Подвеска с дышлом

Все типы зависимых задних подвесок имеют один недостаток: они не могут влиять на продольный крен кузова при торможении или разгоне (или такое влияниенезначительно). Это означает, что центр продольного крена Оh либо отсутствует, либо расположен далеко перед осью. При наружном расположении тормозов в колесах этот недостаток можно устранить с помощью дышла, которое через шаровой или резиновый шарнир связано с кузовом и передает на него вертикальные силы F0z, возникающие при разгоне и торможении (рис. 3.38). Вместе с тягой Панара заднего расположения дышло осуществляет точную кинематику оси. Как видно из 3.39, на тягу Панара приходится большая часть боковых сил. Фирма МАН применяет этот конструктивный принцип на атобусах с пневматической подвеской ; точка опоры дышла передает также продольные силы, а расположенный перед осью треугольный рычаг воспринимает боковые силы.

На грузовых автомобилях и автобусах подвеска с дышлом позволяет выгодно разместить две пружины либо два пневмобаллона. Эти элементы могут опираться непосредственно на балку оси или с большим разносом по ширине . В подвеске фирмы МАН расстояние между упругими элементами в 1,09 раза больше колеи.

Наличие более мягких подвесок и больших тормозных замедлений позволяет считать проблему предотвращения продольного крена при разгоне и торможении на легковых автомобилях не менее важной, чем на грузовых автомобилях и автобусах. Кроме того, подвеска с дышлом практически исключает появление крутильных колебаний, показанных на 3.5. Фирма «Опель» в 1985 г. применяла такую подвеску задних колес на мод. «Манта» . В отличие от описанных выше конструкций, здесь тяговые и тормозные силы воспринимаются двумя боковыми продольными штангами. В точке опоры дышла О, воспринимаются только вертикальные составляющие F0z, что обеспечивает уменьшение продольного крена. Резиновая опора в этой точке обладает продольной податливостью при боковой жесткости; в вертикальном направлении она имеет прогрессивную характеристику для поглощения жесткого качения шин. Жесткий пояс шин вызывает крутильные колебания относительно оси колес, а эти колебания, в свою очередь, — небольшие перемещения дышла вверхвниз. Для снижения монтажной высоты подвески пружины установлены в опущенных карманах, причем с целью уменьшения бокового крена кузова на повороте они расположены перед осью.

При равностороннем ходе балка качается относительно прямой у—у, проходящей через шарнир дышла О, перпендикулярно направлению движения. Если пружины расположены перед осью колес, то их жесткость cF должна быть больше жесткости сп, приведенной к точке контакта колеса. Здесь справедливо уравнение cF = chi2F причем iF = b/a>1. При поворотекость пружин cF, тем меньше будет боковой крен. В отношении амортизаторов складывается иная картина. Фирма «Опель» устанавливает их вертикально за осью колес, передаточное отношение гд = Ьс меньше единицы, что обусловливает увеличенный ход амортизатора при дополнительном количестве амортизаторной жидкости. Еще одним преимуществом можно считать более слабую регулировку амортизаторов, однако это влечет за собой ухудшение демпфирования боковых колебаний кузова.

Особенно важна эффективность упругих опор высоких кузовов автобусов и грузовых автомобилей. На 3.46 показано решение фирмы МАН с пневмобаллонами, которые размещены перед осью и дополнительно разнесены по ширине.

Английская фирма «Лейланд» на автомобиле «Ровер-2600S» отказалась от преимуществ более эффективной опоры: пружины опираются здесь на балку подвески. Газонаполненные амортизаторы с регулированием уровня установлены, однако, перед осью, что улучшает демпфирование боковых колебаний кузова. Направляющие функции в продольном направлении осуществляют две боковые штанги, а в боковом направлении — опора рядом с концом дышла вместе с механизмом Уатта, который состоит из двух поперечных тяг и центрального балансира. Каждая из этих штанг воспринимает половину боковой силы, а опора центрального балансира — всю боковую силу FT. Таким образом, положение этой опорной точки определяет высоту центра крена. В отличие от тяги Панара механизм Уатта направляет ось при ходах отбоя и сжатия без какоголибо бокового смещения. Кроме того, высота этой точки остается неизменной при различных нагрузках и кренах и любой поворот в плане задней оси при движении на повороте исключается, что подтверждено замерами.

При малой нагрузке автомобиля штанги механизма Уатта располагаются наклонно и тогда проявляются недостатки этой конструкции. При крене вправо на левом повороте нагруженная растяжением правая штанга становится почти горизонтальной, правая часть кузова опускается, а точка крепления левой штанги к кузову поднимается. За счет этого наклон левой штанги увеличивается и возрастает вертикальная составляющая FTz, дополнительно отжимающая кузов вверх, что способствует боковому крену.

При правом повороте левая штанга находится приблизительно в горизонтальном положении, а наклон правой — увеличивается. В этом случае также возникает составляющая FTz, усиливающая крен кузова. Более благоприятная картина наблюдается при возрастании нагрузки: обе штанги располагаются параллельно дороге или даже с наклоном наружных концов вниз. В этом случае на повороте возникают составляющие FTz, которые противодействуют боковому крену. В отличие от описанной конструкции, фирма «Лянчия» применяет в качестве направляющего элемента на мод. «У 10» две косые штанги, показанные на 3.52.

Рис. 3.5. Крутильные колебания вокруг оси колес, вызываемые изменением тяговых сил



Рис. 3.38. Если главная передача размещена на балке подвески, то тяговые силы Fa вызывают вертикальную силу FOz, которая в точке Оh отжимает вверх опускающуюся заднюю часть кузова. Сила FOz= Fag/d, т. е. чем короче дышло и чем выше расположен центр продольного крена Оh, тем эффективнее эта опора. При торможении задняя часть кузова подтягивается вниз, что справедливо также для зависимых подвесок с нагруженными на изгиб боковыми рычагами, а также со связанными и продольными рычагам



Рис. 3.39. Боковые силы Fsa и Fsi передаются через переднюю точку опоры дышла и тягу Панара заднего расположения, в результате возникают реакции FOy и FT y. Центр бокового крена Wh располагается на линии, соединяющей точки Т и Oh



Рис. 3.46. Широко расставленные и расположенные перед осью пневматические упругие элементы обеспечивают значительно уменьшение бокового крена кузова



Рис. 3.52. Задняя подвеска автомобиля «Лянчия-Y10» с U-образной трубчатой балкой, барабанными тормозами, наклонными амортизаторами и дополнительными упругими элементами, расположенными внутри низко посаженных пружин. Показанный в увеличенном масштабе резиновый элемент опоры дышла имеет выемки для получения требуемой продольной податливости с целью восприятия жесткого качения радиальных шин. То же касается передних опор обеих штан