Кинематические свойства подвески на направляющих пружинных и амортизаторных стойках

Высокое расположение центра крена W может быть получено только за счет наклона стойки или большого наклона нижнего рычага (рис. 6.4). Таким образом, центр крена расположен не выше, чем в подвеске на двойных поперечных рычагах; более того, при нагружении он опускается в большей степени. Характер кривой изменения колеи на 6.10 очень наглядно демонстрирует это. На изменение колеи, как и на изменение развала, здесь повлиять труднее, чем при двойных поперечных рычагах. Изменение развала становится особенно неблагоприятным, если для получения меньшего перераспределения колесных нагрузок на повороте центр крена должен располагаться спереди низко или же для устойчивости прямолинейного движения желательно иметь лишь небольшое изменение колеи. Стойка располагается тогда почти вертикально, а нижний, рычаг практически не имеет подъема от наружного шарнира к внутреннему (рис. 6.5).

При сохранении высоты hw центра крена кинематические свойства могут быть улучшены удлинением нижних рычагов до точки D2 вместо D. Однако такая возможность может быть осуществлена только в задних подвесках, спереди же наибольшую длину рычагов определяет ширина расположенных рядом двигателя и агрегатов.

На положение стойки оказывает влияние также смещение нижнего направляющего шарнира наружу, в пространство колеса, что можно видеть на примере автомобиля «Ауди 80» . Такое решение применяют на все большем числе легковых автомобилей для получения отрицательного плеча обкатки.

Экономичнее всего поручить исполнение функций нижнего направляющего элемента в продольном направлении стабилизатору (рис. 6.7). Однако плечи стабилизатора перемещаются по дуговым траекториям и поэтому при ходах подвески смещают поперечные рычаги подвески вперед или назад в точках прикрепления. Эти отклонения в направлении оси X могут быть компенсированы применением длинных плеч стабилизатора. В приводится расчет стабилизатора, показывающий, что это связано с увеличением диаметра, т. е. повышенной массой и стоимостью.

Если стабилизатор расположен перед осью колес, то его спинка для обеспечения требуемого дорожного просвета размещается высоко. Направленные назад плечи стабилизатора опускаются от спинки к концам, что приводит к расположению центра продольного крена Ov перед осью колес. В результате передняя часть кузова при торможении дополнительно подтягивается вниз. Этот недостаток можно было бы устранить размещением стабилизатора, выполняющего и направляющие функции, позади оси колес. Если стабилизатор не исполняет направляющих функций, он может иметь короткие плечи и при меньшем диаметре — более высокую приведенную жесткость.

Вертикальная сила F„ и упругая сила FF образуют пару сил, вызывающую небольшую деформацию штока и верхней опоры. За счет этого развал при установленных пружинах во всем диапазоне хода подвески меньше, чем без пружин (рис. 6.9).

Несколько другое положение получает кривая изменения колеи, которая показывает, что на автомобиле в комплектном состоянии центр крена расположен несколько ниже. На автомобиле «Фольксвагенполо» реечный рулевой механизм расположен высоко и позади оси колес; вышеназванные податливости приводят к тому, что при установке пружин колеса поворачиваются в направлении положительного схождения.

Изменение развала под действием боковых сил на повороте, приложенных в точке контакта колеса, меньше, чем в подвеске на двойных поперечных рычагах. Массовые обследования, выполненные в лаборатории шасси Высшего технического училища г. Кёльна, дали следующую среднюю величину: ys = 22' на 1 кН боковой силы. В подвесках на двойных поперечных рычагах это значение несколько выше: 25'.

Рис. 6.4. Направляющая стойка с соосной пружиной. Чем больше наклон нижнего рычага GD, тем выше расположены плюс Р и центр крена W, который определяется соединением точек Р и N. Недостатком данного решения может считаться большое изменение колеи. Приложенная в точке N вертикальная сила Fn дает на плече b момент, который должен восприниматься в стойке двумя скользящими опорами С и К, разнесенными на расстояние l — о




Рис. 6.5. Чем более отвесно установлена пружинная или амортизаторная стойка и чем ближе к горизонтали положение нижнего рычага GD, тем меньше высота hW центра крена W, следствием чего является неблагоприятное изменение развала при ходе сжатия. Удлинением нижнего рычага (GD2 вместо GD1) можно улучшить кинематические свойства. Для получения малого или отрицательного плеча обкатки rs, точка G должна быть смещена наружу, в пространство колеса; в результате благоприятно уменьшается плечо b действия вертикальной силы Fn(b=rs+dtgσ). Чем короче отрезок b, тем меньше опасность заклинивания в направляющей и на поршне (силы показаны на рис. 6.13) и меньше силы в опорных точках D, E и G

6.6. Передняя подвеска автомобиля «Ауди 80» с отрицательным плечом обкатки rs= — 17 мм и почти вертикальной демпфирующей частью. Верхняя опора пружины расположена концентрично с демпфирующей частью стойки, а сама пружина установлена с наклоном, чтобы уменьшить силы между направляющей и штоком, которые могут привести к заклиниванию.

Рис. 6.7, Подвеска передних ведущих колес на пружинных стойках автомобилей «Ауди 100/200». Жесткое качение радиальных шин воспринимается резиновыми опорами, показанными на рис. 2.76 и установленными в нижних поперечных рычагах; во внутренние втулки вставлены плечи стабилизатора. Для редотвращения изменения схождения при ходах подвески при высокорасположенном реечном рулевом механизме необходимо центральное крепление рулевых тяг. Положение этих тяг в соответствии с поперечными рычагами, направленными косо назад, может привести к благоприятному эластокинематическому изменению схождения при торможении и разгоне



Рис. 6.9. Угол развала в зависимости от хода сжатия s1 и хода отбоя s2, замеренный на автомобиле «Фольксваген-поло» с пружинами подвески и без них. В конструктивном положении разница составляет 15': ——— — с пружинами; - - - — без пружин




Рис. 6.10. Кривая изменения колеи, полученная на автомобиле «Фольксваген-поло» без пружин, лишь немного отличается от кривой, замеренной с пружинами, однако в конструктивном положении имеет несколько иной наклон, указывающий на более низкий центр крена при наличии пружин: ——— — с пружинами; - - - — без пружин