Анализ конструкции подвесок

     Аннотация
     
     Дипломный проект состоит из расчётно-пояснительной записки и графической части.
     Расчетно-пояснительная записка содержит анализ конструкции подвесок, после которых была выбрана конструкция подвески, произведен расчет пневмобаллона и рессоры.
     В технологической части отражены технологические вопросы процесса сборки, разработан технологический процесс сборки подвески.  
     Экономическая часть содержит технико-экономический анализ затрат при изготовлении модернизированного автомобиля, в сравнении с базовым автомобилем.
     В части безопасности и экологичности автомобиля была произведена оценка плавности хода и вибраций на рабочем месте водителя, экологическая безопасность и анализ курсовой устойчивости автомобилей, для обеспечения безопасности движения.
     Расчетно-пояснительная записка содержит:  страниц печатного текста,  рисунков и  таблиц, а так же список использованной литературы в количестве  пункта.В конце - приложение, комплект документов по спецификации.
     Графическая часть состоит из 11 чертежей формата А1: общий вид автобуса, схемы пневматической подвески, задняя подвеска сборочный чертеж, график упругой характеристики пневматической подвески, пневматический баллон, 2 рабочих чертежа деталей, 2 чертежа по технологической части и 1 чертеж по экономической части.






     Содержание
     Введение
1.Конструкторская часть............................................................................5
1.1 Анализ конструкции.............................................................................5
1.2 Классификация подвесок…………..……………………………..........10
1.3 Расчёт плавности хода.........................................................................37
1.4 Расчёт упругого элемента....................................................................40
1.5 Расчёт упругой характеристики подвески…………………………....42
1.6 Расчёт на прочность…………………………………………………….44
1.7 Разработка структурной схемы………………………………………..51
2. Технологическая часть   ………………………......................................55
2.1.Определение типа производства..........................................................55
2.2. Служебное назначение детали и анализ ее технологичности……....56
2.3. Разработка заготовки вала…………………………............................59
2.4. Расчет себестоимости заготовки..........................................................60
2.5. Проектирование маршрутного технологического процесса изготовления вала..............................................................................................................60
2.6. Определение припусков на механическую обработку.......................68
2.7. Расчёт режимов резания......................................................................69
2.8. Техническое нормирование операций.................................................74
2.9. Технико-экономическое обоснование проектного технологического процесса.........................................................................................................77
2.10. Инструментальная наладка………..………………………………...…79
3. Экономическая часть   ……………………………..................................81
3.1.Обоснование и расчёт себестоимости...................................................82
3.2. Построение структурной и функционально-стоимостной модели…....88
3.3 Определение коэффициента организованности системы………………97
4. Безопасность   и   экологичность   ……………………………...............98
4.1.Анализ условий труда водителя………………………………………..99
4.2.Анализ экологической характеристики автомобиля……………………102
4.3.Оценка пассивной безопасности городского автобуса…………….…105
Заключение..................................................................................................112
Список использованной литературы.........................................................114
Приложение.................................................................................................117
     

















Введение
     Основой любой системы подрессоривания автомобиля является подвеска. Через системы подрессоривания реализуются рекомендации и требования к параметрам колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс автомобилей и вибронагруженности их экипажа.
     Подвеска автомобиля обеспечивает упругую связь между колёсами автомобиля и его кузовом (рамой). Если бы автомобиль не имел подвески, водитель, пассажиры и груз подвергались бы постоянным воздействиям от неровностей дороги, ощущали бы постоянные толчки, удары и вибрации, возникающие при движении автомобиля. Таким образом, подвеска автомобиля обеспечивает необходимый комфорт водителю и пассажирам и сохранность
грузов.
     От конструкции подвески (кинематической схемы и характеристики направляющего устройства, нагрузочных характеристик упругих элементов и демпфирующих устройств) в значительной степени зависит поведение автомобиля на дороге, возможность достижения высоких скоростей движения и безопасность при совершении манёвров.
     Подвеска снижает величину силового воздействия на элементы конструкции автомобиля от дороги, уменьшая тем самым вероятность отказов и неисправностей.
     Подвеска, служащая соединительным звеном между кузовом (рамой) автомобиля и дорогой, должна иметь минимальную массу и обеспечивать не только возможно высокую комфортабельность, но и постоянный контакт колёс с дорогой и достаточную безопасность движения.
     Широко используемые в системах подрессоривания пневматические и
пневмогидравлические упругие элементы позволили не только повысить плавность хода автомобиля, но дали возможность создать адаптивные системы подрессоривания, которые автоматически приспосабливаются к конкретным условиям движения по различным типам дорог.

1.Конструкторская часть
                                           1.1 Анализ конструкций
     Автомобильная подвеска – это совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между несущей системой (несущим кузовом или рамой) и колесами или мостами автомобиля.
     Подвеска состоит из направляющего, упругого и демпфирующего (амортизаторов) устройств (элементов) и деталей крепления.
     Направляющее устройство воспринимает силы и моменты, воздействующие на колеса, и передает их на несущую систему автомобиля, задает траекторию перемещения его колес при движении по неровным дорогам, а также полностью или частично разгружает упругие элементы от продольных и боковых сил.
     Упругие устройства (элементы), как правило, воспринимают и снижают вертикальные силы, действующие со стороны колес на несущую систему. В некоторых конструкциях подвесок они также частично или полностью воспринимают и передают на несущую систему продольные и боковые силы. За счет упругих свойств подвески исключается повторение несущей системой дорожных неровностей и существенно повышается плавность хода автомобиля.
     Амортизаторы обеспечивают демпфирование (гашение) колебаний подрессоренной массы и колес автомобиля.
     Для уменьшения поперечного крена кузова применяют дополнительные упругие устройства – стабилизаторы поперечной устойчивости.
     В отдельных подвесках упругие элементы и (или) амортизаторы могут отсутствовать. В то же время один элемент может выполнять сразу несколько функций. Например, многолистовая рессора в классической рессорной подвеске заднего моста воспринимает одновременно как нормальную реакцию дороги (является упругим элементом), так и боковые и продольные силы (является и направляющим элементом), а также за счёт межлистового трения выступает в качестве несовершенного фрикционного амортизатора.
     Роль элементов подвески может быть проиллюстрирована реакцией кузова автомобиля на проезд единичной неровности высотой 100 мм при различной связи колеса с кузовом.
     При жестком креплении колеса к кузову удар, возникающий при наезде на неровность, лишь в малой степени смягчается упругой шиной. На рисунке 1.1.1 показано, как перемещается кузов в таком случае. Колебания имеют большую  амплитуду и существенное вертикальное ускорение. Водитель и пассажиры испытывают при этом неприятные толчки.
     
Рисунок 1.1.1 – Жесткое соединение колеса с кузовом:
t – время; Z – амплитуда колебаний
     
     При введении в подвеску упругого элемента, например, пружины, толчки, передаваемые на кузов, за счет сжатия пружины значительно смягчаются, вертикальные ускорения уменьшаются. Однако после проезда неровности, пружина вместо того, чтобы вернуться к своей первоначальной длине, продолжает расширяться дальше из-за движения кузова вверх по инерции.
     Затем она вновь сжимается, и весь цикл повторяется. Колебания, как показано на рисунке 1.1.2, затухают постепенно за счет сил трения в подвеске до тех пор, пока пружина не придет в исходное состояние. Чем выше неровность, тем дольше и с большей амплитудой происходят колебания кузова. На неровной дороге автомобиль с такой подвеской раскачивается во всех возможных направлениях, делая управление автомобилем затруднительным, а движение – опасным. Кроме того, может возникнуть резонанс, проявляющийся в нарастающем увеличении колебаний автомобиля при совпадении вынужденных (от неровности дороги) и собственных частот колебаний. Резонанс зачастую сопровождается «пробоями» подвески – жесткими ударами
в ее ограничители.

Рисунок 1.1.2 – Подвеска только с упругим элементом
     
     Для исключения подобных негативных явлений в подвеску вводят амортизаторы. Они ограничивают скорость сжатия и расширения пружины, поглощая большую часть энергии колебаний и превращая ее в тепловую. При проезде неровности, как и в предыдущем случае, пружина сжимается, а затем (после проезда неровности), когда она начинает расширяться, стремясь превзойти свою первоначальную длину, большую часть накопленной энергии поглощает амортизатор. Количество циклов колебаний, показанных на рисунке 1.1.3, до возвращения пружины в исходное состояние составляет при этом 0,5…1,5. Необходимость обеспечения хорошей плавности хода автомобиля предъявляет, как известно, противоречивые требования к характеристике упругости подвески, представляющей собой зависимость вертикальной нагрузки на колесо Рк от прогиба (хода) подвески, измеренных в центре пятна контакта шины с опорной поверхностью (рисунок 1.1.4).
     В статическом положении на колесо автомобиля действует статическая нагрузка Ркст , вызывающая статический прогиб подвески ?ст . При движении автомобиля по неровной опорной поверхности вертикальная нагрузка на колесо изменяется, а следовательно, изменяется и ход подвески в интервале (0...?п), где ?п – полный ход подвески. При этом динамический ход подвески ?д = ?п – ?ст .


Рисунок 1.1.3 – Подвеска с упругим элементом и амортизатором
     
     Для исключения ударов в ограничитель сжатия подвески необходимо иметь запас потенциальной энергии
W = Рк max ·?п ,
который может быть повышен увеличением полного хода подвески от ?п1 до ?п2 или жесткости подвески от с2 до с1 (рисунок 1.1.4, а). Увеличение полного хода подвески ?п ограничивается возможностями компоновки автомобиля.
     Повышение же жесткости подвески приводит к увеличению воздействия ускорений на несущую систему автомобиля и, следовательно, к ухудшению его плавности хода.
      
                                     а)                                                         б)
Рисунок 1.1.4 – Характеристики упругости подвески:
а – линейные (с1 > с2); б – линейная (1) и нелинейная (2)

     Таким образом, для обеспечения хорошей плавности хода автомобиля
жесткость подвески необходимо снижать, а из условия исключения ударов в
ограничитель сжатия – увеличивать.
     Этим условиям может удовлетворить нелинейная 2 характеристика упругости подвески (рисунок 1.1.4, б), которая по сравнению с линейной 1 при малых ходах подвески обеспечивает хорошую плавность хода автомобиля. При больших ходах подвески усилие на несущую систему резко возрастает, что исключает вероятность ударов в ограничитель сжатия.
     Современные автомобильные подвески являются сложными механизмами, сочетающими механические, гидравлические, пневматические и электрические элементы. Как правило, они имеют электронные системы управления, что обеспечивает сочетание высокой комфортабельности, хорошей управляемости и необходимой безопасности движения.

 Назначение подвески и предъявляемые к ней требования
Подвеска автомобиля предназначена:
 для снижения интенсивности вибраций и динамических нагрузок,
действующих на пассажиров, перевозимый груз и элементы конструкции автомобиля при его движении;
 для осуществления передачи сил и моментов, возникающих от внешних воздействий, как на колеса, так и на несущую систему;
 для демпфирования вертикальных колебаний колес и вертикальных и угловых колебаний несущей системы.
   Таким образом, подвеска должна обеспечивать надежный контакт колес с
дорогой, необходимый комфорт пассажирам и сохранность грузов, а также снижать вероятность возникновения отказов и неисправностей составных частей автомобиля. От конструкции (кинематической схемы) подвески в значительной степени зависит поведение автомобиля на дороге, возможность движения с высокой скоростью и безопасность при совершении маневров.
     Подвеска должна обеспечивать:
  рациональную компоновочную схему собственных устройств и элементов;
  надежный контакт колес с дорогой;
  хорошую плавность хода;
  требуемую устойчивость и управляемость автомобиля;
  надежность (долговечность, безотказность и ремонтопригодность) собственных устройств и элементов и бесшумность их работы.
   Подвеска должна иметь благоприятную характеристику упругости собственных устройств и элементов и их малую массу (особенно массу неподрессоренных частей).
   При необходимости, к подвеске могут быть предъявлены и дополнительные требования:
 обеспечение регулирования положения кузова (платформы) автомобиля и дорожного просвета;
 возможность изменения характеристики упругости с целью улучшения
эксплуатационных свойств автомобиля.

1.2 Классификация подвесок
 По назначению:
 подвески первичного подрессоривания, предназначенные для обеспечения упругой связи отдельных колес между собой и с несущей системой автомобиля;
 подвески вторичного подрессоривания, предназначенные для демпфирования вертикальных колебаний кабин грузовых автомобилей и сидений водителей грузовых автомобилей и автобусов.
 По типу упругого элемента:
 с металлическими упругими элементами: рессорные, пружинные и торсионные;
 с неметаллическими упругими элементами: пневматические, гидропневматические и с резиновыми упругими элементами.
 По типу кинематической схемы направляющего устройства:
 зависимые, которые обеспечивают жесткую поперечную связь между колесами одной оси или продольную связь между колесами соседних осей (балансирные подвески);
 независимые, в которых каждое колесо имеет автономную связь с несущей системой.
   При применении независимой подвески обеспечивается принципиальная
возможность перемещения колес одной оси или борта независимо друг от друга, снижается неподрессоренная масса автомобиля, улучшается его плавность хода, обеспечивается устойчивое движение автомобиля на высоких скоростях, а также наилучшим образом сочетаются кинематические схемы подвески и привода рулевого управления.
Независимые подвески подразделяются на следующие наиболее распространенные типы:
 на поперечных рычагах;
 типа «качающая свеча» или Макферсон;
 на продольных рычагах;
 на «косых» рычагах;
 на пространственных рычагах и тягах;
 свечные.
 Подрессоренные массы и комфортабельность
     Конструкция подвески автомобиля в значительной степени определяется соотношением между подрессоренными и неподрессоренными массами.
Подрессоренной массой автомобиля считается та часть его общей массы, которая воспринимается подвеской и через ее упругие элементы передается на опорную поверхность (дорогу).
     К неподрессоренной массе (массе неподрессоренных частей) относятся все оставшиеся сборочные единицы и детали: колеса в сборе, ведущие мосты в сборе, балки управляемых мостов, ступичные узлы колес, колесные тормозные механизмы.
     Конкретные способы определения неподрессоренных масс описывают национальные и международные стандарты. Например, согласно стандарту DIN рессоры, пружины, амортизаторы и рычаги подвесок относятся к неподрессоренным частям, а торсионы – к подрессоренным. Для стабилизатора поперечной устойчивости половина массы берётся как подрессоренная, а половина – как неподрессоренная.
     Таким образом, точно определить величину неподрессоренной и подрессоренной масс можно либо на специальном стенде, либо имея возможность точно взвесить все детали ходовой части автомобиля и проведя достаточно сложные расчёты.
     Числовое значение неподрессоренных и подрессоренных масс необходимо для расчёта характеристик колебаний автомобиля, которые определяют плавность его хода и, соответственно, комфортабельность.
     Плавностью хода называется свойство автомобиля обеспечивать защиту водителя, пассажиров и перевозимого груза от колебаний и вибраций, толчков и ударов, возникающих в результате взаимодействия колес с опорной поверхностью. Уровень вертикальных ускорений колес автомобиля может превосходить земное ускорение свободного падения g более чем в 10 раз. В то же время ускорения кузова редко превосходят величину g более чем в 1,5 раза. Колебания и вибрации, кроме того, являются источником шума (внутреннего и наружного), который оказывает вредное воздействие на водителя, пассажиров и окружающую среду.
     Плавность хода, главным образом, определяют вертикальные, продольно-угловые и поперечно-угловые колебания. Опыт показывает, что если частота собственных колебаний кузова составляет около 1,0 Гц (60 колебаний в минуту) (0,5…1,3 Гц , 1,0...1,25 Гц ), то легковой автомобиль обладает хорошей плавностью хода (для грузовых автомобилей частота собственных колебаний рамы должна находиться в пределах 1,2... 1,9 Гц). Указанные частоты совпадают с частотой толчков, которые испытывает человек при ходьбе со скоростью 2...4 км/ч.
     В зависимости от индивидуальной восприимчивости человека частоты
собственных колебаний кузова ниже 1 Гц могут вызывать тошноту, частоты
более 1,5 Гц – существенно ухудшают комфортабельность в процессе движения, а от 5 Гц и выше – ощущаются как вибрация.
     В общем случае, чем меньше соотношение неподрессоренной и подрессоренной масс, тем лучше плавность хода автомобиля. Хорошо известно, что гружёный автомобиль (особенно грузовой) при постоянной неподрессоренной массе вследствие значительного увеличения подрессоренной массы имеет существенно лучшую плавность хода, чем порожний. Кроме того, величина неподрессоренной массы оказывает непосредственное влияние на работу подвески автомобиля. Если неподрессоренная масса очень велика в случае зависимой задней подвески (тяжёлая жёсткая балка моста, массивный картер с редуктором главной передачи и дифференциалом, полуоси, ступицы колёс, тормозные механизмы и сами колёса), то очень велик и момент инерции, получаемый деталями подвески при проезде неровностей. Это означает, что при проезде последовательных неровностей («волн») на скорости тяжёлый задний мост просто не будет успевать «приземляться» под воздействием упругих элементов, и сцепление колес с дорогой существенно снизится, что создаёт возможность для опасного заноса задней оси, особенно на дороге с малым коэффициентом сцепления (скользкой).
     Вышеизложенное явилось основной причиной перехода к независимым подвескам, в которых только само колесо и все, что связано с ним, является неподрессоренной массой.
     Комфортабельность автомобиля – более широкое понятие. Под комфортабельностью подразумевается обеспечение комфорта в автомобиле для водителя и пассажиров, определяемого степенью их защищенности от колебаний и вибраций, климатических воздействий и солнечных лучей, а также удобством сидений, эффективностью вентиляции и отопления, наличием дополнительного оборудования, создающего удобство в процессе движения (подлокотники, часы, музыкальный центр, и т.п.), удобством размещения багажа.
     Комфортабельность автомобиля в широком смысле слова определяет время, в течение которого водитель способен управлять автомобилем, а пассажиры совершать поездку в нем без утомления. В этом плане увеличению комфорта способствуют, например: наличие систем активной безопасности, установка АКП, использование регуляторов скорости (круиз-контроль) и т.д. 
 Направляющие устройства подвесок
 Назначение и классификация
 Направляющее устройство предназначено:
 для восприятия сил и моментов, воздействующих на колеса, и передачи их на несущую систему автомобиля;
 для задания траектории перемещения колес автомобиля при его движении по неровным дорогам;
 для полной или частичной разгрузки упругих элементов подвески от продольных и боковых сил (при необходимости).
    Кинематическая схема направляющего устройства определяет взаимосвязь между характеристиками упругого и демпфирующего устройств подвески и соответственно ее упругих элементов и амортизаторов.
    По типу направляющего устройства автомобильные подвески делят на две группы – зависимые и независимые.
   Зависимые подвески применяются: на легковых автомобилях классической компоновочной схемы – для ведущих задних мостов, а на грузовых автомобилях, автобусах и классических внедорожных автомобилях – для передних и задних мостов (осей).
     Они обладают рядом неоспоримых преимуществ:
 простотой и экономичностью изготовления;
 отсутствием изменений колеи, углов схождения и развала управляемых колес при ходах подвески, что обусловливает уменьшение изнашивания шин и улучшение устойчивости движения автомобиля, особенно на скользких и обледенелых дорогах;
 отсутствием изменения развала колес при кренах кузова во время движения на поворотах, т.е. сохранением величины бокового усилия, которое может передать шина;
Основными недостатками зависимых подвесок являются:
 большие неподрессоренные массы (балка, главная передача, полуоси,
рессоры, дышло) и, как следствие, неудовлетворительная плавность хода автомобиля;
 взаимосвязанность положений колес, вследствие чего перемещение одного колеса в поперечной плоскости передается другому (рисунок 1.2.1);
 склонность к уводу на опорных поверхностях, имеющих «поперечные волны», что связано с наклоном плоскостей вращения колес на угол ? при наезде на неровности. Изменение угла ? при подъемах и опусканиях управляемых колес вызывает гироскопические моменты, которые, могут явиться причиной возникновения автоколебаний колес;
 возможность поворота (колебаний) оси в горизонтальной плоскости во время прямолинейного движения по опорной поверхности с выбоинами;
 необходимость наличия свободного пространства над задним ведущим мостом легкового автомобиля, соответствующего ходу сжатия подвески, что предопределяет уменьшение багажного отделения.
   В независимой подвеске колеса одной оси не имеют между собой непосредственной связи и подвешены одно независимо от другого. Перемещение одного колеса непосредственно другому не передается (рисунок 1.2.2). Однако под действием дорожных возмущений в определенной степени изменяется 



Рисунок 1.2.1 – Схема кинематики зависимой рессорной подвески


Рисунок 1.2.2 – Схема кинематики независимой пружинной подвески

положение кузова автомобиля, что вызывает деформации подвесок остальных колес и соответствующие их перемещения.
	Независимые подвески получили наиболее широкое распространение для передних управляемых колес автомобилей и автобусов. В этом случае у легковых автомобилей существенно улучшаются возможности компоновки моторного отсека или багажника, у автобусов понижается уровень пола в передней части, а также практически исключаются предпосылки к возникновению автоколебаний колес.
     Задняя независимая подвеска часто применяется на легковых автомобилях переднеприводных и автобусах заднемоторной компоновочных схем, так как, в первом случае, позволяет понизить уровень пола багажника (увеличить его объем), а во втором, – хорошо компонуется с силовым агрегатом,
установленным в задней части.
     Независимые подвески имеют небольшую массу и обеспечивают:
 малый наклон колес при переезде неровностей;
 более низкое расположение двигателя и пола багажника легкового автомобиля и, следовательно, меньшую высоту его центра масс;
 возможность создания низкополых городских автобусов.
     Широкие возможности варьирования кинематикой направляющих устройств независимых подвесок позволяют улучшать показатели управляемости и устойчивости автомобилей.
 Схемы направляющих устройств зависимых подвесок
     Зависимые подвески самый древний вариант автомобильных подвесок. Они были весьма распространены вплоть до конца ХХ века, а на грузовых
автомобилях достаточно широко применяются и в настоящее время. Эти подвески способствуют уменьшению крена кузова (грузовой платформы) на поворотах вследствие сравнительно высокого расположения центра крена, что наиболее актуально для легковых автомобилей классической компоновки. При этом колеса практически не наклоняются относительно дороги, как это происходит у независимых подвесок, что благоприятно сказывается на управляемости автомобиля.
     Помимо общих требований к задней зависимой подвеске ведущих колес предъявляются специфические требования, в частности:
 при ходе сжатия она должна обеспечивать наклон оси ведущей шестерни неподрессоренной главной передачи вниз (рисунок 1.2.3). Это позволяет уменьшить высоту туннеля в полу легкового автомобиля;
 
                          а)                                                               б)
Рисунок 1.2.3 – Кинематика перемещения продольных рычагов задней зависимой подвески:
а – снаряженное  состояние автомобиля; б – полная нагрузка автомобиля

 при крене кузова на повороте она (по возможности) должна способствовать снижению присущей легковым автомобилям классической компоновки склонности к избыточной поворачиваемости. 
   С этой целью задний ведущий мост устанавливается на наклонных (относительно горизонтали) рессорах или продольных рычагах таким образом, что обеспечивается его смещение (кинематический поворот вокруг вертикали) в сторону поворота передних управляемых колес (рисунки 1.2.4 и 1.2.5). В результате увеличивается радиус поворота автомобиля, т.е. подвеска способствует повышению склонности автомобиля к недостаточной поворачиваемости под действием боковых сил.
 
                                 а)                                                               б)
Рисунок 1.2.4– Кинематика перемещений продольных рычагов задней зависимой подвески при движении на повороте: а и б – соответственно наружная и внутренняя относительно центра поворота стороны кузова: S1 и S2 – перемещения рычагов; _l1 и _l2 – смещение оси ведущего моста (вперед и назад, соответственно)


Рисунок 1.2.5 – Схема кинематического поворота балки (оси) заднего ведущего моста (стрелкой показано направление движения): _l1 и _l2 – смещение оси вперед и назад, соответственно; ? – угол поворота оси

 Рессорные подвески
     В рессорных подвесках балка моста подвешена на двух продольно расположенных рессорах (рисунок 1.2.6, а), которые могут быть установлены как над балкой (рисунки 1.2.6, б и 1.2.7), так и под ней (рисунок 1.2.8) с целью снижения высоты автомобиля. Ранее в передних зависимых подвесках применялись также поперечные рессоры.
     В зависимой рессорной подвеске на продольных полуэллиптических рессорах упругий элемент может полностью или частично выполнять функции направляющего устройства, воспринимая и передавая на несущую систему автомобиля не только вертикальные, но и продольные и боковые реакции и реактивные моменты.
  
                                        а)                                                                   б)
Рисунок 1.2.6 – Схемы зависимой рессорной подвески

     Основная рессора 10 (рисунок 1.2.7) средней частью прикрепляется к балке моста 15 с помощью стремянок 13, а концами – к лонжерону рамы 18 посредством кронштейнов 3 и 7. Поскольку длина рессоры при ее прогибах изменяется, задний конец имеет возможность продольного перемещения относительно рамы. С этой целью установлен кронштейн с качающейся серьгой 8. Другими конструкционными решениями являются применение резиновых подушек и скользящих опор.


Рисунок 1.2.7 – Задняя рессорная подвеска грузового автомобиля:
1 – ушко рессоры; 2 – резинометаллический шарнир; 3, 6 и 7 – кронштейны; 4 – болт; 5 – лонжерон рамы; 8 – серьга; 9 – хомут; 10 – рессора; 11 – листы рессоры; 12 – подрессорник; 13 – стремянка; 14 – накладка; 15 – балка моста; 16 – амортизатор; 17 – упорный кронштейн с резиновой подушкой

     У грузовых автомобилей нагрузка на задний мост может меняться в значительных пределах в зависимости от массы перевозимого груза. Поэтому рессорная подвеска помимо основной рессоры может содержать дополнительную – подрессорник 12. Подрессорник имеет меньшее число листов, чем основная рессора. В средней части он также прикрепляется к балке моста вместе с основной рессорой, а напротив его плоских концов на лонжеронах рамы устанавливаются упорные кронштейны 17 с резиновыми подушками.
     
Рисунок 1.2.8 – Расположение рессоры под балкой ведущего моста

     Когда автомобиль не нагружен, работает только основная рессора. При
определенной нагрузке основная рессора прогибается так, что концы подрессорника упираются в кронштейны, и рессоры работают совместно. При этом жесткость подвески возрастает. Характеристика подвески приведена на
рисунке 1.2.9, где прямая оа отображает зависимость нагрузки на колесо от прогиба основной рессоры, а прямая ав – от суммарного прогиба рессоры с подрессорником.

Рисунок 1.2.10 – Характеристика задней подвески грузового автомобиля с подрессорником:
Рк – нагрузка на колесо заднего моста; ? – статический прогиб подвески; а – точка включения подрессорника; с1 и с2 – жесткость подвески без подрессорника и с подрессорником, соответственно
 
     Часть рессоры, прижатая стремянками к балке, практически не работает на изгиб. У грузовых автомобилей эта часть рессоры может быть значительной, поэтому для ее уменьшения стремянки могут быть установлены наклонно друг к другу.
     Если соседние мосты многоосного грузового автомобиля или оси прицепа или полуприцепа расположены близко друг от друга, а также с целью выравнивания осевых нагрузок применяются балансирные подвески. Наиболее распространенной среди них и относительно простой является подвеска с балансирными рессорами, называемая классической (рисунки 1.2.11, 1.2.12). Она обеспечивает выравнивание вертикальных реакций на колесах, что и обусловливает перемещение рамы в точке крепления оси балансира вдвое меньшее, чем относительные перемещения колес тележки.
 
Рисунок 1.2.11– Схема классической балансирной подвески:
1, 2 – траектории перемещений рессоры и ведущего моста соответственно; x'рес , x?рес –
горизонтальные перемещения рессоры относительно балки моста; =? – угловое перемещение ведущего моста

   Балансирную подвеску проектируют с учетом дополнительных требований, предъявляемых к ее кинематической схеме. Она должна обеспечивать:
 достаточный динамический прогиб, если перемещения колес одинаковы по величине и противоположны по направлению;
 минимальные угловые перемещения ведущих мостов =?, которые влияют на долговечность карданной передачи и равномерность вращения ее валов;
 минимальные горизонтальные перемещения рессор относительно балок мостов x'рес и x?рес , которые вследствие высоких удельных вызывают износ трущихся поверхностей пары рессора-мост.


Рисунок 1.2.12 – Балансирная подвеска:
1 – средний мост; 2 – рессора; 3 – верхняя реактивная штанга; 4 – опора скользящего конца рессоры; 5 – рычаг верхней реактивной штанги; 6 – задний мост; 7 – нижняя реактивная штанга; 8 – стремянка рессоры; 9 – ось балансира; 10 – кронштейн оси балансира; 11 – рычаг нижней реактивной штанги; 12 – рама; 13 – кронштейн с резиновым буфером; 14 – стяжной болт; 15 – крышка ступицы; 16 – разрезная гайка; 17 – упорная шайба; 18 – масляный канал; 19 – втулка ступицы; 20 – ступица рессоры; 21 – упорное кольцо; 22 – самоподжимной сальник; 23 – обойма вкладыша; 24 – вкладыш шарового пальца; 25 – шаровой палец
Подвески с направляющими рычагами (штангами)
     В случае использования в качестве упругих элементов пружин, кинематика подвески обеспечивается пространственным механизмом, который обычно состоит из четырех диагональных или двух-четырех продольных рычагов (штанг) и одного поперечного – тяги Панара (рисунок 1.2.13). Продольные рычаги воспринимают продольные силы и реактивные моменты, действующие на балку моста. Тяга Панара воспринимает только боковые силы и препятствует боковому смещению подвески относительно кузова.
     Такая конструкция является наиболее простым и дешевым способом устройства задней пружинной подвески. Однако ей присущи недостатки, связанные с тем, что во время работы (ходов) подвески тяга Панара описывает дугу в вертикальной плоскости вокруг точки А ее крепления к кузову (рисунок  1.2.14). При этом кузов получает боковое смещение =b, которое тем больше, чем короче тяга и чем больше она наклонена к горизонтали в исходном положении.
     Чтобы минимизировать этот эффект, тягу делают предельно длинной и
располагают как можно ближе к горизонтали.

Рисунок 1.2.13 – Схема подвески с направляющими рычагами

                            а)                                                            б)
Рисунок 1.2.14 – Перемещения тяги Панара в вертикальной плоскости:
а и б – горизонтальное и наклонное расположение тяги 1, соответственно;
А и Б – точки крепления тяги к кузову и балке ведущего моста, соответственно;
_b – боковое смещение кузова автомобиля

     Кроме того, наклон тяги Панара во время движения автомобиля на повороте приводит к тому, что при поперечном крене кузова в одну сторону (рисунок 1.2.15, а) центр крена Оh хотя и перемещается вверх, но сила Рz увеличивает крен кузова. Если центробежная сила Fj направлена в другую сторону (рисунок 1.2.15, б), то, несмотря на снижение центра крена, сила Рz как бы поддерживает кузов.
 
                            а)                                                          б)
Рисунок 1.2.15 – Перемещения тяги Панара при поперечных кренах кузова:
а и б – поворот автомобиля направо и налево, соответственно;
Fj – центробежная сила; Оh – центр поперечного крена; R' у и R?
у – боковые реакции на колесах; Р – сила, действующая в тяге Панара; Ру и Рz – составляющие силы Р, действующие  на кузов


Пневматические упругие элементы
     Пневматические упругие элементы (пневмоэлементы) широко применяются в современных подвесках:
 автобусов, для которых задаются высокие требования к плавности хода и обеспечивается возможность регулирования высоты уровня пола;
 грузовых автомобилей, прицепов и полуприцепов, у которых в процессе эксплуатации значительно изменяется масса подрессоренных частей и обеспечивается возможность регулирования высоты грузовой платформы и прицепного устройства;
 легковых (в том числе, .......................