Несуча система

Слугує для розміщення двигуна, кузова всіх агрегатів, механізмів, систем та з’єднання в єдине ціле всіх елементів ходової частини.

Несуча система в залежності від призначення та конструкції транспортного засобу може бути рамна або кузовна. Відповідно до цього автомобілі, автобуси та причепи за типом несучої системи класифікують на рамні і безрамні (з несучим кузовом).

Безрамні автомобілі можуть виготовлятися з несучою основою або з несучим корпусом.

Рис. 6. Несуча система драбинного типу легкового автомобіля Тойота

Оцінка досконалості конструкції несучої системи та кузова

Мета оцінки досконалості конструкції несучої системи є визначення оптимального варіанту конструкції несівної системи для розміщення двигуна, кузова, всіх агрегатів, механізмів, систем та з’єднання в єдине ціле всіх елементів ходової системи.

При оцінці конструкції несучої системи враховуються конструктивні пара-метри автомобіля, вимоги до несучої системи, які перераховані раніше

(Пункт ’’Вимоги до несучої системи “) та результати розрахунків.

Несучі системи можуть бути рамні або безрамні.

З конструкцій несучої системи, найбільше розповсюдження отримали рамні конструкції драбинні на вантажних автомобілях та на автобусах роздільного типу, периферійні рами на легкових автомобілях. Найбільше розповсюдження отримали лонжеронні рами. Незважаючи на велику жорсткість, хребтові рами застосовуються обмежено. Кузов вантажного автомобіля з безкапотною кабіною дозволяє раціональніше використати габаритну довжину. Кузова легкових автомобілів з рамною конструкцією дозволяють краще робити видозміни конструкції. Безрамні схеми передачі крутного момента забезпечубть зменьшення маси автомобіля.

До позитивної сторони рамної несучої системи відноситься:

1. Амортизаційний ресурс, який є більшим ніж ресурс вузлів та агрегатів автомобіля.

2. Забезпечення необхідної жорсткості та стабільного взаємного розташування агрегатів, вузлів та механізмів автомобіля протягом всього амортизаційного пробігу.

3. Можливість оптимального розташування вузлів та агрегатів.

4. Налагоженість виробництва.

5. Можливість компонування вантажної платформи або техніки спеціального призначення.

6. Простота обслуговування та ремонту.

7. Мала маса несучих систем легкових автомобілів.

8. Велика жорсткість на скручування хребтових рам та можливість розташування всередині рами елементів трансмісії, дає змогу нижче розташувати вантажну платформу.

9. Можливість уніфікації.

До негативної сторони рамної несучої системи відноситься:

1. Відсутність в несучій системі елементів конструкції, які зменшували наслідки дорожньо-транспортних пригод.

2.Рамні конструкції легкових автомобілів мають граничний амортизаційний ресурс через вплив корозії металу, або потребують застосування матеріалів, які не піддаються корозії або спеціальної обробки та ретельного обслуговування. Зменшується жорсткість.

3. Ремонт лонжеронних несучих систем та кузовів вимагає якісної підготовки спеціалістів ремонтників.

Порівняльний аналіз конструкції несучої системи

Марка автомобіля_____ Рік випуску____Аналізуємий діапазон пробігу_____

№пп	Складові оцінки досконалості конструкції несівної системи	Вимоги стандар-тів.Кращі досяг-нення аналогів.	Мак-сима-льні бали	Бали зраз-ку
	І. Загальна оцінка
	Кількість відказів на 1000 автомобілів (100, 500 тисяч кілометрів).
	Пробіг до капітального ремонту.	500 тис. км
	Металоємність конструкції.
	Комфорт та безпека пасажирів при використанні в пасажирських автотранспортних засобах.
	Висота розташування вантажу та мож-ливість використання засобів механіза-ції при навантаженні (розвантаженні).
	Можливість установки додаткового обладнання на автомобіль та автомати-чних систем керування рухом.
	Простота конструкції.
	Технологічність виготовлення
	Собівартість виготовлення.
	Простота, собівартість обслуговування та ремонту.
	Оцінка рівня ефективності робочих процесів.
	Жорсткість при невеликій вазі.
	Оптимальність розташування агрегатів, вузлів та механізмів та систем.
	Разом

Примітка: Там де не вказані вимоги стандартів або кращі середньо статичні значення, порівняння здійснюється з кращим існуючим аналогом несучої системи. При проведенні порівняльної оцінки, проводиться описування позитивних та негативних сторін складових загального аналізу та складових аналізу рівня ефективності робочих процесів.

Оцінка досконалості конструкції кузова та його обладнання

Мета оцінки досконалості конструкції кузова та його обладнання є визначення оптимального варіанту конструкції кузова та його обладнання для розташування водія, пасажирів та багажу або вантажу з забезпеченням безпеки та комфорта.

При оцінці конструкції кузова та його обладнання враховуються конструктивні параметри автомобіля, вимоги до кузова, які перераховані раніше (Пункт’’Вимоги до кузова “) та результати розрахунків.

Несучі системи з кузовом можуть бути з несучою основою або з несучим кузовом.

З конструкцій несучої системи, найбільше розповсюдження отримали рамні конструкції драбинні на автобусах роздільного типу, периферійні рами на легкових автомобілях.

З каркасних, скелетних та оболонкових кузовів легкових автомобілів, найбільше розповсюдження завдяки можливості використання штампів та автоматизації зварювальних процесів, знайшли оболонкові кузова.

Скелетні кузова мають полегшений каркас, який приварюється до облицювання.

Облицювання зі сталі, дюралюмінію або склопластика дозволяє сформувати об’єм та підвищити жорсткість кузова.

В автобусних конструкціях найбільше застосування отримали каркасні кузова виготовлені з тонкостінних труб, що дозволило зменшити масу та підвищити жорсткість та міцність.

Порівняльна оцінка досконалості конструкції кузова та його обладнання

Марка автомобіля_____ Рік випуску____Аналізуємий діапазон пробігу_____

№пп	Складові оцінки досконалості конструкції кузова та його обладнання.	Вимоги стандар-тів.Кращі досяг-нення аналогів.	Мак-сима-льні бали	Бали зраз-ку
	І. Загальна оцінка
	Жорсткість при невеликій вазі.
	Кількість відказів на 1000 автомобілів (100, 500 тисяч кілометрів).
	Пробіг до капітального ремонту.	500 тис. км
	Металоємність конструкції.
	Матеріал виготовлення кузова. Кабіни водія. Вантажної платформи.
	Комфортабельність робочого місця водія. Наявність кондиціонера. Герметизація кабіни. Наявність засобів очистки повітря. Наявність спального місця. Рівень шуму. Вібро, тепло і гідроізоляція.
	Наявність засобів комфорту пасажирів. Наявність кондиціонера. Наявність засобів фільтрації повітря. Шумо, вібро, тепло і гідроізоляція. Наявність засобів ауді, відео інформації
	Наявність в кузові елементів пасивної безпеки.
	Наявність в кузові приладів, які виклю-чають дорожньо-транспортні пригоди. Локаційні, телевізійні, навігаційні, тощо.
	Висота розташування вантажу та мож-ливість використання засобів механіза-ції при навантаженні (розвантаженні).

	Можливість установки в кузові додат-кового обладнання на автомобіль та автоматичних систем керування рухом.
	Питома вантажопідємність.
	Питома пасажиромісткість.
	Простота конструкції.
	Технологічність виготовлення
	Собівартість виготовлення.
	Простота, собівартість обслуговування та ремонту.
	ІІ. Оцінка рівня ефективності робочих процесів.
	Оптимальність використання довжини транспортного засобу.	Кабіна над двигуном
	Оптимальність розташування агрегатів, вузлів та механізмів та систем.
	Захист пасажирських салонів від корозії.
	Уніфікація та можливість створення модульної конструкції автомобіля.
	Разом

Примітка: Там де не вказані вимоги стандартів або кращі середньо статичні значення, порівняння здійснюється з кращим існуючим аналогом кузова.

При проведенні порівняльної оцінки, проводиться описування позитивних та негативних сторін складових загального аналізу та складових аналізу рівня ефективності робочих процесів.

Сучасні тенденції розвитку несучих систем

Останнім часом в несучих системах все більше використовуються легкі матеріали. Просліджується тенденція створення модульної конструкції кузова легкових автомобілів.

Велика увага приділяється оптимальному розташуванню агрегатів, вузлів, механізмів та систем автомобіля.

Основний напрям розвитку є забезпечення комфорту та безпеки пасажирів при використанні у пасажирських автотранспортних засобах, захист пасажирів, вантажів від вібрацій. Надійна шумо, пило, газо, тепло і гідроізоляція та захист від корозії пасажирських салонів.

У всіх сучасних вантажних автомобілях вантаж розташується низько і є можливість використання засобів механізації при навантаженні (розвантаженні).

Сучасні несучі системи дають можливість установки додаткового обладнання на автомобіль та автоматичних систем керування рухом.

Розвиток конструкцій:

1. Рамна: Драбинна, хребтова, об’єднана, периферійна, Х-подібна спостерігається незначний розвиток.

2. Кузовна: А). За призначенням – вантажні, пасажирські, вантажопасажирські. Б). За конструкцією – каркасні, напівкаркасні, безкаркасні. В). За розподілом навантаження – кузов з несучим корпусом та кузов з несучою основою, де навантаження розподіляється між рамою та кузовом. Кузовні конструкції, особливо легкових автомобілів, отримують значний розвиток по формі кузова, дизайну, надійності та з безпеки руху.

На легкових автомобілях великого та особливо великого класу найбільше розповсюдження отримали лонжеронні периферійні рами. Легкові автомобілі особливо малого, малого та середнього класу виготовляються в основному безрамними з несучим корпусом.

Автобуси можуть виготовлятися: 1. Рамно-роздільними, де застосовують два розділених між собою елементи - рамне шасі та кузов з основою, які поєднуються болтами чи стрем’янками через пружні елементи. 2. Рамно-об’єднані, де поперечини єдиної конструкції рами та основи кузова мають зовнішні консолі на повну ширину транспортного засобу, до кінців яких прикріплені шпангоути (внутрішні ребра) кузова.

Для вантажних автомобілів і автобусів частіше за все застосовують рами драбинного типу. Для зниження маси лонжерони такої рами виконують змінної висоти. Найбільш поширені лонжерони відкритого П-подібного профілю. Поєднання елементів рами виконують за допомогою болтів, заклепок або зварюванням. Елементи рами виготовляють зі сталі. Рами деяких легкових автомобілів з метою зменшення маси виготовляють зі сплаву алюмінію. Кузова виготовляються зі сталі, або карбонові з метою зменшення маси.

Рис. 7. Несуча система легкового автомобіля

У легкових автомобілів з’єднання елементів несучої системи, як правило виконується за допомогою зварювання.

Рис. 8. Конструкція несучої системи драбинного типу автомобіля

ЗИЛ-131:

1,15-повздовжні лонжерони; 2,6-кронштей передньої ресори; 3,16-верхні кронштейни амортизаторів; 4,17-кронштейни задньої опори двигуна;

5,12-бризковики; 7-передній буфер; 8-накладка буфера; 9-кронштейн пускової рукоятки; 10-буксирний крюк; 11,19,22,24,29-поперечини;

13,14-розкоси кріплення крюків та буфера; 18-кронштейн кріплення електропневматичного клапану керування включенням переднього моста;

20-кронштейн задньої опори кабіни; 21-кронштейн кріплення роздавальної коробки; 23-косинка поперечини; 25-кронштейн задньої ресори; 26-розкос задньої поперечини; 27-задній буфер; 28- рим для ланцюга причепа;

30-буксирне обладнання.

Поперечні та повздовжні лонжерони з’єднані заклепками. Для покращення жорсткості рами використані косинки поперечини 23 та розкоси задньої поперечини 26.

Рис. 9. Схеми несучих систем (рам) легкового автомобіля:

(а-драбинна; б-хребтова; в- Х- подібна; г- периферійна.)

Драбинні рами у більшості застосовується у автобусах та вантажних автомобілях. Хребтові та Х- подібні конструкції рами є досить жорсткими особливо на кручення. Периферійні рами з лонжеронами замкнутого профілю, які розташовані по периферії підлоги, створюють жорсткі пороги і використовуються для легкових автомобілів.

Рис. 10. Схеми несучих систем вантажних автомобілів та автобусів.

(а- драбинна, б- об’єднана драбинна, в- хребтова)

Об’єднана драбинна несуча система використовується у автобусах, де до рами приварюються внутрішні ребра кузова. Хребтові рами жорсткі, мають одну центральну несучу трубчасту балку і додатково може бути добавлено картери коробки передач, роздавальної коробки, головних передач.

Рис. 11. Несуча система (рама) кузова Ферарі зі сплаву алюмінію

Використання несучої системи з алюмінієвого сплаву значно зменшує масу несучої системи та збільшує жорсткість і термін роботи.

2. Підвіска

Слугує для пружного з’єднання несучої системи автомобіля з колесами та забезпечення плавного руху.

Під час руху автомобіля пружний елемент, під час наїзду коліс на нерівність дороги, стискається, зм’якшує поштовхи та ударні навантаження від коліс на кузов. Застосування пружного елемента підвіски дозволяє уникнути копіювання кузовом профілю нерівностей дороги, покращити плавність ходу автомобіля та покращити умови перевезень пасажирів та вантажів. Конструкція підвіски залежить від співвідношення підресорених та не підресорених мас. Чим менша величина не підресорених мас, тим менше вплив на плавність ходу автомобіля під час руху по нерівній поверхні. Чим важчі підресорені маси, тим менше втрачає колесо контакт з поверхнею дороги. Тому у сучасних автомобілях не підресорену масу стараються зменшити до мінімально допустимої.

Рис. 12. Робота пружинних елементів підвіски автомобіля під час руху автомобіля по нерівній поверхні дороги

Під час наїзду колеса на нерівність опорної поверхні стискається пружина того колеса, яке наїхало на нерівність. Положення інших коліс остаються незмінними і до значного підвищення кузова це не приводить.

Оцінка досконалості конструкції підвіски

Мета оцінки досконалості конструкції підвіски є визначення оптимального варіанту конструкції підвіски для пружного з’єднання несучої системи автомобіля з колесами та забезпечення плавного руху.

При оцінці конструкції підвіски враховуються конструктивні параметри автомобіля, вимоги до підвіски, які перераховані раніше Пункт ’’Вимоги до підвіски“) та результати розрахунків.

Незалежні пружинні підвіски застосовуються в більшості легкових автомобілів, забезпечують непогані пружні характеристики підвіски та зменшують вагу непіресорених мас. Застосування балансирної підвіски в трьох осних автомобілях високої прохідності дозволяє в два раза зменшити вертикальне переміщення кузова.

При встановленні пневматичних, гідравлічних, гідропневматичних підвісок є можливість регулювати висоту долу та застосовувати автоматичні системи керування, які дозволяють стабілізувати положення кузова та виключати

(зменшити) крени, клювки, присідання, тощо (адаптивні підвіски).

До позитивної сторони підвіски відноситься:

1. По пружному елементу:

- застосування листових ресор дозволяє одночасно виконувати функції пружного елемента, напрямного елемента та гасильника коливань.

- Застосування пружин та торсіонів забезпечує велику питому енергоємність по порівнянні з рессорами, а також забезпечує різноманітні варіанти використання направляючих пристроїв.

- Застосування торсіонів робить підвіску більш компактною та покращує доступ до елементів ходової системи при обслуговуванні.

- Застосування пневматичних, пневмогідравлічних пружних елементів дозволяє покращити плавність ходу та впроваджувати автоматизацію робочих процесів в підвісці.

2. По направляючому пристрою:

- Застосування листових рессор забезпечує жорстку фіксацію моста.

3. По пристроям гасіння коливань:

- Застосування амортизатора- стійки (телескопічної), яка поєднує в собі функції напрямного пристрою та пристрою гасіння коливань.

- Застосування амортизаторів з рідиною, яка намагнічується та змінює характеристику амортизатора, або амортизаторів, які з’єднані з іншими амортизаторами в одну систему, дає змогу застосування автоматичного керування робочими процессами підвіски.

До негативної сторони підвіски відноситься:

1. По пружному елементу:

- Малий амортизаційний ресурс.

- Велика металоємність листових ресор.

- При застосуванні ресор та торсіонів необхідно застосовувати автономні направляючі пристрої.

- При застосуванні пневматичних, гідропневматичних пружних елементів необхідний запас повітря під тиском та насоси перекачування рідини з однієї емності до іншої.

- Застосування адаптивних підвісок ускладнює конструкцію.

1. По напрямному пристрою:

- Застосування ресор потребує їх мащення, зношуються пальці ресор.

- Злам корінного листа ресори приводить до порушення фіксації моста.

- В балансирній підвісці вантажних автомобілів необхідно встановлювати шарнірні штанги.

- Застосування гумових втулок на осях незалежних підвісок, їх знос та невеликий амортизаційний ресурс приводять до порушення кінематики руху коліс, ускладенню керування та зменшення амортизаційного ресурсу ходової системи.

- Застосування кульових шарнірних з’єднань напрямних пристроїв з цапфою колеса при несвоєчасних обслуговуваннях приводить до ускладення керування та виривання шарніра.

3. По пристроям гасіння коливань:

- Складність ущільнення.

- Недостатній амортизаційний ресурс.

- Непридатність до ремонту.

Порівняльна оцінка досконалості конструкції підвіски

Марка автомобіля_____ Рік випуску____Аналізуємий діапазон пробігу_____

№пп	Складові оцінки досконалості конструкції підвіски	Вимоги стандар-тів. Кращі досяг-нення аналогів.	Мак-сима-льні бали	Бали зраз-ку
	І. Загальна оцінка
	Пробіг до капітального ремонту.	500 тис. км
	Кількість відказів на 1000 автомобілів (10, 100 тисяч кілометрів).
	Металоємність конструкції.
	Простота конструкції.
	Технологічність виготовлення
	Собівартість виготовлення.
	Собівартість ТО1 + ТО2.
	Собівартість ремонту.
	ІІ. Оцінка рівня ефективності робочих процесів.
	Наявність адаптивної підвіски з автоматичною системою керування. (Зменшення або повне виключення “ клювка “ підресорених частин автомо-біля при гальмуванні та їх “ присідання “ під час розгону, а також явищ “ гало-пування “).
	Наявність елементів підвіски, які забезпечують постійний і надійний контакт всіх коліс автомобіля з поверхнею дороги (застосування автоматичних систем передачі та перерозподілу крутного моменту між колесами автомобіля).
	Наявність елементів підвіски, які пос-тійно забезпечують найменшу зміну колії і кутів установлення керованих коліс при їх переміщенні відносно несучої системи.
	Наявність елементів конструкції, які забезпечують задану частоту власних коливань у всьому діапазоні наванта-жень і оптимально гальмують вимушені коливання.
	Наявність елементів підвіски, що забе-зпечують ефективну передачу всіх сил і моментів від коліс до несучої системи при любих умовах руху.
	Наявність елементів підвіски, які виключають “ прoбої “ підвіски.
	Наявність елементів підвіски, які узгоджують кінематику підвіски з кінематикою функціональних елементів автомобіля, здатних переміщатися відносно несучої системи (рульового керування, карданної передачі, тощо
	Уніфікація вузлів та деталей.
	Разом.

Примітка: Там де не вказані вимоги стандартів або кращі середньо статичні значення, порівняння здійснюється з кращим існуючим аналогом підвіски.

При проведенні порівняльної оцінки, проводиться описування позитивних та негативних сторін складових загального аналізу та складових аналізу рівня ефективності робочих процесів.

Рис. 13. Адаптивна важільно-пружинна підвіска автомобіля Toyota LC

В автоматичному режимі забезпечує рух без галопування, клювків, значних кренів кузова.

Сучасні тенденції розвитку підвіски

1.Застосування адаптивних підвісок.

2.Застосування в пристроях гасіння коливань автоматичних систем змінювання характеристики в залежності від умов руху.

3.Застосування автоматичних систем керування робочими процесами підвіски.

4. Забезпечення плавності руху, зменшення та виключення впливу негативних явищ (резонансів, кренів, галопування, присідання, при розганянні та клювків при гальмуванні, “пробоїв” підвіски тощо) на перевезення вантажів та забезпечення безпечного і комфортного перевезення пасажирів шляхом застосування адаптивних підвісок з автоматичними системами керування.

5. Забезпечення постійного і надійного контакту усіх коліс автомобіля з поверхнею дороги шляхом застосування автоматичних систем передачі та перерозподілу крутного моменту між колесами автомобіля.

6. Забезпечення найменшої зміни колії і кутів установлення керованих коліс при їх переміщенні відносно несучої системи.

7. Забезпечення заданої частоти власних коливань у всьому діапазоні навантажень і оптимального згасання вимушених коливань.

8. Передача всіх сил і моментів від коліс до несучої системи.

9. Узгодженість кінематики підвіски з кінематикою функціональних елементів автомобіля, здатних переміщатися відносно несучої системи (рульового керування, карданної передачі, тощо).

10. Протидія надмірним кренам підресорених частин під дією бокових сил.

11. Виключення “прoбоїв“ підвіски.

12. За типом напрямних пристроїв та переміщенням коліс відносно рами або кузова незалежна підвіска найбільше розповсюдження отримала на легкових автомобілях.

13. За типом і матеріалом пружного елемента: на легкових автомобілях все більше використовуються пневматичні, гідропневматичні, пружинні, торсіонні, ресорні. А на автомобілях великої вантажопідємності пневматичні або ресорно-пневматичні.

14. За способом передачі сил і моментів до коліс або від коліс (найбільше розповсюджені ресорні, штангові.

15. За способом утримання автомобіля в горизонтальній площині найбільше розповсюдження отримують адаптивні з електронним керуванням.

Схеми підвісок з пружинним пружним елементом

Пружні пружинні елементи підвісок, завдяки малій масі та забезпеченні необхідності плавності руху, найбільше розповсюдження отримали у легкових автомобілях. Під час стискання пружини її витки зближуються та закручуються. У той же час пружина не передає зусилля у горизонтальній площині і потребує застосування складних направляючих елементів, які як правило складаються з двох подовжніх штанг, двох реактивних і однієї поперечної штанги.

Залежні підвіски використовуються у вантажних автомобілях, автобусах і деяких легкових автомобілях. Залежні підвіски можуть бути автономними або балансирними.

Незалежні підвіски використовують в основному для легкових автомобілів, а також для вантажних автомобілів високої прохідності.

Рис. 14. Важільно – телескопічна підвіска ВАЗ-2109:

1-куловий палець; 2-маточина; 3-гальмівний диск; 4-захисний кожух;

6-нижня опорна чашка; 7-пружина; 8-захисний чохол; 9-буфер стискання;

10-верхня опорна чашка; 11-гумова опора; 12-кришка; 13-підшипник;

14-шток; 15-гайка; 16-амортизаторна стійка; 17-ексцентричний болт;

18-гайка; 19-поворотний кулак; 20-приводний вал; 21-захисний чохол;

22-шарніри рівних кутових швидкостей; 23-поперечний важіль.

Таку підвіску інколи називають “свічка, що коливається” або “типу Мак-Ферсон”, використовують переважно для передніх коліс легкових втомобілів.Перевагами такої підвіски є мала маса та габарити і великий вертикальний хід, що привело до широкого застосування її на легкових автомобілях.

Рис. 15. Незалежна пружинна підвіска типу Мак Ферсон з кульовою опорою вертикальної стійки поворотного кулака

В підвісці використані важелі різної довжини. Нижні важелі одним кінцем закріплені до підрамника, а другим кінцем через шарові шарніри до поворотного кулака. Верхні важелі одним кінцем через гумові втулки шарнірно з’єднані з несучою системою, а другим кінцем шарнірно через кульову опору з вертикальною стійкою поворотного кулака.

Рис. 16. Задня незалежна підвіска автомобіля VW Passat B6 4MOTION з пружинним пружним елементом

Схеми підвісок з торсіонним пружним елементом

Торсіон представляє собою круглий металевий стрижень, що працює на скручування і на кінцях якого нарізані шліци. Один кінець стрижня кріпиться до кузова, а інший до направляючого пристрою. Під час опускання, або піднімання коліс торсіони скручуються. Торсіони можуть мати подовжнє, або поперечне розташування. Торсіонні пружні елементи легкі, компактні і дають можливість проводити регулювати жорсткість підвіски шляхом попереднього закручування торсіону.

Завдяки цьому торсіонні підвіски останнім часом почали широко використовувати у підвісці легкових автомобілів.

Рис. 17. Пружний елемент - торсіон

Рис. 18. Задня незалежна торсіонна підвіска на подовжніх важелях

автомобіля Пежо 206

У направляючому пристрої підвіски використовуються трубчаті важелі встановлені під кутом до подовжньої осі автомобіля. Торсіони розташовані поперек автомобіля.

Рис. 19. Повздовжнє розташування торсіонів підвіски

Підвіски з ресорним пружним елементом

Залежні підвіски з листовими ресорами широко використовуються у вантажних автомобілях, причепах та частково у легкових. Ресори забезпечують пружний зв'язок між несучою системою та колесами, напрямлення та передачу до несучої системи штовхального і гальмівного зусилля, а також моментів, які діють на колеса. Типова листова ресора являє собою пружну балку, що зібрана з окремих сталевих пружинних листів напівеліптичної форми різної довжини. З допомогою стрем’янок вверху ресори кріпиться гумовий буфер. Передній кінець ресори може з’єднуватись з несучою системою кріпленням з пальцем, упорною гумовою подушкою у кронштейні. Середня частина кріпиться до моста стрем’янками. Задня частина ресори кріпиться до несучої системи сергою, упорною гумовою подушкою у кронштейні, з накладним вушком на слизькій опорі Більш досконалою є конструкція, коли кінці ресор закріплені у кронштейнах на гумових подушках. Оскільки листи ресор під дією навантаження прогинаються та ковзають один відносно іншого, що потребує їх мащення графітним мастилом.

Рис. 20. Пружний елемент-ресора

Рис. 21. Схеми ресорних підвісок:

а). З додатковою ресорою та шарнірним нерухомим з’єднанням переднього кінця ресори з балкою і ковзаючим заднім кінцем ресори, що забезпечує зміну пружності при динамічному навантаженні більшому ніж 40% від максимального.

б). Без підресорника та з кріпленням заднього кінця ресори сергою.

в). З сервопружинами та кріпленням до несучої системи через гумові опори.

Додаткова ресора має менше число листів ніж основна ресора, кріпиться до балки моста тільки у середній частині і передає навантаження до рами через приклепані до рами кронштейни. При невеликому навантаженні працює тільки основна ресора. При значному навантаженні основна ресора прогинається і кінці додаткової ресори притискаються до кронштейнів. Ресори починають працювати разом і жорсткість підвіски підвищується.

Сервопружини, що розташовані горизонтально розтягуються або стискаються при прогинанні основної ресори, забезпечуючи таким чином сталий прогин основної ресори при різних навантаженнях.

Балансирні підвіски

Балансирні підвіски (Рис.22.) застосовують на тривісних автомобілях, або причепах при близькому розташуванні задніх мостів.

Підвіска з двома напівеліптичними ресорами своєю середньою частиною стрем’янками прикріплена до балансирної осі, що закріплена до рами. Кінці ресор вільно вставлені в вушка опор мостів. Кожен міст з’єднаний з рамою однією верхньою та двома нижніми подовжніми шарнірними реактивними штангами. Кожен шарнір ущільнений захисним чохлом і складається з кульового пальця, обойми і спеціальної вставки. Хід мостів вверх обмежений гумовими буферами встановленими на лонжеронах рами.

Рис. 22. Балансирна ресорна підвіска ЗИЛ-131

Задня підвіска автомобіля ЗИЛ-131 – залежна, балансирного типу для середнього й заднього мостів. Вона забезпечує рівність вертикальних навантажень, які приходяться на середні й задні колеса однієї сторони.

Гідропневматичні та пневматичні підвіски

Гідропневматичні підвіски все частіше встановлюють на легкових автомобілях та автобусах. Гідропневматичний пружний елемент представляє собою камеру розділену мембраною або поршнем на дві порожнини, одна з яких заповнена повітрям або азот, а друга рідиною(маслом). Корпус кожного пружного елемента прикріплений до кузова автомобіля, а робочий поршень через шток з’єднаний з важелем підвіски. Підчас ходу колеса вверх поршень витісняє рідину з циліндра в камеру і стискає мембрану та газ. Для підтримання оптимального тиску в системі використовується масляний насос та акумулятор тиску. При підвищенні тиску вище заданого, масло через редукційний клапан направляється в бак. З акумулятора масло надходить до регуляторів коліс, які по сигналам бортового комп’ютера забезпечують задане постійне положення кузова по висоті та по вертикальному положенню. Стиснутий газ є робочим тілом, що забезпечує пружні властивості підвіски. Змінюючи тиск масла, що надходить під діафрагму пружного елемента, можна змінювати пружність підвіски. Підвіска забезпечує високу плавність ходу, гасить коливання, клювки, присідання. На сучасних автомобілях в основному використовуються електронні системи керування гідропневматичною підвіскою, яка адаптує автомобіль до умов руху та забезпечує комфорт та безпеку керування.

До недоліків підвіски відноситься складність та велика собівартість.

Підвіска використовується в основному на легкових автомобілях.

Рис. 23. Гідропневматична адаптивна підвіска Мерседес Е классу:

1-повітря під тиском; 2-корпус акумулятора тиску; 3-спеціальна амортизаторна рідина; 4-трубопровод підведення рідини від насоса;

5-трубопровод з’єднання порожнини акумулятора з регулятором тиску та робочим циліндром.

Нижні та верхні важелі передньої та задньої підвісок закріплені гумовими шарнірами до підрамників. Амортизатори нижньою частиною кріпляться до нижніх важелів, а верхньою частиною до чашки амортизатора, яка кріпиться до несучої системи. Насос підвіски розташований рядом з насосом підсилювача руля і розрахований на максимальний тиск до 200 бар.

За допомогою регуляторів тиску механічним способом або у автоматичному режимі підтримується задане по висоті положення кузова.

Пневматичні підвіски застосовуються на сучасних легкових, вантажних автомобілях, причепах і автобусах. У пневматичних підвісках використовуються пружні властивості стиснутого повітря. Пружним елементом є гумовий армований капроновим або нейлоновим кордом балон зі стиснутим повітрям, яке подається від компресора. Частіше у підвісках використовуються подвійні балони. Вантажопідйомність подвійних круглих балонів складає 2…3 т при внутрішньому тиску повітря 0,3…0,5 МПа. Балони розташовуються вертикально. До позитивної сторони пневматичних підвісок відноситься висока плавність ходу, мала маса, постійна висота долу незалежно від навантаження. Підвіски потребують направляючого пристрою та амортизаторів. Пневматичні підвіски сучасних автомобілів мають електронні системи керування, які забезпечують рух без кренів, клювків, що підвищує комфортабельність та безпеку руху.

Рис. 24. Пневматична підвіска Мерседес Е класу

Нижній кінець пневматичної стійки шарнірно кріпиться до нижніх важелів, а верхній до чашки, яка кріпиться до несучої системи.

Рис. 25. Схема залежної задньої пневматичної підвіски автобуса ЛАЗ-699А

Мембранні пружні елементи в порівнянні з балонними дозволяють зменшити власну частоту коливань автомобіля до двох разів. Пружні елементи мембранного типу мають низьку частоту власних коливань, дозволяють змінювати жорсткість, але вантажопідйомність та довговічність їх мала.

Рис. 26. Адаптивна незалежна пневматична підвіска автомобіля Touareg

Підвіска складається з поперечних важелів різної довжини. Важелі передньої підвіски та нижній задній суцільні. Всередині пневматичних стійок розташовані двотрубні амортизатори з електромагнітними клапанами зміни потоку рідини. Компресор з електричним приводом підтримує тиск 11…16,5 бар у системі та двох ресиверах об’ємом 4,8 і 5,2 л. Система автоматичного електронного керування жорсткістю підвіски включає датчик прискорення колеса та три датчика прискорення кузова. Дорожній просвіт в залежності від швидкості руху змінюється.

Рис. 27. Пневматична передня підвіска автобуса

Пружні елементи виконані у вигляді круглих балонів з еластичної гумокордової оболонки з кільцями.

Рис. 28. Передня незалежна важільна пневматична підвіска автомобіля

Ауді А8

Рис. 29. Задня незалежна адаптивна важільна пневматична

підвіска автомобіля Ауді А8

Підвіска розташована на підрамнику трубчатої форми.

Рис. 30. Конструкція задньої незалежної важільної

пневмопідвіски автомобіля Ауді А8.

Поперечні важелі підвіски ковані з алюмінієвого сплаву на кінцях шарнірно закріплені до підрамника та цапфи колеса.

Рис. 31. Незалежна адаптивна пневматична підвіска Audi Allroad

Рис. 32. Компресор підвіски з електроприводом автомобіля VW Touareg

Опорні стійки підвіски

Рис. 33. Конструкція пневмостійки автомобіля Ауді А8 зі змінною жорстістю

Рис. 34. Пружинна та пневматична амортизаторні стійки підвіски

Стійки з системою регулювання жорсткості підвіски. Роздвоєння нижньої частини стійки призначено для розташування приводних валів коліс.

Рис. 35. Стійка підвіски автомобіля Ферарі з електромагнітним амортизатором

Важелі підвіски

Рис. 36. Важелі передньої незалежної підвіски з кульовими опорами та гумовими втулками

Стабілізатори поперечної стійкості

Під час руху автомобіля на повороті дороги його кузов нахиляється на деякий кут, що називається креном. Величина крену залежить від швидкості руху та типу підвіски. Стабілізатори поперечної стійкості зменшують кут крену та перерозподіляють навантаження на колеса під час руху на повороті дороги.

Стабілізатор поперечної стійкості представляє собою пружну стальну штангу круглого перерізу у формі букви П. Штанга середньою частиною у двох точках кріпиться до кузова або підрамника, а кінці до елементів підвіски. Пружні якості стабілізатора проявляються при закручуванні, як у торсіона. Під час руху на повороті колесо, що рухається по великому колу за рахунок перерозподілу мас отримує більше навантаження ніж колесо, що рухається по внутрішньому колу. Кінці стабілізатора, при цьому починають закручуватись у різні сторони. Крутний момент правого кінця стабілізатора піднімає кузов, зменшуючи навантаження на пружину, а лівий кінець збільшує навантаження на ліву пружину і опускає кузов, що дозволяє стабілізувати положення кузова на повороті дороги. Стабілізатори поперечної стійкості можуть бути застосовані на передніх та задніх осях.

Рис. 37. Стабілізатори поперечної стійкості автомобіля Pontiac Grand Pri (прикріплені до підрамника та стійки підвіски через тягу)

Рис. 38. Стабілізатор поперечної стійкості та підрамник автомобіля VW

Рис. 39. Розташування стабілізаторів поперечної стійкості у автомобілі Тойота

Рис. 40. Поперечна штанга зв’язку балки заднього моста з кузовом