Шины и подвески современных автомобилей

ЛАБОРАТОРНАЯ  РАБОТА № 4

ШИНЫ И ПОДВЕСКИ СОВРЕМЕННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

 

Цель работы

Изучить элементы международной  маркировки шин, а также типы, устройство  и функционирование современных  подвесок легковых автомобилей.

 

Задание

В результате самостоятельной  проработки лекционного материала, соответствующей рекомендованной  литературы и электронных источников информации в письменном виде изложить следующую информацию:

1. Шины.

1.1. Международная маркировка  шин, её назначение.

1.2. Схема основных параметров  маркировки.

1.3. Назначение элементов  маркировки (min 10 параметров)

2. Подвески современных легковых автомобилей

2.1. Схемы современных  подвесок.

2.1.1. Подвески на двойных  рычагах.

2.1.2. Подвеска Мак-Ферсон (McPherson).

2.1.3. Подвески на продольных  рычагах.

   2.1.4. Полузависимая  подвеска с торсионной балкой.

   2.1.5. Многозвенная  подвеска (Multilink).

2.2. Пневматические подвески.

2.2.1. Схема, преимущества  и недостатки.

 

Ход выполнения работы:

1. Автомобильная шина — один из наиболее важных элементов колеса, представляющий собой упругую резино-металло-тканевую оболочку, установленную на обод колеса. Шина обеспечивает контакт транспортного средства с дорожным полотном, предназначена для поглощения незначительных колебаний, вызываемых несовершенством дорожного покрытия, компенсации погрешности траекторий колёс, реализации и восприятия сил, возникающих в пятне контакта.

1.1 Согласно настоящих Правил знак официального утверждения должны наноситься на шины рельефом или выдавливаться.  Они должны быть четкими и удобочитаемыми и располагаться в нижней зоне боковины по крайней мере на одной из боковин. Международная маркировка шин осмотрена в Правилах: «ЕДИНООБРАЗНЫЕ ПРЕДПИСАНИЯ, КАСАЮЩИЕСЯ ОФИЦИАЛЬНОГО УТВЕРЖДЕНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ШИН ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НЕИНДИВИДУАЛЬНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ И ИХ ПРИЦЕПОВ». Международная маркировка шин предназначена для правильного выбора шины не зависимо от того к производителю какой страны она принадлежит.

 

1.2 Схема основных параметров маркировки шины представлена на рисунку.

Рисунок 4.1 - Схема основных параметров маркировки шины

1.3 Типоразмер

195/65 R 15 91T

195 — это ширина шины  в мм.

65 — это процентное  отношение высоты профиля резиныы к её ширине (в нашем случае 65%). Этот параметр определяет высоту шины при данной ширине покрышки. Обратите внимание, что при увеличении ширины шины, при том же значении профиля, увеличивается и высота шины! Если этой цифры нет на боковине шины (например 195/ R 15), то это значение равно 80% и такая шина называется «полнопрофильной».

R — означает конструкцию  шины (радиальная). Многие автолюбители ошибочно думают, что R — означает радиус шины. Легковая резина с диагональной конструкцией уже практически не выпускается.

15 — диаметр диска в  дюймах, т.е. внутренний диаметр  резины (именно диаметр, а не  радиус).

91 — индекс нагрузки  шины. Это условный показатель, определяющий  максимальную нагрузку на шину.(смотрите раздел Индекс нагрузки шины).

На некоторых шинах  написано MAX LOAD (максимальная нагрузка) и далее стоят значения в килограммах  и фунтах. Для микроавтобусов и  легких грузовиков выпускаются специальные, многослойные усиленные шины с высокими индексами нагрузки. И они обозначаются в зависимости от индекса нагрузки шины — надписью REINFORD или буквой «С» (Cargo) после диаметра шины, например: 195/70 R 15 C.

T — индекс скорости  шины. Этот условный параметр  определяет максимально допустимую  скорость движения автомобиля, разрешённую  при использовании данных шин.(смотрите раздел Индекс скорости шины).

Дополнительные  обозначения, применяемые производителями  шин.

M&S ( Mud + Snow — грязь плюс снег). Это означает, что данные шины специально сконструированы как зимние или всесезонные.

All Season — всесезонная резина, предназначенная для круглогодичного использования.

Rotation — направленная резина, направление вращения которой указано дополнительной стрелкой на боковине шины.

Outside и Inside (или Side Facing Out и Side Facing Inwards) — ассиметричные покрышки, при установке которых нужно строго соблюдать правило установки шины на диск. Надпись Outside (наружная сторона) должна быть с наружной стороны автомобиля, а Inside (внутренняя сторона) — с внутренней.

Left или Right — означает, что шины этой модели бывают левые и правые. При их установке нужно строго соблюдать правило установки шины на автомобиль, левые только слева, а правые, соответственно, только справа.

Tubeless — бескамерная шина. Если этой надписи нет, то покрышка может использоваться только с камерой.

Tube Type — покрышка должна эксплуатироваться с камерой.

MAX PRESSURE — максимально  допустимое давление в резине, в кПа.

RAIN, WATER, AQUA (или пиктограмма  «зонтик») — означает, что эти  шины специально спроектированы  для дождливой погоды и имеют  высокую степень защиты от  эффекта аквапланирования.

2. В конструкции машины подвеска – один из самых ответственных узлов, ведь она выполняет множество разнообразных функций. От нее зависят управляемость и устойчивость автомобиля,  плавность хода, наконец, именно подвеска связывает колеса и кузов.

     Любая подвеска  состоит из трех основных элементов:  упругого, направляющего и гасящего.

2.1 С большого разнообразия существующих схем подвесок в основном используют 5 основных схем подвесок:

1. подвески на двойных рычагах;
2. подвеска Мак-Ферсон (McPherson);
3. подвески на продольных рычагах;
4. полузависимая подвеска с торсионной балкой;
5. многозвенная подвеска (Multilink).

2.1.1 Подвеску на двойных поперечных рычагах по праву можно назвать классической, ведь такая схема используется в ходовой части автомобилей более полувека. Устроена она вроде бы очень просто – колесо с кузовом соединяют два размещенных друг над другом рычага, а пружина (или другой упругий элемент) с амортизатором расположены отдельно.

Рисунок 4.2 – Подвеска на двойных рычагах

Но при этом такая подвеска предоставляет широчайшие возможности  настройки кинематики, значит –  управляемости машины. К примеру, наклоняя рычаги в разных плоскостях, инженеры могут полностью избавить автомобиль от кренов в поворотах  или клевков при торможении.

Главный недостаток подвески на поперечных рычагах в том, что  она достаточно громоздка, поэтому  ее сложно использовать на компактных моделях. Поэтому такая схема  чаще всего встречается на спортивных автомобилях, для которых поведение  на дороге имеет определяющее значение, или на крупных машинах бизнес-класса и выше, где не так остро стоит проблема свободного пространства.

2.1.2 Подвеска типа МакФерсон или "качающаяся свеча", пожалуй, самая распространенная на современных легковых автомобилях. В этой схеме амортизатор и упругий элемент объединены в единую стойку, которая вместе с нижним рычагом связывает колесо с кузовом.

В результате такая подвеска получается очень компактной и отлично  сочетается с рулевым управлением, что очень важно для переднеприводных моделей с поперечным расположением мотора. Само собой, есть у МакФерсон и недостатки: неоптимальная кинематика и повышенные нагрузки на кузов, ведь львиная доля толчков и ударов  воспринимается лишь одной точкой – верхней опорой стойки.

2.1.3 Зачастую на многих современных моделях еще можно встретить так называемую полунезависимую подвеску, представляющую собой продольные рычаги, соединенные упругой поперечной балкой. Такая схема – эталон компромисса.

Она проста и надежна, обеспечивает приемлемую управляемость и плавность  хода, но изысканных ездовых повадок  от машины с такой ходовой частью ждать не приходится.

Рисунок 4.3 – Подвеска Мак-Ферсон (McPherson)

Рисунок 4.4 – Подвеска на продольных рычагах

2.1.4 Направляющим устройством данной подвески являются два продольных рычага, жестко соединенных между собой балкой. Продольные рычаги с одной стороны крепятся к кузову, с другой – к ступицам колес. Балка имеет U-образное сечение, поэтому обладает большой жесткостью на изгиб и малой на кручение. Это свойство позволяет колесам двигаться вверх-вниз независимо друг от друга.

Торсионная балка в  настоящее время широко применяется  в качестве задней подвески переднеприводных автомобилей малого и среднего класса. Благодаря своей конструкции подвеска с торсионной балкой занимает промежуточное положение между зависимым и независимым типом подвесок, поэтому другое ее название полунезависимая подвеска.

Рисунок 4.5 – Полузависимая подвеска с торсионной балкой

1– резинометаллический  шарнир (сайлент-блок); 2– амортизатор; 3– поперечная балка (торсионная балка); 4– витая пружина; 5– ступица колеса; 6– продольный рычаг.

2.1.5 Широкими возможностями настройки обладает многорычажная подвеска (Multilink). В этом случае за связь колеса с кузовом отвечают несколько звеньев. Подбирая их характеристики, не составляет труда, в частности, заставить машину подруливать в повороте. А вот объединить с такой схемой еще и рулевое управление – весьма сложная задача. Поэтому “многорычажка” сегодня прописалась, в основном, на задней оси автомобилей, да и то далеко не на всех.

Рисунок 4.6 – Многозвенная подвеска (Multilink)

2.2 Пневматическая подвеска – вид подвески, обеспечивающий регулирование уровня кузова относительно дороги за счет применения пневматических упругих элементов. В настоящее время пневматическая подвеска устанавливается в качестве опции на некоторых моделях автомобилей бизнес-класса и больших внедорожниках (например, Volkswagen Touareg, Audi Q7).

 

2.2.1 Пневматическая подвеска имеет следующее общее устройство:

• пневматические упругие элементы на каждое колесо;
• модуль подачи воздуха;
• ресивер;
• регулируемые амортизаторы (в адаптивной подвеске);
• система управления.

 

Рисунок 4.7  –  Схема пневматической подвески

Преимущества пневмоподвесок. Главное премущество пневматической подвески в том, что она имеет широкий диапазон регулировок клиренса и жесткости подвески. Подвеска пневматическая очень быстро подстраивается под изменения нагрузки, а благодаря современным модификациям все настройки можно производить в соответствии с собственными предпочтениями. Пневматические элементы служат дольше и имеют более высокую степень износоустойчивости, нежели стальные. Благодаря комплекту пневмоподвески обеспечивается постоянное положение кузова вне зависимости от нагрузок, а это продлевает срок эксплуатации трансмиссии и рулевого мезанизма.

Ездить на авто с пневмоподвеской удобнее и мягче, даже по сравнению с гидравликой. На поворотах машина практически не кренится, при торможении не наклоняется вниз. На автостраде опустить клиренс можно по максимуму, благодаря этому автомобиль будет более устойчивым. Высота подвески может изменяться вне зависимости от степени загруженности машины. Еще одним главным плюсом пневматической подвески является то, что она не требует дорогого обслуживания: питания ей хватает и от штатного аккумулятора.

Недостатком пневмоподвесок есть дорогостоимость, высокая точность и трудоёмкость их изготовления.

 

Выводы: в ходе выполнения данной лабораторной работы я изучил элементы международной маркировки шин, а также типы, устройство  и функционирование современных подвесок легковых автомобилей.