Автор: Пользователь скрыл имя, 10 Марта 2013 в 13:07, дипломная работа
Назначение, характеристика, устройство и принцип действия ходовой части.
Схема гидропневматической подвески
На примере подвески передней оси
Гидропневматический упругий элемент представляет собой металлическую сферу, которая внутри разделена эластичной мембраной. Над мембраной находится сжатый газ – азот, под мембраной – специальная жидкость. Жидкость передает давление в системе, а газ выступает упругим элементом.
На автомобилях Citroen устанавливается по одному упругому элементу на каждое колесо и по одной дополнительной «сфере» на каждую ось. Применение дополнительных упругих элементов значительно расширяет параметры регулирования жесткости подвески.
Гидравлические цилиндры предназначены для нагнетания жидкости в упругие элементы и регулирования высоты положения кузова относительно дорожного покрытия. Гидроцилиндр снабжен поршнем, шток которого соединен с соответствующим рычагом подвески.
Для гашения колебаний в
Регуляторы жесткости обеспечивают согласованную работу упругих элементов. Регуляторы положения кузова предназначены для управления высотой подъема кузова над полотном дороги. Электромагнитный клапан служит для переключения режимов работы подвески.
Система управления гидропневматической подвески включает следующие компоненты:
Входные датчики преобразуют соответствующие характеристики в электрические сигналы. В гидропневматической подвеске используются следующие датчики:
На основании сигналов датчиков электронный блок управления по установленной программе воздействуют на исполнительные устройства: амортизаторные клапаны, регуляторы жесткости, регуляторы положения кузова, электромагнитный клапан.
Современная гидропневматическая подвеска обеспечивает:
Работу гидропневматической
Автоматическое регулирование дорожного просвета осуществляется в зависимости от скорости движения автомобиля, качества дорожного покрытия и стиля вождения конкретного человека. Высота подъема кузова определяется объемом специальной жидкости, циркулируемой в контуре системы. Объем жидкости дозируется регулятором положения кузова. Работа гидропневматической подвески обеспечивает сохранение заданного уровня пола кузова при перемещении колес по неровному дорожному покрытию.
Автоматическое регулирование жесткости подвески производится путем регулирования величины открытия амортизаторных клапанов, а также использования дополнительных упругих элементов и амортизаторных клапанов на каждой оси. Изменение жесткости осуществляется как для отдельного упругого элемента (при повороте автомобиля), так и всей системы (при прямолинейном движении).
В конструкции
В настоящее время многие автопроизводители оборудуют свои автомобили активной подвеской (другое наименование - адаптивная подвеска). В адаптивной подвеске предусмотрено автоматическое регулирование демпфирующей способности амортизаторов. Ряд моделей пневматической и гидропневматической подвесок являются адаптивными.
Адаптивная подвеска
Адаптивная подвеска (другое наименование активная подвеска) – подвеска, в которой степень демпфирования амортизаторов изменяется в зависимости от состояния дорожного покрытия, параметров движения и запросов водителя. В настоящее время адаптивная подвеска используется многими автопроизводителями на своих автомобилях (например, система Adaptive Chassis Control, DCC на автомобилях концерна Volkswagen). Последние конструкции пневматической подвески и гидропневматической подвески также используют адаптивные элементы.
Адаптивная подвеска включает следующие конструктивные элементы:
Регулируемые амортизаторы служат для изменения степени демпфирования подвески. Под степенью демпфирования понимается быстрота затухания колебаний, которая зависит от сопротивления амортизаторов и величины подрессоренных масс.
Регулирование осуществляется с помощью электромагнитного регулировочного клапана, в котором проходное сечение изменяется в зависимости от величины воздействующего тока. Чем больше ток, тем меньше проходное сечение клапана и соответственно выше степень демпфирования амортизатора (жесткая подвеска). С другой стороны, чем меньше ток, тем больше проходное сечение клапана, ниже степень демпфирования (мягкая подвеска). Регулировочный клапан устанавливается на каждый амортизатор. Конструктивно он может располагаться внутри или снаружи амортизатора.
Система управления обеспечивает электронное регулирование степени демпфирования амортизаторов. Она включает входные датчики, блок управления и исполнительные устройства.
В работе системы управления активной подвески используются следующие входные датчики:
С помощью клавиши на панели приборов производится выбор режимов адаптивной подвески. Датчик дорожного просвета фиксирует величину хода подвески на сжатие и на отбой. Датчик ускорения кузова определяет ускорение кузова автомобиля в вертикальной плоскости.
Сигналы от датчиков поступают в электронный блок управления, где в соответствии с заложенной программой происходит их обработка и формирование управляющихвоздействий на исполнительные устройства – регулировочные клапаны. В работе блок управления активной подвески использует информацию и взаимодействует с блоками усилителя рулевого управления, системы управления двигателем, АКПП, систем ABS, ESP, ACC.
В конструкции адаптивной подвески обычно предусмотрено три режима работы:
Режимы выбираются водителем в зависимости от потребности. В каждом режиме осуществляется автоматическое регулирование степени демпфирования амортизаторов в пределах параметрической характеристики.
Показания датчиков ускорения кузова характеризуют качество дорожного покрытия. Чем больше неровностей на дороге, тем активнее раскачивается кузов автомобиля. В соответствии с этим система управления настраивает степень демпфирования амортизаторов.
Датчики дорожного просвета отслеживают текущую ситуацию в движении автомобиля: торможение, ускорение, поворот. При торможении передняя часть автомобиля опускается ниже задней, при ускорении – наоборот. Для обеспечения горизонтального положения кузова регулируемая степень демпфирования передних и задних амортизаторов будет различаться. При повороте автомобиля вследствие инерционной силы одна из сторон всегда оказывается выше другой. В данном случае система управления адаптивной подвески раздельно регулирует правые и левые амортизаторы, чем достигается устойчивость при повороте.
Таким образом, на основании сигналов
датчиков блок управления формирует
управляющие сигналы для
Характеристика подвесок
Эластичная подвеска дает возможность
перемещаться каждому опорному колесу
относительно остова или относительно
друг друга. Подвеска состоит из жестких
кинематических звеньев (направляющих
устройств), упругих и диссипативных
(демпфирующих) элементов, например, амортизаторов.
В качестве упругих элементов
используют: листовые рессоры, пружины,
торсионы, а также резиновые, пневматические,
и гидропневматические
Кинематические звенья обеспечивают перемещения опорных колес по отношению к остову и определяют его характер. От устройства кинематических звеньев также зависят усилия, передаваемые на упругие элементы, и их деформация. Соответственно схеме соединения звеньев подвески делят на независимые и зависимые. При независимой подвеске каждое опорное колесо подвешивается к остову через самостоятельные кинематические звенья и упругие элементы. При зависимой подвеске между колесами существует связь: перемещение одного колеса по отношению к остову вызывает перемещение другого. Связи бывают двух видов: поперечные — между одноименными колесами двух бортов (через неразрезные мосты) и продольные — между опорными колесами одного борта. Зависимую подвеску с продольными связями называют балансирной. Подвески, содержащие в плоскостной схеме их элементы, называют смешанными. Подвески большинства колесных и гусеничных тракторов относятся к смешанным.
Основным параметром, определяющим свойства подвески, является полный ход (полный прогиб), равный перемещению оси колеса относительно остова по вертикали от нижнего до верхнего ограничителя хода. Полный ход подвески состоит из хода отбоя и хода сжатия. Ход отбоя — перемещение оси колеса от нижнего ограничителя до положения, соответствующего статической нагрузке. Ход сжатия — перемещение оси колеса от статического положения до верхнего ограничителя. Прогибы измеряют в плоскости колеса. Характеристика подвески представляет собой зависимость между вертикальным перемещением оси опорного колеса и действующей на него вертикальной нагрузкой. Характеристика подвески может быть линейной и нелинейной. Жесткостью подвески называют производную от нагрузки по перемещению.
У подвески с линейной характеристикой жесткость постоянная и выражается тангенсом угла наклона характеристики, т. е. При нелинейной характеристике жесткость различна. Так, для вогнутой характеристики жесткость возрастает с увеличением нагрузки. Жесткость на отдельных участках определяется аналитически как производная функция, если она задана уравнением, или графически как тангенс наклона касательной в каждой точке. Среди точек, выбранных для определения жесткости, обязательно должна быть точка, соответствующая статической нагрузке. Характеристика подвески может быть получена опытным путем или построена аналитически. При этом для колесного трактора возможны два вида характеристик — с учетом и без учета упругости шины. Вследствие трения в сопряженных элементах подвески кривые ее характеристики при нагрузке и разгрузке не совпадают и образуют замкнутую петлю гистерезиса. Если в подвеске отсутствуют специальные гасители колебаний, рассеяние энергии происходит только вследствие трения в сопряжениях, которое необходимо учитывать при исследовании плавности хода. Работа трения определяется площадью петли гистерезиса, заключенной между кривыми разгрузки и нагрузки. Трение без смазочного материала в элементах подвески представляют обычно в виде диссипативной функции т. е. диссипативные силы пропорциональны скоростям перемещения элементов подвески. Кроме того, эти силы, достигая крайних точек перемещения, изменяют знак при обратном ходе. В последнее время подвески тракторов для гашения колебаний оборудуют специальными устройствами — амортизаторами, которые бывают гидравлическими, пневматическими, резиновыми и др. Сила сопротивления амортизаторов пропорциональна скорости перемещения.
Характеристика амортизатора имеет вид, аналогичный характеристике трения без смазочного материала. Чтобы перейти от характеристики упругого элемента к характеристике подвески, следует установить зависимость между перемещением опорного колеса и деформацией упругого элемента, а также между нагрузками на опорные колеса и упругий элемент. Таким образом, на тракторах применяют различные виды подвесок. Их характеристики могут быть линейными и нелинейными. При колебаниях остова трактора возникают упругие и диссипативные силы. Для перехода от характеристики упругого элемента к характеристике подвески устанавливают зависимость
между перемещением опорного колеса и деформацией упругого элемента, а также между нагрузками на колесо и упругий элемент.
2.Основные неисправности ходовой части.