„Budowa, zasada działania i identyfikacja
zawieszeń w samochodach osobowych”
Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny Wydział Mechaniczny Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn mgr inż. Leszek Jemioł leszek.jemiol@pr.radom.pl
Plan prezentacji
• Zadania i wymagania stawiane zawieszeniom.
• Klasyfikacja zawieszeń.
• Budowa i zasada działania zawieszeń.
• Identyfikacja, nazewnictwo i rozmieszczenie elementów składowych zawieszeń na przykładzie wybranych modeli samochodów.
Zadania i wymagania stawiane zawieszeniom
Zawieszeniem nazywamy układ elementów łączących koła z konstrukcją nośną pojazdu (ramą lub nadwoziem samonośnym).
Zawieszenie przenoszenia sił: (pionowe, wzdłużne, poprzeczne) i momenty (hamujące, napędowe) z poszczególnych kół na nadwozie.
Zadaniem zawieszenia jest zapewnienie komfortu i bezpieczeństwa ruchu pojazdu.
Zadania i wymagania stawiane zawieszeniom
Ze względu na komfort jazdy należy zapewnić dostatecznie duży pionowy skok koła, przy którym jednak w miarę możliwości nierówności nawierzchni nie będą wywoływały poziomych ruchów kół. Ponadto zawieszenie powinno być elastyczne w kierunku wzdłużnym, w celu zmniejszenia przekazywania na nadwozie drgań wynikających:
• z toczenia się opon,
• z nierówności drogi o małej długości fali (elastokinematyczna sztywność wzdłużna zawieszenia).
Zadania i wymagania stawiane zawieszeniom
Nadmierna elastyczność zawieszenia nie powinna jednak zmniejszać szybkości narastania reakcji bocznych działających na koła, a przez to pogarszać precyzji prowadzenia samochodu, która wymaga sztywnego zawieszenia kół. Elastyczność ta nie powinna także powodować nadmiernych przemieszczeń kół pod działaniem sił wzdłużnych, wywołanych siłami napędowymi lub hamującymi.
Zadania i wymagania stawiane zawieszeniom
W celu uzyskania optymalnej stateczności kierunkowej i kierowalności, zarówno w stacjonarnym, jak i niestacjonarnym stanie ruchu pojazdu, koła powinny zachowywać określone ustawienie względem nawierzchni, aby mogły generować wymagane siły boczne. Przebieg narastania sił bocznych i ich wartość wynika ze zdefiniowanych przez kinematykę zawieszenia zależności zmian kątów zbieżności i pochylenia kół od ich ruchów pionowych, przemieszczeń nadwozia oraz od działających na koła sił (elastokinematyka).
Zadania i wymagania stawiane zawieszeniom
Mogą być przez to uwzględnione szczególne warunki ruchu, jak stan obciążenia czy wartość siły napędowej. Ponadto dzięki odpowiedniej geometrii i kinematyce zawieszenia można przeciwdziałać wzdłużnym przechyłom nadwozia podczas hamowania i przyspieszania oraz zapewnić, że pojazd nie będzie wykazywał tendencji do nadsterowności oraz będzie się charakteryzował dobrą kierowalnością.
Zadania i wymagania stawiane zawieszeniom
• niezależne od siebie przemieszczenia kół
danego zawieszenia (nie do zrealizowania w przypadku zawieszenia ze sztywną osią),
• małe masy nieresorowane zawieszenia, w celu zapewnienia możliwie małych zmian obciążeń dynamicznych kół (ważne ze
względu na bezpieczeństwo jazdy),
• właściwe wprowadzenie w nadwozie sił pochodzących od kół,
Pozostałe wymagania stawiane zawieszeniom
• małe wymiary i prostota konstrukcji z
uwzględnieniem możliwych do uzyskania tolerancji geometrycznych i
wytrzymałościowych,
• łatwość naprawy,
• uwzględnienie wymagań dotyczących
bezpieczeństwa biernego pasażerów i innych uczestników ruchu oraz
• ograniczony koszt.
Pozostałe wymagania stawiane zawieszeniom
Poważne zadanie jakie ma do spełnienia w samochodzie zawieszenie oraz jego wpływ na bezpieczeństwo jazdy sprawia, że ocena stanu
technicznego zawieszenia ma duże znaczenie dla właściwej eksploatacji samochodu.
Jednocześnie zwiększają się wymagania dotyczące komfortu jazdy i jakości wykonania zawieszeń.
Szczególne wymogi konstrukcyjne dotyczą ruchomych połączeń wahaczy, które powinny się cechować właściwościami dość trudnymi do pogodzenia, czyli:
Podsumowując wym. stawiane zawieszeniom
• elastycznością zapobiegającą przenoszeniu z kół na nadwozie sił o charakterze udarowym;
• sztywnością sprzyjającą zachowaniu stałego położenia osi obrotu, co jest bardzo istotne dla prawidłowego i niezmiennego ustawienia kół względem osi symetrii pojazdu i nawierzchni drogi;
• odpornością na zużycie cierne lub zmęczeniowe;
• możliwością długotrwałej pracy bez żadnych zabiegów obsługowych i regulacyjnych.
Podsumowując wym. stawiane zawieszeniom
Nieprawidłowe działanie zawieszenia może spowodować przedwczesne zużycie:
Podsumowując wym. stawiane zawieszeniom
Zawieszenia w samochodach klasyfikuje się w zależności od sposobu prowadzenia osi pojazdu.
Klasyfikacja zawieszeń
z osią sztywną z osią De Dion
Zależne
podwójne wahacze poprzeczne za w iesze n ie typ u M cP he rson
w ie lo w ah a czo we O ś przednia
z wahaczam i skośnym i z wahaczam i wzdłużnym i z w a h acza m i p o p rzeczn ym i
w ie lo w ah a czo we O ś tylna
N iezależne
zawieszenie z belką skrętną O ś tylna
Półzależne Z aw ieszenia
zależne (ze sztywnym połączeniem kół danej osi),
Klasyfikacja zawieszeń
niezależne, w których koła przemieszczają się niezależnie jedno od drugiego,
zawieszenia z belką skrętną
(półzależne), których konstrukcja
łączy w sobie własności zawieszenia zależnego i niezależnego.
zawieszenia z podwójnymi wahaczami poprzecznymi,
Klasyfikacja zawieszeń - niezależne
zawieszenia typu McPherson,
Zawieszenia z wahaczami wzdłużnymi i skośnymi,
Klasyfikacja zawieszeń - niezależne
zawieszenia wielowahaczowe,
Klasyfikacja zawieszeń - półzależne
zawieszenie z belką skrętną ,
