент автомобиля выполняется следующим образом.

При наезде колес автомобиля на препятствие в подвеске происходит такт сжатия, подрессоренная и неподрессоренная массы автомобиля сближаются, деформируя упругий элемент в вертикальной плоскости.Объем внутренних полостей обечайки 1 уменьшается, а давление газа в них и эффективная площадь мягких тороидов увеличиваются. Величина натяжения в тросах 2 и материале оболочки 1 изменяется, не достигая нулевых значений, что обеспечивает заданную длину троса 2, жесткость пространственной сетки.

В конце хода, например при отрыве колеса от дорожного покрытия, уменьшается осевая нагрузка на упругий элемент, а под действием внутреннего давления газа в оболочках 1 и сил упругости в кабели 2 принимают первоначальную форму.При дальнейшем ходе отскока высота аппарата увеличивается, а давление газа в оболочке снижается. Усилия в удаленных от геометрического центра тросах упругого элемента 2 увеличиваются, а в других могут (в зависимости от хода) несколько уменьшаться. Горизонтальная жесткость элемента, несмотря на перераспределение сил в тросах, остается в пределах заданного диапазона начального натяжения гибкого ванта. Кроме того, система вант гасит колебания, возникающие подрессоренной массой автомобиля, работая как демпфирующее устройство.

Таким образом, предлагаемая конструкция упругого элемента подвески с поперечной устойчивостью позволяет снизить расход направляющего устройства и демпфирующего устройства (полностью исключить их из конструкции подвески), т.к. гашение вертикальных и горизонтальных колебаний будет осуществляться не только материалом мягких оболочек упругого элемента, но и гибкой пространственной решеткой, образованной вантами.

Использованные источники

1. Афанасьев Б.А. Конструирование полноприводных машин Текст.: Учеб.для вузов / Бхаванаси, Бенбелкасем, Лугав и др. // Под общ. ред. Пан. — Том 2. — М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2000. — 640 с.

2. Пат № 23440468 РФ. Пневмоподвеска/Эко, Бигфайл, Астахов. Опубл. 10.12.2008 00.00.00, бюл. № 34.

3. Авц № 281267 СССР, МКИ Э01Д 9/08. устройство для обнаружения сейсмических сигналов / Аре, Евкарлов, Вссутуай, Швейцин. № 3165285; заявления. 18.03.1987; опубл. 01.09.1988; приоритет 18.03.1987.

Упругие элементы подвески транспортного средства, состоящие из соосно уложенных друг на друга герметичных мягких тороидальных оболочек, соединенных оттяжками из гибкого упругого материала и заполненных через впускной клапан газом под давлением, отличающийся тем, что тороиды прикреплены друг к другу по линиям средних диаметров (предпочтительно сшиванием или приклеиванием), причем каждый трос имеет фиксированную длину и крепится одним концом к равномерно расположенным по окружности каждой из тороидальных оболочек гибким кольцам, а другим концом к имеющимся внутри Центральное кольцо тора выполнено из жесткого конструкционного материала таким образом, что давление газа в тороидальных мембранах оттяжек, в пределах полученного напряжения, образует пространственную диагональную решетку, придающую устройству горизонтальное сопротивление.

Влияние вязкоупругих свойств эластомерного упругого элемента на демпфирование в подвеске автомобиля

Аннотация

В статье описана конструкция подвески, ее упругие элементы из эластомеров. Это позволяет значительно снизить неподрессоренную массу автомобиля, улучшая его ходовые качества. Исследование направлено на определение демпфирующего влияния эластомерного упругого элемента на плавность хода автомобиля.Оценка воздействия проводилась путем сравнения результатов имитационного моделирования передней подвески автомобиля «ГАЗель NEXT» и аналогичной подвески с упругим элементом из эластомера. В качестве расчетной модели была выбрана двухмассовая одноосная подвеска. Моделирование выполнено в пакете программ MATLAB/Simulink. Для каждого автомобиля опытным путем были получены стандартные основные параметры подвески – жесткость пружины и характеристика сопротивления амортизатора. Упругий отклик эластомерного элемента был получен при статическом сужении и усреднен по характеристикам нагрузки и разгрузки.Демпфирующая способность оценивалась по процессу затухающих колебаний, реализованному на специальной маятниковой ударной машине. Рассчитывали «относительный» коэффициент демпфирования эластомера. Все измеряемые параметры были приведены «на круги» графоаналитическими методами. Критериями оценки служили среднеквадратичные значения виброускорения (СКЗ) на раме автомобиля и нормальная реакция колес на движение автомобиля в различных скоростных режимах по ровной мощеной дороге. Математическая модель микропрофиля земляного полотна реализована на основе метода суперпозиции гармонических функций с различной частотой и амплитудой колебаний.Аналитические данные показывают, что стандартная подвеска с цилиндрической винтовой пружиной и гидравлическим амортизатором превосходит конструкцию эластомерного упругого элемента на всех заданных режимах движения по критериям качества езды. Результаты исследований позволяют сделать вывод, что эластомеры не обладают вязкоупругими характеристиками, необходимыми для обеспечения лучшего качества езды по сравнению со стандартной конструкцией подвески.

Проект оптимизации упругих элементов подвески автомобиля

[1] Р.Алхатыб, Г.Н. Джазар, М.Ф. Голнараги, Оптимальный дизайн пассивной линейной подвески с использованием генетического алгоритма, Journal of Sound and Vibration 275 (2004) 665-691.

DOI: 10.1016/j.jsv.2003.07.007

[2] К.Рамджи, В.К. Гоэль, К. Дип, М. Такур, Оптимальная конструкция системы подвески трехколесных транспортных средств, Всемирный журнал моделирования и моделирования 3: 1 (2007) 36-44.

[3] А.Ширахат, П.С.С. Прасад, П. Панзаде, М.М. Кулкарни, Оптимальная конструкция подвески легкового автомобиля для движения и удержания на дороге, Журнал Бразильского общества механических наук и инженерии XXX: 1 (2008), 66-76.

DOI: 10.1590/s1678-58782008000100010

[4] ISO 2631-1: 1997, Механическая вибрация и оценка воздействия вибрации всего тела на человека.

Геометрическая и упругая передача веса и центр крена

В последнее время, уделив некоторое время изучению конструкции и кинематики подвески, я поиграл с концепциями геометрической и упругой передачи веса (альтернативно «передача нагрузки») и взаимосвязью с общей передачей испытывают боковые ускорения.

Перенос веса — это то, о чем я упоминал в нескольких статьях в прошлом, главным образом потому, что это очень важная концепция для понимания динамики гоночного автомобиля.

Сегодня мы сосредоточимся на передаче массы подрессоренной массы, вызванной боковыми ускорениями шасси.

Общее количество бокового переноса веса пропорционально высоте центра масс (ЦМ) от пятен контакта шин, ширине колеи на каждой оси и величине испытанного поперечного ускорения.

Это неопровержимый факт. Никакая жесткость пружин не может преодолеть это.

Итак, давайте посмотрим на математику; общий поперечный перенос веса в условиях поворота определяется как:

Где

Как специалисты по динамике транспортных средств, наше стремление минимизировать перенос веса связано с концепцией чувствительности шины к нагрузке и негативным влиянием на поперечное ускорение, возникающим в результате переноса веса.

По существу, что вам нужно знать о чувствительности шины к нагрузке, так это то, что CoF шины обратно пропорционален вертикальной нагрузке. Вертикальная нагрузка увеличивается, CoF снижается. Это основа того, почему мы стремимся поддерживать как можно более низкий перенос веса.

Диаграмма 1: График чувствительности шины к нагрузке, показывающий нелинейное увеличение поперечной силы с увеличением нагрузки и запаздывающие пики угла увода. [Источник: http://racingcardynamics.com/racing-tires-lateral-force]

Подробнее о том, почему это так, можно прочитать в статье здесь , где я показываю, как происходит перенос веса на 75 % на гипотетическом гоночном автомобиле приводит к потере сцепления с дорогой на 10% по сравнению с воображаемым сценарием, в котором нет переноса веса.

Как уже упоминалось, общий поперечный перенос веса подрессоренной массы в конечном счете определяется высотой ЦМ, но менее известно, что этот перенос веса представляет собой сумму двух компонентов: массу, но в этой статье я сосредоточусь на подрессоренной массе, поскольку это единственный элемент переноса веса на гоночный автомобиль, который мы практически контролируем.

Перенос веса и поперечное ускорение идут рука об руку.

Итак, если

Давайте начнем с понимания определений.

Геометрическая передача веса наиболее просто понимается как передача нагрузки, возникающая в результате плеча момента между боковыми силами в пятне контакта и эффективной точкой приложения этих сил к шасси элементами подвески, которая является креном центр.

Если точка приложения этих сил к шасси совпадает с CoM, которая считается точкой приложения сил инерции к шасси, то передача веса является чисто геометрической.Это важный момент, который я рассмотрю в ближайшее время.

Математически это представляется так:

Для полноты картины — при чисто геометрическом переносе веса прогиб подвески отсутствует; перенос веса происходит непосредственно на шины.

Упругая передача веса , с другой стороны, определяется величиной плеча момента между CoM и центром валка . По сути, это способность поперечного ускорения генерировать момент качения/крутящий момент вокруг ЦМ.

Поскольку при стабильном прохождении поворотов должно быть достигнуто равновесие всех сил, момент крена должен реагировать на жесткость крена шасси. Таким образом, упругая передача веса прямо пропорциональна жесткости качения, создаваемой пружинами подвески и стабилизатором поперечной устойчивости (Нм/радиан), и может быть рассчитана по прогибу пружины.

Равновесие описывается следующим образом, когда сумма момента крена и жесткости крена равна нулевому крутящему моменту вокруг ЦМ.

Где

Таким образом, упругая передача веса выражается математически как:

Для дальнейшего изучения, вот несколько гипотетических сценариев и анализ переноса веса в результате.

hRC = hCOM

Когда центр крена находится на одинаковой высоте с CoM, момент крена шасси не создается и, следовательно, крен кузова отсутствует.

В этом состоянии боковой перенос веса является исключительно геометрическим, поэтому, хотя крена нет, вы все равно ожидаете переноса веса.Это следует уточнить еще раз. Там нет чит-кода с динамикой автомобиля.

Несмотря на то, что требование низкой поперечной жесткости в этих условиях кажется привлекательным, поскольку оно позволяет подвеске быть очень податливой к дорожному покрытию, обеспечивая очень малую вариацию давления в пятне контакта, здесь есть довольно существенная проблема.

Элементы подвески нагружены только на сжатие и растяжение, поэтому по мере увеличения высоты центра крена от уровня земли вместе с ним увеличивается и вертикальная составляющая их усилия на шасси.

Как вы уже догадались…

Сила домкрата, которая буквально поднимает шасси на поворотах. Это оказывает весьма выраженное влияние на поведение автомобиля. Обрисовывая один из таких эффектов, можно сказать, что усилия домкрата, достаточные для подъема шасси на несколько миллиметров, могут существенно повлиять на эффективность аэроплатформы.

В динамических ситуациях любое вертикальное ускорение кузова, вызванное поддомкрачиванием, должно, конечно, реагировать на пятно контакта с равной и противоположной силой.Это может вызвать некоторое циклическое, колеблющееся контактное давление на шину, что снижает среднюю боковую силу, которую они могут создавать.

hRC = 0

Если центр крена расположен на уровне земли, силы домкрата исчезают, так как на шасси действует только горизонтальная составляющая силы, но плечо момента между ЦМ и центром крена существенно, поскольку вертикальное расстояние между CoM и центром валка максимальное.

В этом состоянии момент крена максимален.

Здесь перенос веса является чисто упругим и требует огромной жесткости по крену, которая должна быть обеспечена с помощью жестких пружин и ARB, чтобы обеспечить адекватный градиент крена и управление шасси. Это состояние будет очень вредным для характеристик шин, так как колебания давления в пятне контакта огромны, и на шины уходит много энергии, что может привести к нервному характеру, вызывая высокие температуры шин и высокую скорость износа.

Можно с уверенностью сказать, что преимущества этого состояния намного перевешивают недостатки.

hRC < hCOM

Это, в конечном счете, состояние, в котором находятся автомобили.

Здесь общий перенос веса представляет собой сумму геометрического и упругого переноса, которые могут быть в различных пропорциях в зависимости от требований специфики.

Существуют некоторые силы подъема, но величина момента крена может быть отрегулирована в соответствии с конкретным применением и обеспечивает «лучшее из обоих миров».

Например, если вы имеете дело с автомобилем, сильно зависящим от аэродинамических характеристик, может быть выигрышное место с точки зрения силы домкрата, создаваемой аэродинамической картой, и целью удержания динамической высоты дорожного просвета в определенном диапазоне.

На самом деле есть несколько факторов, которые влияют на оптимальное расположение центра валка, это довольно продуманный процесс и очень специфичный для приложения.

Итак, почему полезно управлять высотой центра крена на обочине пути?

На определенной трассе, где гоночный инженер работает над достижением целевого градиента крена. У них есть возможность указать низкий центр крена, чтобы обеспечить высокий момент крена, достигая цели с высокой жесткостью крена, или возможность сохранить высокий центр крена и указать низкую жесткость крена.

Ответ открывается сам собой, если рассмотреть шину:

Вариант а) с низким центром крена и жесткими пружинами нагружает шину большим количеством энергии, что влияет на температуру шины и потенциал ее деградации, особенно на более длинных гоночных дистанциях.

Вариант b) с высоким центром крена и относительно низким моментом крена позволяет использовать более мягкие пружины, возможно, улучшая условия для шины, но в ущерб аэродинамической платформе, которая теперь испытывает больший разброс по высоте.

Конечно, ответ никогда не бывает черно-белым. Наилучшее состояние в течение дня в некоторой степени связано с чувствительностью шины к нагрузке, и важно также оценить влияние силы домкрата на производительность, особенно в динамических условиях.

Несмотря на то, что характеристики в установившемся режиме могут быть одинаковыми, два варианта также будут давать совершенно разные переходные характеристики.

Решения такого рода требуют целостного подхода, поскольку они редко работают изолированно, но это должно ясно продемонстрировать, насколько полезной может быть высота центра крена инструмента настройки для гоночного инженера.

Эта же теория применима и к шагу шасси, который является основой геометрии , препятствующей пикированию , и , препятствующей приседанию .

В продольном направлении центры тангажа каждой оси (а не центры крена) определяют, какая часть продольного переноса веса реагирует на пружины, которые создают приседание и пикирование (аналогично крену), или на элементы подвески, которые минимизируют моменты тангажа, но приводят к тем же поддомкрачивающим силам и отрицательным динамическим эффектам шины при чрезмерном использовании.

Замена секций

Существует два основных инструмента, которые можно использовать на обочине пути для управления как общим моментом крена шасси, так и процентом общей поперечной передачи нагрузки на каждую ось.

Далее я рассмотрю их и расскажу, как они настраиваются.

Высота центра крена

Увеличение RCH на одной оси приводит к уменьшению момента крена, создаваемого на этой оси (уменьшение переноса упругого веса), и увеличению доли геометрического переноса веса, которому она подвергается.

При заданной поперечной жесткости регулировка RCH на конкретной оси приводит к изменению распределения поперечной нагрузки (подробнее здесь ), смещая баланс шасси.

Регулировку центра крена можно выполнить, перемещая жесткие точки подвески на шасси, но из-за побочных эффектов, которые это оказывает на общую кинематику колес, это может быть чем-то вроде «открытия банки с червями». Не простой выход.

Жесткость поперечной устойчивости

Жесткость поперечной устойчивости или, точнее, распределение жесткости поперечной устойчивости, возможно, является гораздо более мощным инструментом управления распределением поперечной нагрузки (LLTD) между каждой осью шасси и имеет меньше недостатков.

Поскольку сила, создаваемая пружиной, противодействует ее прогибу, ось с более высокой поперечной жесткостью будет приводить к увеличению вертикальной силы на внешней шине при прохождении поворотов. Благодаря механизму чувствительности шины к нагрузке, описанному ранее, эта ось теперь достигнет своего максимального угла увода раньше и выйдет на насыщение раньше, чем другая. Это снова смещает баланс шасси в сторону оси с более высокой жесткостью.

Жесткостью крена можно управлять двумя способами.

1. Пружины подвески

Отрегулировать жесткость крена, создаваемую пружинами подвески, так же просто, как заменить новые с другой жесткостью пружины, но этот метод также влияет на режимы подъема и наклона шасси, а также крен, который будет изменить поведение шасси в более широком диапазоне условий, скорее всего, отрицательно.

2. ARB

Действие ARB не зависит от вертикальной качки и тангажа, что означает, что изменения жесткости поперечной устойчивости от ARB имеют гораздо более целенаправленный эффект и, следовательно, более подходят для воздействия на шасси остаток средств.

Многие ARB являются регулируемыми, что упрощает управление жесткостью качения.

Сдвиг ЦМ

В завершение я хочу рассказать о боковом переносе веса, вызванном угловым смещением ЦМ в условиях качки.

В большинстве случаев это приблизительно равно нулю из-за его небольшой величины по сравнению с основными механизмами переноса веса, но в любом случае целесообразно дать количественную оценку.

Ниже показан простой расчет переноса веса, вызванного креном кузова на 3 градуса.

В условиях опрокидывания (т. е. 0 Н на внутренних колесах) передача из-за смещения CoM составляет около 3% от общей. Небольшой, но, возможно, не незначительный. Зависит от того, с какой точностью вы работаете!

Расчеты, изложенные в статье выше, работают в предположении, что шина представляет собой бесконечно жесткую пружину.

В действительности шина имеет конечную жесткость и влияет на общую жесткость при крене и уровень испытанного крена кузова. При этом жесткость шины составляет минус , используемая в качестве инструмента настройки для управления LLTD из-за более значительного влияния, которое она оказывает на площадь пятна контакта.

Было бы неразумно игнорировать это на этапах детального проектирования!

Надеюсь, сегодня вы чему-то научились.

Будьте вдохновлены.

Металлы | Бесплатный полнотекстовый | Оценка усталостной долговечности пружины из углеродистой стали, генерируемая моделью на основе энергии. 1. Введение. 2]. Транспортные средства подвергаются случайным стохастическим нагрузкам из-за неровностей дороги и различных скоростей, которые влияют на качество езды [3], и отказу из-за усталости [4].Следовательно, важно определить вход возбуждения от дороги для долговечности транспортного средства и исследований плавности хода. В настоящее время создание профилей нагрузки для представления дорожного покрытия становится все более востребованным взамен сложной экспериментальной установки для длительных полевых испытаний. Из-за этого ограничения численные подходы были тщательно изучены, чтобы уменьшить количество полевых испытаний [5]. Ранние исследования Tamboli et al. [6] предположил, что можно сгенерировать реалистичную функцию смещения колеса, даже если известно только смещение данных одного колеса.В его исследовании была введена корреляционная функция временной задержки для создания искусственных данных, а сгенерированный стохастический профиль дороги использовался для оптимизации системы пассивной подвески автомобиля. предложенный Xu et al. [7]. Кроме того, метод генерации нагрузки был одобрен Shafiullah et al. [8]. Созданный профиль нагрузки был принят для ускоренного испытания на долговечность. Первоначально профиль нагрузки был сгенерирован с помощью профилирования миссии, где был определен спектр ударной реакции и спектр усталостного повреждения реакции транспортного средства [9].Впоследствии подход адаптации теста также использовал систему с одной степенью свободы для обратной регенерации профилей дорог. Традиционно профили дорог моделировались с использованием гауссовского процесса [9]. Однако гауссовский процесс для профилей дорог применим, когда временные характеристики являются стационарными [10]. Позже Bogsjo et al. В [11] предложен новый класс случайных процессов, известный как процесс Лапласа. Процесс Лапласа рассматривал короткие периоды изменения статистики сигнала из-за переходного поведения.Это связано с тем, что фактические дорожные условия в основном нестационарны, с наличием выбоин, ударов по бордюрам или неровностей [12]. Для анализа колебаний транспортного средства неровности или выбоины обычно моделируются как ступенчатая входная функция и применяются в качестве входных данных для модели транспортного средства с двумя степенями свободы [13]. Колебание транспортного средства было уменьшено за счет предложенной конструкции контроллера для системы активной подвески. Текущие тенденции в технологии автомобильной подвески сосредоточены на разработке активной подвески и оптимизации пассажирских транспортных средств, системе пассивной подвески.Например, Marzbanrad et al. оптимизировали систему пассивной подвески для достижения минимального угла тангажа транспортного средства с использованием приблизительно сгенерированных дорожных данных [14]. Другое оптимизационное исследование полуактивной подвески было основано на отклонении подвески, в котором использовалось ступенчатое входное возмущение дороги [15]. Большая часть исследовательской работы по конструкции подвески была аппроксимирована с помощью ступенчатой ​​функции данных о дороге, но детали дорожных данных в формах переменной амплитуды и времени все еще очень ограничены. условия, измеренные с помощью тензодатчиков, широко использовались для анализа долговечности компонентов транспортных средств, таких как листовые рессоры [4], цилиндрические пружины [16] и нижние рычаги [17], благодаря приемлемой точности и недорогому оборудованию.Динамика деформации во времени использовалась для прогнозирования усталостного разрушения компонентов подвески, где данные представляют дорожные условия. В исследовательской работе [16] было предложено преобразование данных об ускорении в данные о деформации, поскольку усилия на шину нельзя измерить напрямую без датчика усилия на колесе. Датчик усилия на колесе является дорогостоящим коммерческим продуктом с конфиденциальной технической информацией [18]. Следовательно, необходимо аппроксимировать данные временной истории для динамического анализа автомобильных компонентов с помощью доступных инструментов для испытаний.

В этом исследовании была предложена новая производная модель для получения деформации цилиндрической пружины с использованием рабочего пространства цилиндрической пружины. Для исследований колебаний транспортного средства при работе с неровностями поведение характеристики подвески реагирует в соответствии с дорожными воздействиями, при этом дорожные воздействия обычно определяются динамически во времени и по величине. Традиционный подход к измерению использует датчик смещения на колесе транспортного средства для сбора временной истории смещения колеса. Затем он использовался в качестве исходных данных для моделирования транспортного средства.Эта исследовательская работа предназначена для того, чтобы внести свой вклад в случай, когда без датчика смещения или преобразователя силы колеса можно получить историю смещения пружины во времени с помощью недавно разработанной зависимости деформации и смещения спиральной пружины на основе упругой энергии материала. Насколько известно авторам, подобных отношений предложено не было. Данные о времени преобразования деформации и перемещении можно использовать для изучения колебаний транспортного средства и точной настройки конструкции системы подвески транспортного средства.

3. Результаты и обсуждение

Перед созданием деформации была изучена вибрационная реакция цилиндрической пружины, вызванная амплитудой деформации. Поскольку ускорение состояло из нулевого изменяющегося во времени среднего значения, данные о деформации также были нормализованы, чтобы удалить амплитуды деформации с скользящим средним значением [16]. Что касается подходов к сроку службы при деформации, соотношение срока службы при деформации Коффина-Мэнсона не учитывало средние эффекты стресса. Тем не менее, эта модель учитывала циклическое деформационное упрочнение или разупрочнение материалов.Чтобы преобразовать ускорение в перемещение, необходимо удалить изменяющееся во времени среднее значение сигнала вибрации. При наличии среднего значения накапливались сигналы ускорения, и никакое значение смещения не наблюдалось. Путем интегрирования сигналов ускорения во времени были получены графики смещения пружины во времени [36]. Динамика времени ускорения шоссейных дорог под верхним креплением показана на рисунке 6, а динамика ускорения нижнего рычага показана на рисунке 7.Для сбора данных были выбраны две разные автомагистрали, названные автомагистралями A и B в соответствии с классификацией дорог. Хотя сигналы вибрации и деформации также были получены с автомагистрали, каждый сигнал состоял из различной амплитуды деформации и ускорения из-за случайных неровностей дорожного покрытия. С другой стороны, установка положения сбора данных акселерометра была основана на механизме подвесной системы. Сделано предположение, что движение нижнего рычага рассматривалось как движение неподрессоренной массы, а верхней опоры – как колебания подрессоренной массы.Наиболее важным элементом анализа долговечности является генерация реалистичных сигналов деформации. В этом анализе графики деформации во времени были получены путем преобразования измерения смещения винтовой пружины с использованием предложенной формулы упругой энергии. При перемещении стойки подвески учитывались перемещения подрессоренной и неподрессоренной масс. Следует отметить, что смещение стойки подвески также известно как рабочее пространство в конструкции автомобиля. Спиральная пружина и демпфер были нагружены для измерения смещения.Рабочее пространство рассматривалось на этапе проектирования подвески, чтобы было достаточно места для деформации подвески, чтобы избежать столкновения компонентов подвески [37,38]. Рабочее пространство этого анализа было получено путем определения разницы между подрессоренной и неподрессоренной массой автомобиля. Впоследствии, история рабочего пространства во времени была затем преобразована в деформацию с использованием соотношения упругой энергии. Сигналы деформации были получены из соотношения упругой энергии, как показано на рисунке 8.Преобразованная временная диаграмма деформации состояла из общей продолжительности 90 с, что было таким же, как и первоначальная временная диаграмма ускорения. Между тем, фактически собранные сигналы деформации пружины от шоссейной дороги показаны на рисунке 9. При сравнении полученной упругой энергии и измеренной амплитуды деформации диапазон амплитуд был таким же, около 200 микродеформаций. Исходные сигналы деформации использовались для определения усталостной долговечности пружины, поскольку они предлагали результаты усталостной долговечности с приемлемой точностью.Как видно, сигналы деформации, преобразованные в упругую энергию, были выше, чем измеренные сигналы деформации. Это произошло из-за того, что система подвески вела себя нелинейно, когда автомобиль двигался по дорогам с креном и тангажом. При этом использовались одноосные акселерометры, которые учитывали движение по вертикали. Между тем, точка крепления акселерометра нижнего рычага находилась близко к пружине, что также было ограничением, которое могло вызвать эти отклонения. Сигналы деформации и ускорения, которые были получены от дорожных возбуждений, обычно обладали гауссовыми характеристиками, как сообщалось в [39].На основе этой концепции в стандарте ISO 8608 предложено восемь уровней шероховатости профиля дорожного покрытия при гауссовских случайных процессах [40]. Хотя широко использовались математические модели стохастических процессов, которые следовали нормальному распределению, профили дорог не могли быть точно описаны стационарной моделью Гаусса [41]. Кроме того, Чайка и соавт. [42] доказали, что в определенных ситуациях дорожное покрытие не является ни гауссовым, ни стационарным. Таким образом, измерения на различных дорожных покрытиях были важны для достоверности этой модели упруго-энергетической деформации.Дороги в сельской местности состояли из грунтового дорожного покрытия и значительного количества выбоин по сравнению с гладкой шоссейной дорогой. Таким образом, сельская дорога способствовала снижению усталостной долговечности винтовых пружин автомобилей [43]. Сигналы ускорения верхней опоры и нижнего рычага от двух выбранных замеренных сельских дорог показаны на Рисунке 10 и Рисунке 11 соответственно. Как видно, ускорения верхней опоры были ниже, чем у нижнего рычага, потому что пружина подвески и демпфер частично фильтровали вибрации, передающиеся от земли.Сигналы деформации модели упругой энергии показаны на рисунке 12. Две выбранные сельские дороги названы «Сельская А» и «Сельская В» соответственно, а сигналы деформации нанесены на Рисунок 13, где данные были собраны из двух разных областей. Несмотря на то, что эти две дороги были отнесены к сельской местности, дорожные условия были разными из-за разного использования тяжелых транспортных средств. Кроме того, в этот анализ была включена дорога кампуса Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM) из-за ее особого извилистого состояния.Кампус был построен на холме с множеством крутых поворотов и поворотов. Дорога кампуса также состояла из множества лежачих полицейских, замедляющих транспортные средства. Однако основным отличием дороги кампуса от сельской дороги были извилистые условия, которые вызывали смещение силы тяжести транспортного средства вперед и создавали дополнительные нагрузки на переднюю подвеску [44]. Следовательно, было важно учитывать дорогу кампуса при анализе усталости, потому что смещение нагрузки из-за изменения центра тяжести.Собранные сигналы ускорения верхней опоры под дорогой кампуса показаны на рис. 14, а временные графики ускорения нижнего рычага показаны на рис. 15. Сигналы деформации, преобразованные с помощью модели упругой энергии, показаны на рис. сигналы напряжения на рис. 17. На основе наблюдения за тремя типами дорожных условий, шоссейная дорога состояла из менее переходного события, когда не наблюдалось внезапного пика. Было замечено, что сгенерированные сигналы деформации имеют ту же тенденцию, когда в сигнале был обнаружен ограниченный пик.Между тем, наблюдалось несколько критических пиковых ситуаций для сельской дороги и дороги кампуса из-за неровностей и выбоин на дорожном покрытии. Эти пики были идентично обнаружены из сигналов деформации модели упругой энергии. Для изучения характеристик сигналов были выполнены глобальные статистические параметры с результатами, показанными в таблице 2. Как наблюдалось, стандартные отклонения упругой энергии и измеренных деформаций составляют в том же диапазоне. При этом все сигналы деформации имели значение эксцесса выше трех.Когда значения эксцесса превышали три, сигналы классифицировались как негауссовые [45]. Для подтверждения прогнозируемой усталостной долговечности сигналы энергии упругости и измеренной деформации использовались в качестве входных данных для зависимости долговечности деформации Коффина-Мэнсона от циклических свойств материала. Для прогнозирования усталостной долговечности по Коффину-Мэнсону прогнозируемая усталостная долговечность показана в таблице 3, которая показывает, что при возбуждении шоссейной дороги пружина обладает более высокой усталостной долговечностью, чем в других дорожных условиях, из-за гладкой шероховатости дорожного покрытия.В то же время, срок службы спиральных пружин, вызванных сельскими дорогами и университетскими городками, составляет от 1,98 × 10 5 до 1,25 × 10 6 блоков до отказа. Результаты усталостных испытаний показали, что оба дорожных условия имеют одинаковый диапазон срока службы, поскольку собранные сигналы деформации имеют одинаковые статистические свойства. Для прогнозирования моделей Морроу и SWT прогнозируемая усталостная долговечность нанесена в Таблицу 4 и Таблицу 5 соответственно. Модели Морроу и SWT, предсказываемые усталостной долговечностью, показали ту же тенденцию, что и зависимость Коффина-Мэнсона, где сигналы деформации, вызванные шоссейной дорогой, обеспечивают самую высокую усталостную долговечность.Впоследствии была проведена корреляция между измеренной усталостной долговечностью при упругой энергии и деформации с использованием полосы рассеяния, как показано на рисунке 18. На основе графика корреляции 1:2 или 2:1 модель упругой энергии преобразовала усталостную долговечность во время движения в сельской местности и на дорогах кампуса. возбуждения имеют хорошую корреляцию. Тем не менее, прогнозируемый усталостный срок службы на основе сигнала деформации автомагистрали плохо коррелировал с оценками модели упругой энергии для всех трех подходов к долговечности при деформации. Все два очка были распределены за границей 1:2 или 2:1.Для автомобиля, движущегося по шоссе, смещение пружины было небольшим, что приводило к малой амплитуде деформации и высокой усталостной долговечности. Эти сегменты с малой амплитудой не внесли большого вклада в усталостное повреждение, что привело к отклонению прогнозов [46]. Отклоненная усталостная долговечность стала ограничением модели, основанной на энергии, где чрезвычайно малое значение деформации не обеспечивало хорошей оценки усталостной долговечности. Для количественной оценки корреляции между моделью упругой энергии и измеренным прогнозируемым сроком службы при деформации была применена корреляция по степенному закону для оценки данных усталостной долговечности для трех подходов к сроку службы при деформации, как показано на рисунке 19.На рисунке 19а упругая энергия и измеренная деформация, спрогнозированная усталостной долговечностью с использованием метода Коффина-Мэнсона, показала значение коэффициента детерминации (R 2 ), равное 0,8788. С другой стороны, значение R 2 с использованием модели Морроу составило 0,8622, а модель SWT показала значение R 2 , равное 0,8102. Согласно Сиваку и Остеговой [47], когда значение R 2 для анализа усталости было выше 0,80, корреляция считалась хорошей. Следовательно, предполагается, что модель упругой энергии подходит для прогнозирования усталостной долговечности.Кроме того, подход Коффина-Мэнсона показал самое высокое значение R 2 , что свидетельствует о том, что модели среднего напряжения менее эффективны при применении преобразованных сигналов деформации. Хотя были ограничения в сигналах деформации с низкой амплитудой, модель упругой энергии по-прежнему обеспечивала точное предсказание для большинства предсказаний усталостной долговечности. С открытием прошлых и текущих исследований данные усталостной деформации могут быть разработаны с помощью этой предложенной модели упругой энергии. Анализ данных о деформации в автомобильной промышленности является сложным и важным, поскольку каждый из данных является длинным и ценным [48,49].Следовательно, разработка модели долговечности была активно выполнена, например, модели регрессии для прогнозирования усталостной долговечности [50]. Совсем недавно данные о деформации были также получены с помощью модели динамики нескольких тел для анализа усталости автомобильной подвески [16]. Однако генерация сигнала деформации с помощью моделирования может быть недостаточной из-за большого количества кинематических данных подвески и свойств связи. Кроме того, предлагаемая модель упругой энергии учитывает кручение и поверхностное натяжение цилиндрической пружины при создании деформации.Это исследование может значительно сократить необходимое испытательное оборудование, такое как тензодатчики и регистратор данных, для прогнозирования усталостной долговечности компонентов автомобильной подвески.

Типы и компоненты системы подвески [Полное руководство]

Типы и компоненты системы подвески

Что такое подвеска?

Типы и компоненты системы подвески:- Система подвески автомобиля изолирует секцию колеса от кузова. Вся мощность, вырабатываемая двигателем, в конечном итоге передается на колесо через систему передачи мощности.Благодаря этой мощности автомобиль движется по дороге. Неровные дороги являются причиной ударов по колесам, и в этот момент система подвески действует скорее как фильтр, защищающий автомобиль. Основная функция системы подвески состоит в том, чтобы отделить кузов или раму автомобиля от ударов и вибраций из-за плохих дорог.

Хорошая система подвески

Хорошая система подвески – это та, которая поглощает все удары и вибрации, возникающие в результате плохих условий движения, и передает как можно меньшую составляющую ударов и вибраций на пассажирский вагон.Пружинность – упругое сопротивление нагрузке. При приложении внезапной нагрузки пружинная система будет сжиматься или расширяться в зависимости от обстоятельств, не передавая их на тело. Когда пружина сжимается, она поглощает энергию и рассеивается в виде тепловой энергии, а когда она расширяется, она отскакивает.

Таким образом, основная цель хорошей системы подвески состоит в том, чтобы максимально изолировать конструкцию от ударных нагрузок и вибраций из-за неровностей дорожного покрытия.Это достигается за счет гибких элементов, таких как пружины и амортизаторы. Другая функция системы подвески заключается в выполнении основной функции без ущерба для устойчивости, управляемости или общих характеристик управляемости автомобиля. Это делается путем управления с помощью механических связей.

Компоненты системы подвески Приостановка
  1. Knuckle или afright
  2. Связь
  3. Колеса / шины
  4. Дантеграмм / амортизаторы
  5. пружины
  6. Struts
  7. Anti Sway Bars
  8. Шариковые соединения
  9. Шпиндель
  10. 3

    1.Поворотный кулак или стойка: (компоненты подвески)

    Используется для соединения колес с системой подвески. Он установлен на ступице колеса. Система подвески соединяется вместе с предусмотренными рычагами. Поворотный кулак имеет угол кастера и шкворень на передних колесах, что помогает управлять транспортным средством в левом или правом направлении.

    2. Рычаги: ( Компоненты подвески )

    Рычаги похожи на раму системы подвески.Все части подвесной системы соединены между собой с помощью рычажных механизмов. Эти связи имеют универсальные шарниры на обоих концах, которые помогают в плавном соединении между различными компонентами.

    Как правило, в системе подвески имеется 3 типа соединений:

    A) Поперечный рычаг или А-образный рычаг

    Это прочная связь, которая соединяет раму кузова и ступицу колеса. Он имеет форму буквы А.Верхний конец рычага прикреплен к поворотному кулаку, который установлен на ступице колеса, а остальные два конца прикреплены к раме кузова. В зависимости от требований может использоваться двойной А-образный рычаг.

    B) Сплошная или ведущая ось

    Это главная ось шин. Он соединяет основной корпус автомобиля с поворотным кулаком шины. Весь вес тела ложится на эту прочную ось. Система подвески установлена ​​на этой оси между кузовом и осью. Это обычно используется в большегрузных транспортных средствах.

    C) Несколько звеньев

    Наиболее часто используется в автомобилях. В этом случае вместо поперечного рычага и сплошной оси используются несколько небольших рычажных механизмов. С помощью этих нескольких звеньев поворотный кулак, рама и система подвески соединены вместе.

    3. Колеса/шины: (компоненты подвески)

    Колеса или шины – это те компоненты системы подвески, которые соприкасаются с реальными неровностями дороги.Колеса также являются основными компонентами автомобиля, потому что они в конечном итоге отвечают за движение автомобиля. Когда колеса сталкиваются с неровностями поверхности дороги, они двигаются вверх и вниз. Это движение вверх и вниз вызывает настоящую вибрацию в теле. Для устранения этих вибраций между кузовом и колесами размещена система подвески. Система подвески поглощает вибрации и способствует комфортной езде.

    4. Амортизаторы/амортизаторы: (компоненты подвески)

    Амортизатор :- Амортизаторы используются для поглощения вибрации и рассеивания ее в виде тепловой энергии.При демпфировании энергия преобразуется из той или иной формы. В старые времена эффект трения между двумя поверхностями использовался в качестве демпфирующего агента. Также использовались полуповоротные лопастные демпферы. Однако от них отказались, потому что отношение длины уплотнения вокруг их лопастей к перемещенному объему было настолько велико, что эти узлы быстро подвергались неблагоприятному износу.

    В современных автомобилях в основном используются следующие два типа гидравлических амортизаторов:
    • Телескопические амортизаторы
    • Амортизаторы с качающимся рычагом.

    1. Телескопический амортизатор

    Телескопические амортизаторы довольно часто неправильно называют амортизаторами. В телескопических амортизаторах используется поршнево-цилиндровая компоновка. В этой системе гидравлическая жидкость течет мимо поршней и поглощает удары и вибрации.

    2. Демпфер качающегося рычага

    Амортизаторы с качающимся рычагом работают по тому же принципу, что и телескопические амортизаторы. Но в этом случае внутри одноцилиндрового используется двухпоршневой, а масло вытесняется через клапан.Движение сдвоенных поршней происходит за счет движения колес, которое перемещается на поршни в кулисные рычаги.

    5. Пружины: (Компоненты подвески)

    Источники действуют как резервуары энергии. Пружины накапливают энергию при силе удара, которая действует при проезде автомобиля по неровностям дороги. Он сжимает пружину. Эта энергия высвобождается при последующем расширении пружины и с помощью демпферов, таким образом, энергия преобразуется в тепло, а удары и отскоки поглощаются.

    Когда автомобиль наезжает на неровность, шина внезапно поднимается. В случае жесткой подвески вся сила будет передаваться на каретку и толкать ее вверх практически без потери силы в виде рывка или подпрыгивания. Однако при наличии пружины сила, действующая на транспортное средство, сжимает пружину, которая поглощает удар и предотвращает его передачу на раму транспортного средства.

    Важными факторами, определяющими выбор типа используемых пружин, являются:
    • Общая стоимость установки.
    • Относительная емкость для хранения энергии.
    • Общий вес системы подвески.
    • Усталостная долговечность.
    • Местоположение

    Основные типы используемых пружин:
    • Листовые рессоры или ламинированные пружины
    • Цилиндрические пружины
    • Торсионы

    1. Листовые рессоры Листовые рессоры

    также известны как ламинированные рессоры, потому что они в основном представляют собой стальные полосы, которые устанавливаются друг над другом или ламинируются с постоянным уменьшением длины.Их также называют полуэллиптическими пружинами, так как они изгибаются в такой форме. Однако в настоящее время они почти прямые.

    2. Винтовые пружины

    Спиральная форма лучше всего сохраняет энергию для данного веса, а спиральная пружина накапливает энергию, когда на нее действует сила, она скручивается и накапливает энергию кручения. Преимущество винтовых пружин заключается в том, что они устанавливаются на компактной площади. Срок службы винтовых пружин увеличивается за счет дробеструйной обработки, которая увеличивает их прочность на сжатие и снижает, а также повышает устойчивость к царапинам.Срок службы спиральной пружины также зависит от диаметра используемой проволоки и диаметра формы витка. Используемый материал также играет важную роль в сроке службы винтовой пружины.

    3. Торсионы

    В случае торсионов используется стальной стержень. Стальные стержни действуют как пружина. Крепится одним концом к корпусу и с помощью рычага; движение колеса или оси передается на торсион в виде крутящего момента.В результате происходит скручивание торсиона, деформация и индуцируется напряжение сдвига. Свойства материала отвечают за восстановление первоначальной формы стержня (т. е. раскручивания), поэтому, когда сила действует на торсион, он скручивается и раскручивается, что создает эффект пружины.

    Торсионы представляют собой конструкцию в форме стержня, которая подвергается перегрузке при кручении во время изготовления, чтобы растянуть внешние слои сверх предела упругости. Поскольку это оставляет остаточное напряжение во внешних слоях, самое высокое напряжение при эксплуатации возникает под поверхностью, где вероятность возникновения трещин меньше.Это способствует увеличению усталостной долговечности. Торсионы также подвергаются дробеструйной обработке, как и спиральные пружины, для увеличения усталостной долговечности.

    6. Стойка: ( Компоненты подвески )

    Стойка является основным компонентом системы подвески. Он используется в сборке стойки MacPherson. Стойка представляет собой комбинацию пружины и демпфера, которая имеет два конца, которые будут прикреплены к раме и колесу. Пружина используется для сохранения кинетической энергии в потенциальную энергию, а демпфер рассеивает кинетическую энергию в тепловую энергию.Оба эти компонента работают вместе, образуя стойку в сборе. Размер пружины, используемой в стойке, зависит от грузоподъемности автомобиля.

    7. Стабилизаторы поперечной устойчивости: (компоненты подвески)

    Они также известны как стабилизаторы поперечной устойчивости. Стабилизаторы поперечной устойчивости играют ключевую роль в обеспечении комфорта пассажиров и устойчивости автомобиля для повышения производительности. Стабилизаторы поперечной устойчивости действуют как один из ключевых компонентов в системе подвески автомобиля. Как следует из названия, их цель — уменьшить крен или раскачивание кузова при движении в условиях поворота.

    8. Шаровые шарниры: ( Компоненты подвески )

    Шаровые шарниры являются важными компонентами системы подвески. Это помогает соединять различные части и соединения и позволяет им двигаться относительно других соединений. Шаровые опоры состоят из металлического корпуса и шпильки. Шпилька может качаться и вращаться внутри корпуса. Консистентная смазка также предусмотрена в гнезде шарового шарнира. Внутри корпуса предусмотрены подшипники, которые могут быть металлическими или пластиковыми. Два конца шаровых шарниров соединены с корпусом и шпилькой соответственно.

    9. Шпиндель: (Компоненты подвески)

    Шпиндель позволяет двигаться вперед, назад, поворачиваться в обоих направлениях и тормозить. Основная функция шпинделя — обеспечить вращение оси. Шпиндель также помогает транспортному средству двигаться по прямой с помощью зубчатой ​​передачи, которая называется роликом. Кастор в основном представляет собой наклон вперед и назад, который регулирует процедуру рулевого управления.

    Типы подвесных систем

    1. Зависимая система подвески: (Типы системы подвески) Зависимая система подвески

    Как следует из названия, в системе зависимой подвески оба колеса на одной оси зависят друг от друга.В зависимой системе подвески есть неразрезная или ведущая ось, что позволяет левому и правому колесам соединяться вместе как одна команда. Если одна сторона автомобиля изгибается в одном направлении, то и другая сторона также изгибается в том же направлении. Это называется зависимостью. Зависимые типы задней подвески-

    A) Зависимая система подвески с листовыми рессорами со сплошной осью

    В этом типе в качестве элементов подвески используются листовые рессоры. Самая длинная пружина в комплекте сгибается в кольцо, образуя ушко пружины.Ушко этой пружины прикручено к подвеске пружины, а другой конец ушко пружины прикреплен к дужке. Эта скоба позволяет изменять длину листовой рессоры при ее изгибе. Также скоба включает в себя резиновую втулку, которая поглощает вибрации и предотвращает их попадание на автомобиль. Центральная часть листовой рессоры крепится к корпусу заднего моста с помощью U-образных болтов, а зажим отбоя удерживает все пружины вместе.

    B) Система зависимой подвески с цилиндрической пружиной со сплошной осью

    В этом типе спиральные пружины установлены на кронштейнах в форме тарелки, которые прикреплены к задней оси.Приводы торсионной трубки также присоединены к этой установке, и спиральные пружины не подвергаются движущей силе. Присутствующие здесь амортизаторы предотвращают скатывание автомобиля, а энергия, запасенная в цилиндрических пружинах, больше, чем в листовых рессорах.

    2. Независимая система подвески: (Типы системы подвески)

    Как следует из названия, в независимой задней подвеске каждое колесо на оси независимо перемещается вертикально вверх и вниз под действием подвески.Многие автомобили используют независимую заднюю подвеску (IRS). IRS имеет почти те же преимущества, что и независимая передняя подвеска, но наиболее важным преимуществом IRS является то, что она снижает неподрессоренную массу автомобиля. С другой стороны, он имеет высокую начальную стоимость и высокую стоимость обслуживания, а его компоненты быстро изнашиваются. Независимая подвеска в основном бывает трех основных типов: —

    Типы независимых систем передней подвески
    1. Система подвески на двойных поперечных рычагах
    2.Один поперечный рычаг, то есть стойка Mac Pherson в сборе.

    a) Система подвески на двойных поперечных рычагах

    В конструкции колесо крепится на ступице колеса. Ступица колеса снабжена двумя звеньями, одно из которых является верхним, а другое — нижним. Оба звена шарнирно соединены с рамой автомобиля. Между рамой и нижним звеном, состоящим из гибкого шарнира, также размещен амортизатор. При движении автомобиля по неровным поверхностям его колесо сталкивается с ударами, эти удары передаются на амортизатор через нижнюю тягу.

    Амортизатор поглощает максимальное количество ударов. Верхнее звено служит для поддержания развала колес. Эта система является сложной, а также дорогостоящей и требует больше места. В этой системе легко контролировать движение колес и настраивать развал. Все части могут быть оптимизированы.

    b) Узел стойки Mac Pherson (система подвески Single Wish)

    Эрл С. Мак Ферсон, инженер Ford USA, в 1947 году разработал одинарный поперечный рычаг с системой телескопических стоек.В этой системе с нижней стороны ступицы колеса расположен нижний рычаг с гибким шарниром. На верхнем конце ступицы колеса размещается амортизатор или стойка, которая также крепится гибким шарниром. И стойка, и нижний рычаг соединены с рамой автомобиля гибким шарниром. Во всей системе основным элементом является стойка.

    Состоит из пружины и демпфера. Когда автомобиль соприкасается с неровностями дороги, колесо перемещается вверх-вниз по радиусу нижней тяги.Благодаря этому движению весь удар передается на стойку, которая поглощает максимальное количество силы. Он имеет относительно простую конструкцию, что приводит к компактному дизайну и дешевизне. В этой системе изменение развала очень велико, что приводит к меньшей управляемости. Так что это не предпочтительно в скоростных автомобилях.

    3. Система пневматической подвески: (Типы системы подвески)

    В системе пневматической подвески вместо механической пружины используется пневматическая пружина. Пневматическая пружина имеет более высокую несущую способность, чем механическая пружина.Пневматическая пружина также имеет преимущество переменной жесткости пружины за счет регулировки давления воздуха, что невозможно в случае механической пружины. В пневматической пружине предусмотрено два конца. Один крепится на раме, а другой на поворотном рычаге. Три соединительные линии (напорная линия, обратная линия, линия управления) также предусмотрены для работы и управления.

    4. Гидроупругая система подвески: (Типы системы подвески)

    В системе подвески этого типа имеется встроенный заполненный жидкостью вытеснитель, который соединяет передние и задние колеса с обеих сторон автомобиля.Непрерывное качание транспортного средства создает дискомфорт при езде, поэтому основная идея подвески этого типа заключается в повышении сопротивления транспортного средства качке. В гидроупругой подвеске между рамой и тягой подвески устанавливается резиновый вытеснитель. Трубка используется для соединения резиновых вытеснителей как на переднем, так и на заднем конце. По обеим сторонам автомобиля есть две отдельные трубы, и для создания давления в этой системе используется незамерзающая жидкость.

    При движении автомобиля по неровной дороге и резком движении передних колес вверх, в это время жидкость внутри резинового вытеснителя вытесняется и по трубкам стекает в задний блок.Затем он перемещает диафрагму вниз, тем самым выравнивая автомобиль. Таким образом избегается склонность тела к колебаниям. Обратное происходит, когда задние колеса наезжают на кочку. Когда колеса опускаются, автомобиль возвращается в нормальное положение. (Типы и компоненты системы подвески)

    При прохождении поворотов автомобиль будет испытывать центробежную силу, в случае обычной подвески мы можем почувствовать наклон, но в случае гидроупругой подвески одинаковое количество жидкости будет поступать как в переднюю, так и в заднюю часть, обеспечивая одинаковое давление, что увеличивает жесткость. весны.В случае подпрыгивания, когда все четыре колеса отклоняются, движение будет сопротивляться, и поездка будет жесткой, что уменьшит качку автомобиля.

    Источник изображения: — Studymateriall, Ingenieriaymecanicaautomotriz, Esearchgate, Newkidscar

    .