 |
Стенды для диагностики и контроля ходовой части.
|
|
|
|
Лабораторная работа №6
Стенды для диагностики и контроля ходовой части и рулевого управления автомобиля
Цель работы: ознакомится с классификацией, принципом работы и техническими характеристиками оборудования.
Часть 1
Ходовая часть автомобилей
К подвеске автомобиля, которая обеспечивает упругое соединение несущей системы с колесами автомобиля, предъявляют следующие требования:
обеспечение плавности хода;
обеспечение движения по неровным дорогам без ударов в ограничитель;
ограничение поперечного крена автомобиля;
кинематическое согласование перемещений управляемых колес, исключающее их колебания относительно шкворней;
обеспечение затухания колебаний кузова и колес;
постоянство колеи, углов наклона колес; постоянство углов наклона шкворней;
надежная передача от колес к кузову продольных и поперечных сил; снижение массы неподрессоренных частей.
Классификация подвесок приведена ниже
Подвески классифицируют по:
типу характеристики (постоянной жёсткости, переменной жёсткости, прогрессивная);
типу направляющих устройств (независимая, зависимые(автономная, балансирная));
способу передачи сил и моментов от колёс (рессорная, штанговая, рычажная (одно- и двухрычажные));
наличию шкворней (шкворневая и бесшкворневая);
типу упругого элемента:
-металическая (рессорная, пружинная, торсионная, комбинированная);
-неметалическая (пневматическая, гидропневматическая, резиновая, комбинированная);
типу гасящего элемента (амортизатора):
с рычажным амортизатором (механический, гидравлический);
с телескопическим амортизатором (одно- и двухтрубным).
Независимые подвески применяют для легковых автомобилей и грузовых автомобилей высокой проходимости; зависимые автономные— для двухосных грузовых автомобилей и автобусов, редко — для легковых автомобилей, а зависимые балансирные — для подрессоривания двух близко расположенных мостов, например, на трехосных автомобилях. Вертикальное перемещение кузова при балансирной подвеске в 2 раза меньше, чем при автономной.
|
|
|
Выбор типа упругого элемента определяется конструктивной схемой, требованиями компактности и снижения массы. Упругие неметаллические элементы обеспечивают хорошую плавность хода, но имеют более высокую стоимость, чем металлические. При установке пневматических и гидропневматических подвесок создается возможность регулирования высоты пола или дорожного просвета. Комбинированные упругие элементы состоят из основного и дополнительного элементов для корректирования упругой характеристики (например, листовая рессора и пружины, резиновые или пневматические дополнительные элементы).
УПРУГАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Для удовлетворения требованиям плавности хода подвеска должна обеспечивать определенный закон изменения вертикальной реакции на колесо Rz в зависимости от прогиба (рис. 1)—эта зависимость называется упругой характеристикой подвески.
В некотором диапазоне изменения нагрузок, близком статической Rzст, характеристики подвески должны обеспечивать оптимальную частоту колебаний: для легковых автомобилей 0,8...1,2 Гц, а для грузовых 1,2...1,9 Гц, что соответствует уровню колебаний человека при ходьбе. Частота собственных колебаний подрессоренной массы зависит от статического прогиба подвески fст:
При движении по неровным дорогам с увеличением амплитуды колебаний подвески относительно статического положения для предотвращения ударов в ограничитель жесткость подвески должна увеличиваться. При этом Rz д = (2,5...3) Rzст. Отношение динамической нагрузки к статической характеризует коэффициент ДИНАМИЧНОСТИ
|
|
|
Кд= Rzд / Rzст
Площадь под кривой упругой характеристики определяет динамическую энергоемкость подвески, которая эквивалентна работе, необходимой для полной деформации упругого элемента. Для увеличения динамической энергоемкости упругая характеристика подвески должна быть прогрессивной, т. е. обеспечивать прогрессивное возрастание реакции Rz д при меньшем прогибе. Такой же коэффициент динамичности может быть получен при линейной характеристике, но при этом динамический прогиб f́΄д чрезмерно увеличивается, что труднообеспечить конструктивно.
Рис. 1 Упругая характеристика подвески.
При изменении полезной нагрузки автомобиля от минимума до максимума нагрузка от подрессоренной части, определяющая f'ст, меняется на передней подвеске на 10...30 %, на задней подвеске легковых автомобилей на 45...60 %, грузовых на 250...400%, автобусов на 200...250 %.
Для сохранения оптимальной частоты собственных колебаний кузова при переменной нагрузке необходимо поддерживать постоянство статического прогиба подвески, изменяя ее жесткость, т. е. жесткость подвески должна изменяться пропорционально приходящейся на нее нагрузке.
Существуют различные способы обеспечения постоянства статического прогиба. Например, регулирование давления воздуха в пневматической подвеске или применение упругих дополнительных элементов, включающихся в работу при увеличении нагрузки. Дополнительная рессора доходит до опор и включается в работу при прогибе 0,6 fд. Кривая форма опор по мере прогиба основной рессоры уменьшает рабочую длину дополнительной рессоры и увеличивает ее жесткость. Корректирующие пружины при статической нагрузке расположены горизонтально и испытывают растяжение или сжатие при прогибе основной рессоры.
Стенды для диагностики и контроля ходовой части.
Стенды диагностики подвески автомобиля. Стенды предназначены для диагностики пружинно – амортизаторной системы подвески автомобиля. Стенд состоит из силового шкафа, приборной стойки и блока измерительных пластин. В блоке (рис.2.) находятся вибраторы, приводящие в колебания опорные пластины и подвеску автомобиля, который колесами стоит на пластинах, и датчики измерения параметров вибрации пластин. Работа стенда основывается на реализации амплитудно – резонансного метода диагностики колебательной системы. Вначале вибраторы сообщают через пластины подвеске автомобиля вынужденные колебания с заданной начальной частотой, которая находится в сверхкритическом диапазоне колебаний. Колебания подвески проходят весь диапазон низких частот и точку резонанса до полного прекращения колебаний. Затем вибраторы выключаются и включается система регистрации амплитуды и частоты свободных колебаний подвески. Результаты измерения выдаются в виде графиков зависимости амплитуда (мм) – частота колебаний (Гц) и в виде процентов от максимального значения амплитуды по левому и правому колесам автомобиля. В приложении Е представлены технические характеристики данного оборудования.
|
|
|
 |
Рис. 2. Стенд площадочного типа для диагностики подвески автомобиля RAV RT 202 фирмы RAVAGLIOLI (Италия)
Стенды «люфт – детекторы» для диагностики зазоров в сочленениях подвески и рулевого управления автомобилей. Стенды позволяют визуально выявить люфты (люфт – зазор в кинематической паре, проявляемый как относительное движение охватывающего и охватываемого элементов, при приложении к звеньям механизма знакопеременной нагрузки) в сочленениях подвески и рулевого механизмов. Стенды (рис.3) выпускаются в трех исполнениях:
- напольного (для грузовых автомобилей) с использованием в автономном режиме;
- заглубленного (для легковых автомобилей) с использованием в автономномном режиме и устанавливаемых на осмотровую канаву;
- для встраивания в платформы автомобильных подъемников.
Стенды состоят из трех частей – гидравлической станции, переносного пульта управления с лампой подсветки, двух опор. Пульт и гидравлическая станция соединены между собой электрическим кабелем, а гидравлическая станция и опоры - гидравлическими шлангами. Опоры представляют собой пластины, расположенные в раме и имеющие возможность перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях в горизонтальной плоскости от встроенных в раму гидроцилиндров.
|
|
|
Принцип действия стенда состоит в следующем: проверяемый автомобиль наезжает передними колесами на пластины и затормаживается. Пластинам с пульта управления дается команда на возвратно – поступательное движение сначала по одному, а затем по другому направлению. Во время качания автомобиля пластинами механик, осматривая механизмы подвески и рулевого управления, визуально обнаруживает имеющиеся люфты.
Рис. 3. Стенд «люфт – детектор» моделей RAV 200 – 2001, 203 - 2031 для диагностики зазоров в подвеске и рулевом управлении фирмы RAVAGLIOLI (Италия):
а) – общий вид в напольном исполнении; б) – пульт управления с вмонтированной в него лампой подсветки; в) – размеры соединительных гидрошлангов для различных моделей стенда г) - стенд встроенный в платформы ножничного подъемника.
Часть 2
Рулевое управление
Рулевое управление, включающее рулевой механизм, рулевой привод, а у некоторых автомобилей — рулевой усилитель, является устройством, в значительной степени обеспечивающим безопасность движения, вследствие чего к нему предъявляются высокиетребования:
возможно меньшйее значение минимального радиуса поворота для обеспечения хорошей маневренности автомобиля;
малое усилие на рулевом колесе, обеспечивающее легкость управления;
силовое и кинематическое следящее действие, т. е. пропорциональность между усилием на рулевом колесе и моментом сопротивления повороту управляемых колес и заданное соответствие между углом поворота рулевого колеса и углом поворота управляемых колес;
минимальное боковое скольжение колес при повороте;
минимальная передача толчков на рулевое колесо от удара управляемых колес о неровности дороги;
упругая оптимальная характеристика рулевого управления, определяющая его чувствительность и исключающая возможность возникновения автоколебаний управляемых колес;
кинематическая согласованность элементов рулевого управления с подвеской для исключения самопроизвольного поворота управляемых колес при деформации упругих элементов;
минимальное влияние на стабилизацию управляемых колес;
повышенная надежность, так как выход из строя рулевого управления приводит к аварии.
Кроме того, к рулевому управлению, как и ко всем другим механизмам автомобиля, предъявляют такие общие требования: обеспечение оптимальных размеров и массы, простота устройства и обслуживания, технологичность, ремонтопригодность, и т. п.
|
|
|
