Осовине путничких аутомобила
Чланци

Осовине путничких аутомобила

Осовина је део возила кроз који су два супротна точка (десни и леви) причвршћена/окачена за носећу конструкцију возила.

Историја осовине сеже у дане коњских запрега, од којих су позајмљене осовине првих аутомобила. Ове осовине су биле врло једноставног дизајна, у ствари, точкови су повезани осовином, која је ротирајуће причвршћена на оквир без икаквог огибљења.

Како су захтеви за аутомобилима расли, тако су растеле и осовине. Од једноставних крутих осовина до лиснатих опруга до савремених опруга са више елемената или ваздушних балона.

Осовине савремених аутомобила су релативно сложен структурни систем, чији је задатак да обезбеди најбоље перформансе у вожњи и удобност вожње. Пошто је њихов дизајн једина ствар која повезује аутомобил са путем, они такође имају велики утицај на активну безбедност возила.

Осовина повезује точкове са оквиром шасије или самим телом возила. Он преноси тежину возила на точкове, а преноси и силе кретања, кочења и инерције. Омогућава прецизно и довољно снажно вођење причвршћених точкова.

Осовина је неовезани део аутомобила, па се дизајнери труде да је максимално искористе у производњи лаких легура. Подељене осовине се састоје од засебних осовинских осовина.

Осовине путничких аутомобила

Аксијална подела

По нацрту

  • Круте осовине.
  • Ротационе секире.

По функцији

  • Погонска осовина - осовина возила на коју се преноси обртни момент мотора и чији точкови покрећу возило.
  • Погоњена (погонска) осовина - осовина возила на коју се не преноси обртни момент мотора, а која има само функцију носача или управљања.
  • Управљана осовина је осовина која контролише правац кретања возила.

Према распореду

  • Предња осовина.
  • Средња осовина.
  • Задња осовина.

По дизајну носача точкова

  • Зависна (фиксна) монтажа – точкови су попречно повезани гредом (мостом). Таква крута осовина се кинематички перципира као једно тело, а точкови међусобно делују.
  • Nнезависно поравнање точкова - сваки точак је одвојен одвојено, точкови не утичу директно једни на друге приликом опруга.

Функција причвршћивања точкова

  • Дозволите да се точак помери вертикално у односу на оквир или тело.
  • Пренесите силе између точка и оквира (тела).
  • У сваком случају, уверите се да су сви точкови у сталном контакту са коловозом.
  • Уклоните нежељене покрете точкова (бочно померање, котрљање).
  • Омогући контролу.
  • Омогућите кочење + блокирање силе кочења.
  • Укључите пренос обртног момента на погонске точкове.
  • Омогућите удобну вожњу.

Захтеви за пројектовање осовина

На осовине возила намећу се различити и често опречни захтеви. Произвођачи аутомобила имају различите приступе овим захтевима и обично бирају компромисно решење.

На пример. у случају аутомобила ниже класе, нагласак је на јефтином и једноставном дизајну осовина, док су у случају аутомобила више класе удобност у вожњи и контрола точкова најважнији.

Опћенито, осовине би требале што је више могуће ограничити пријенос вибрација у кабину возила, омогућити најтачније управљање и контакт између котача и цесте, трошкови производње и рада су важни, а осовина не би требала непотребно ограничавати пртљажни простор. простор за посаду или мотор возила.

  • Крутост и кинематичка прецизност.
  • Минимална промена геометрије током суспензије.
  • Минимално хабање гума.
  • Дуг живот.
  • Минималне димензије и тежина.
  • Отпорност на агресивна окружења.
  • Ниски оперативни и производни трошкови.

Осовински делови

  • Гума.
  • Диск колеса.
  • Лежај главчине.
  • Вешање точкова.
  • Суспендовано складиште.
  • Неизвесност.
  • Пригушивање.
  • Стабилизација.

Зависно вешање точкова

Крута оса

Структурно, то је врло једноставан (без игала и шарки) и јефтин мост. Тип припада такозваној зависној суспензији. Оба точка су чврсто повезана један са другим, гума је у целом ширини газног слоја у контакту са коловозом, а огибљење не мења међуосовинско растојање или релативни положај. Тако је релативни положај осовинских точкова фиксиран у свакој ситуацији на путу. Међутим, у случају једносмерног огибљења, скретање оба точка према путу се мења.

Круту осовину покрећу лиснате опруге или спиралне опруге. Листне опруге су причвршћене директно на каросерију или оквир возила, а осим огибљења обезбеђују и контролу управљања. У случају завојних опруга потребно је користити додатне попречне као и уздужне вођице, јер оне не преносе практично никакве бочне (уздужне) силе, за разлику од опруга са листом.

Због велике крутости целе осовине, и даље се користи у правим теренским возилима, као и у комерцијалним возилима (потрошни материјал, пикапи). Још једна предност је контакт гуме са путем по целој ширини газећег слоја и константан траг точкова.

Недостаци круте осовине укључују велику масу без опруга, која укључује тежину осовинског моста, пренос (у случају погонске осовине), точкове, кочнице и делимично тежину прикључне осовине, ручице за вођење, опруге. и пригушни елементи. Резултат је смањена удобност на неравним површинама и смањене перформансе вожње при бржој вожњи. Водич точка је такође мање прецизан него код независног огибљења.

Још један недостатак је велики захтев за простором за кретање осовине (вешање), што резултира вишом структуром као и вишим тежиштем возила. Код погонских осовина удари се преносе на ротационе делове који су део осовине.

Крута осовина се може користити као погон на предње точкове, као и као погонска осовина или као задња погонска и погонска осовина.

Дизајн круте осовине

Једноставна осовина моста окачена на опруге листова

  • Једноставна конструкција.
  • Опруга прихвата уздужна и бочна напрезања (за велике опруге).
  • Велико унутрашње пригушење (трење).
  • Једноставна инсталација.
  • Велики капацитет подизања.
  • Велика тежина и дужина опруге.
  • Ниски текући трошкови.
  • Сложена оптерећења током пролазних режима рада возила.
  • Током вешања, осовина осовине је уврнута.
  • За удобну вожњу потребна је ниска опруга - потребне су вам дугачке лиснате опруге + бочна флексибилност и бочна стабилизација.
  • За ублажавање влачних напрезања током кочења и убрзања, лисната опруга се може надопунити уздужним шипкама.
  • Листне опруге допуњене су амортизерима.
  • За прогресивне карактеристике опруге, она је допуњена додатним лопатицама (степена промена крутости при великом оптерећењу) - обртна постоља.
  • Ова врста осовине се ретко користи за огибљење путничких аутомобила и лаких комерцијалних возила.

Осовине путничких аутомобила

Панара Барбелл 

Да би се побољшале возне карактеристике и стабилност аутомобила, потребно је да је крута осовина такозвано оријентисана и у попречном и у уздужном правцу.

У данашње време, чешће коришћене завојне опруге замењују претходно коришћене опруге листова, чија је важна функција, осим опруга, био и смер осовине. Међутим, спиралне опруге немају ову функцију (не преносе скоро никакву усмерену силу).

У попречном смеру, Панхард штап или Ваттова линија се користе за вођење осе.

У случају Панхард штапа, то је полуга која повезује осовинску осовину са оквиром или каросеријом возила. Недостатак овог дизајна је бочно померање осовине у односу на возило током вешања, што доводи до погоршања удобности вожње. Овај недостатак се може у великој мери отклонити најдужим могућим дизајном и, ако је могуће, хоризонталном монтажом Панхард штапа.

                                                   Осовине путничких аутомобила

Ватт линија

Ват линија је механизам који се користи за прелазак задње круте осовине. Име је добио по свом проналазачу Џејмсу Вату.

Горњи и доњи крак морају бити исте дужине, а осовинска осовина се помиче окомито на цесту. Приликом управљања крутом осовином, центар шаркираног елемента водилице уграђен је на осовину осовине и повезан је полугама са каросеријом или рамом возила.

Ова веза обезбеђује крути бочни смер осовине, док елиминише бочно померање које се јавља у случају огибљења при употреби Панхард штапа.

Осовине путничких аутомобила

Водич уздужне осе

Ваттова линија и Панхардов потисак стабилизују осовину само бочно, а за пренос уздужних сила потребно је додатно навођење. За то се користе једноставне задње руке. У пракси се најчешће користе следећа решења:

  • Пар вучних кракова је најједноставнији тип, који у суштини замењује ламеларну вођицу за усне.
  • Четири вучне руке - за разлику од пара кракова, у овом дизајну, паралелност осе се одржава током вешања. Међутим, недостатак је нешто већа тежина и сложенији дизајн.
  • Трећа опција је погон осовине са две уздужне и две нагнуте полуге. У овом случају, други пар нагибних кракова такође омогућава апсорпцију бочних сила, чиме се елиминише потреба за додатним бочним вођењем кроз Панхардову шипку или Ватову равну линију.

Крута осовина са 1 попречно и 4 задње руке

  • 4 задње ручице воде осовину уздужно.
  • Клипњача (Панхард штап) стабилизује осовину бочно.
  • Систем је кинематички дизајниран за употребу кугличних зглобова и гумених лежајева.
  • Када су горње полуге позициониране иза осовине, полуге су током кочења изложене влачном напрезању.

Осовине путничких аутомобила

Де-Дион крута осовина

Ову осовину је први користио гроф Де Дион 1896. године и од тада се користи као задња осовина у путничким и спортским аутомобилима.

Ова осовина преузима нека својства круте осовине, посебно крутост и сигурну везу осовинских точкова. Точкови су повезани чврстим мостом који се води равном Ватт линијом или Панхард шипком која апсорбује бочне силе. Уздужни водич осовине је фиксиран помоћу пар нагибних полуга. За разлику од круте осовине, мењач је монтиран на каросерији или оквиру возила, а обртни момент се преноси на точкове помоћу карданских вратила променљиве дужине.

Захваљујући овом дизајну, неометена тежина је значајно смањена. Са овом врстом осовине, диск кочнице се могу поставити директно на мењач, чиме се додатно смањује неометена тежина. Тренутно се ова врста лека више не користи, могућност да се то види, на пример, на Алфа Ромеу 75.

  • Смањује величину неовезаних маса погонске круте осовине.
  • Мењач + диференцијал (кочнице) монтирани су на каросерији.
  • Само незнатно побољшање удобности вожње у поређењу са крутом осовином.
  • Решење је скупље од других метода.
  • Бочна и уздужна стабилизација се изводе помоћу ват-погона (Панхард штап), стабилизатора (бочна стабилизација) и пратећих кракова (уздужна стабилизација).
  • Потребна су карданска вратила са осним померањем.

Осовине путничких аутомобила

Независно вешање точкова

  • Повећана удобност и перформансе вожње.
  • Мања неовесчена тежина (мењач и диференцијал нису део осовине).
  • Између одељка има довољно простора за складиштење мотора или других конструктивних елемената возила.
  • По правилу, сложенија конструкција, скупља производња.
  • Мања поузданост и брже трошење.
  • Није погодно за тешке терене.

Трапезоидна осовина

Трапезоидну осу формирају горња и доња попречна рамена, које формирају трапез када се пројектују у вертикалну раван. Руке су причвршћене или на осовину, или на оквир возила, или, у неким случајевима, на мењач.

Доњи крак обично има јачу структуру због пријеноса окомитих и већег удјела уздужних / бочних сила. Надлактица је такође мања из просторних разлога, попут предње осовине и локације мењача.

Полуге су смештене у гумене чауре, опруге су обично причвршћене за доњи крак. Током огибљења мењају се угиб точкова, прстију и међуосовинско растојање, што негативно утиче на возне карактеристике возила. За уклањање ове појаве важан је оптималан дизајн храмова, као и корекција геометрије. Због тога руке треба поставити што је могуће паралелније тако да тачка превртања точка буде на већој удаљености од точка.

Ово решење смањује угиб точкова и замену точкова током вешања. Међутим, недостатак је то што је центар нагиба осовине помакнут према равни пута, што негативно утиче на положај осе нагиба возила. У пракси, полуге су различите дужине, што мења угао који формирају када се точак одбије. Такође мења положај тренутне тачке нагиба точка и положај центра нагиба осовине.

Трапезоидна осовина правилног дизајна и геометрије осигурава врло добро вођење котача и стога врло добре возне карактеристике возила. Међутим, недостаци су релативно сложена структура и већи трошкови производње. Из тог разлога, тренутно се обично користи у скупљим аутомобилима (средњи до врхунски или спортски аутомобили).

Трапезна осовина може се користити као предња погонска и погонска осовина или као задња погонска и погонска осовина.

Осовине путничких аутомобила

Мацпхерсонова корекција

Најчешће коришћени тип осовине са независним вешањем је Мекферсон (чешће Мекферсон), назван по дизајнеру Ерлу Стилу Мекферсону.

МцПхерсонова осовина изведена је из трапезне осовине у којој је надлакница замењена клизном шином. Тако је врх много компактнији, што значи више простора за погонски систем или. запремина пртљажника (задња осовина). Доњи крак је опћенито трокутастог облика и, као и код трапезне осовине, преноси велики дио бочних и уздужних сила.

У случају задње осовине, понекад се користи једноставнија полуга која преноси само бочне силе и допуњена је вучном кариком. полуга стабилизатора торзије за пренос уздужних сила. Окомите силе стварају пригушивач, који, међутим, због оптерећења мора бити и посмична сила робусније конструкције.

На предњој осовини управљача горњи лежај амортизера (клипњача) мора бити ротирајући. Да би се спречило увијање завојне опруге током ротације, горњи крај опруге се може окретати помоћу ваљкастог лежаја. Опруга је монтирана на кућиште пригушивача тако да клизни пут није оптерећен вертикалним силама и нема превеликог трења у лежају под вертикалним оптерећењем. Међутим, повећано трење лежаја произлази из тренутака бочних и уздужних сила током убрзања, кочења или управљања. Овај феномен је елиминисан одговарајућим дизајнерским решењем, као што је нагнута опружна потпора, гумена потпора за горњу подршку и робуснија структура.

Још један непожељан феномен је тенденција значајне промене угиба точкова током вешања, што доводи до погоршања перформанси вожње и удобности вожње (вибрације, пренос вибрација на управљач итд.). Из тог разлога, направљена су различита побољшања и модификације како би се елиминисао овај феномен.

Предност МцПхерсон осовине је једноставан и јефтин дизајн са минималним бројем делова. Поред малих и јефтиних аутомобила, разне модификације Мекферсона се користе у аутомобилима средње класе, углавном због побољшаног дизајна, али и због смањења трошкова производње свуда.

МцПхерсонова осовина се може користити као предња погонска и погонска осовина или као задња погонска и погонска осовина.

Осовине путничких аутомобила

Радилица

  • Осовина радилице је састављена од ручица са попречном осовином заокрета (окомито на уздужну раван возила), које су постављене у гуменим лежајевима.
  • Да би се смањиле силе које делују на ослонац за руку (посебно смањење вертикалног оптерећења на носачу), вибрације и пренос буке на тело, опруге су постављене што је могуће ближе месту додира гуме са подлогом. ...
  • Током суспензије мења се само међуосовинско растојање аутомобила, угиб точкова остаје непромењен.
  • Ниски трошкови производње и рада.
  • Заузима мало простора, а под пртљажника се може поставити ниско - погодно за караван и хечбек.
  • Углавном се користи за погон задњих осовина и врло ретко као погонска осовина.
  • Промена угиба настаје само када је тело нагнуто.
  • Торзијске шипке (ПСА) се често користе за овјес.
  • Недостатак је значајан нагиб кривина.

Осовина радилице се може користити као осовина са предњим погоном или као осовина са задњим погоном.

Осовине путничких аутомобила

Радилица са спојеним полугама (торзијски флексибилна радилица)

Код ове врсте осовина, сваки точак је окачен за једну задњу руку. Задње руке су повезане У-профилом, који делује као бочни стабилизатор и истовремено апсорбује бочне силе.

Покретна осовина са спојеним краковима полукрута је осовина са кинематичког становишта, јер ако би се попречна греда померила на централну осовину точкова (без задњих кракова), онда би такво вешање добило својства крутог осовина.

Центар нагиба осовине је исти као за нормалну осовину радилице, али је центар нагиба осовине изнад равни пута. Осовина се понаша другачије чак и када су точкови окачени. Код истог огибљења оба осовинска точка мења се само међуосовинско растојање возила, али у случају супротног вешања или вешања само једног осовинског точка, и прогиб точкова се значајно мења.

Осовина је причвршћена за тело метално-гуменим везицама. Ова веза обезбеђује добро управљање осовином када је правилно пројектована.

  • Рамена радилице су повезана савитљиво крутом и торзијски меком шипком (углавном у облику слова У), која служи као стабилизатор.
  • Ово је прелаз између круте и уздужне радилице.
  • У случају надолазећег огибљења, прогиб се мења.
  • Ниски трошкови производње и рада.
  • Заузима мало простора, а под пртљажника се може поставити ниско - погодно за караван и хечбек.
  • Лако склапање и растављање.
  • Мала тежина неовезаних делова.
  • Пристојне перформансе вожње.
  • Током суспензије, мале промене на прстима и траговима.
  • Самоуправљајуће подуправљање.
  • Не дозвољава окретање точкова - користите само као задњу погонску осовину.
  • Склоност према прекорачењу услед бочних сила.
  • Велико оптерећење смицањем на завареним спојевима који спајају кракове и торзиону шипку у супротној опрузи, што ограничава максимално аксијално оптерећење.
  • Мања стабилност на неравним површинама, посебно у брзим кривинама.

Погонска осовина са спојеним краковима може се користити као стражња погонска осовина.

Осовине путничких аутомобила

Ос клатна (угаона)

Такође се назива коса осовина. коса завеса. Осовина је по конструкцији слична осовини радилице, али за разлику од нагнуте осе осциловања, што доводи до самоуправљања осовине током огибљења и ефекта подуправљања на возило.

Точкови су причвршћени за осовину помоћу полуга виљушке и носача од металне гуме. Током вешања, прогиб колосијека и точка се минимално мења. Пошто осовина не дозвољава ротирање точкова, користи се само као задња (углавном погонска) осовина. Данас се више не користи, видели смо то у аутомобилима БМВ или Опел.

Осовина са више карика

Ова врста осовине је коришћена на првом Ниссановом бившем водећем броду, Макима ККС. Касније су мање Примера и Алмера добили исту задњу осовину.

Огибљење са више карика значајно је побољшало својства попречно постављене торзијски флексибилне греде на којој се темељи конструкција. Као такав, Мултилинк користи обрнуту челичну греду у облику слова У за повезивање задњих точкова, који су веома чврсти при савијању, а са друге стране релативно флексибилни при окретању. Сноп у уздужном правцу држи пар релативно лаких полуга за вођење, а на спољним крајевима окомито га држе спиралне опруге са амортизерима. такође са посебно обликованом вертикалном полугом напред.

Међутим, уместо флексибилне Панхард греде, која је једним крајем обично причвршћена на кућиште каросерије, а други на осовинској осовини, осовина користи вишеканални композитни елемент типа Сцотт-Русселл који обезбеђује бочнију стабилност и управљање точком. на путу.

Скот-Раселов механизам укључује клипњачу и управљачку шипку. Као и Панхард шипка, такође повезује полугу и торзионо флексибилну греду са телом. Има попречно причвршћивање, што вам омогућава да задње руке учините што тањим.

За разлику од Панхардове греде, полуга возила се не окреће у фиксној тачки на торзијски флексибилној греди. Причвршћује се посебним кућиштем, које је круто вертикално, али флексибилно са стране. Краћа управљачка шипка повезује пречку (отприлике на половини њене дужине) и торзиону шипку унутар спољног кућишта. Када се оса торзионе греде подигне и спусти у односу на тело, механизам делује као Панхард шипка.

Међутим, будући да се полуга на крају торзионе греде може помицати бочно у односу на греду, то спрјечава помицање цијеле осовине бочно и истовремено има подизање попут једноставне Панхард полуге.

Задњи точкови се крећу само вертикално у односу на тело, без разлике између окретања удесно или улево. Ова веза такође омогућава врло мало кретања између центра ротације и тежишта када се осовина подигне или спусти. Чак и са дужим ходом огибљења, дизајнирано за неке моделе ради побољшања удобности. Ово осигурава да ће точак бити ослоњен чак и са значајним огибљењем или оштријим завојима скоро окомито на пут, што значи да се одржава максимални контакт гума са путем.

Мултилинк осовина се може користити као погон на предње точкове, као и погонска осовина или задња погонска осовина.

Осовине путничких аутомобила

Више-линк осовина - више-линк вешање

  • Он оптимално поставља потребна кинематичка својства точка.
  • Прецизније вођење точкова уз минималне промене геометрије точка.
  • Удобност у вожњи и пригушивање вибрација.
  • Лежајеви са малим трењем у пригушној јединици.
  • Промена дизајна једне руке без потребе за променом друге руке.
  • Мала тежина и компактан – изграђен простор.
  • Има мање димензије и тежину суспензије.
  • Већи трошкови производње.
  • Краћи радни век (посебно гумени лежајеви - тихи блокови најоптерећенијих полуга)

Вишеделна осовина је заснована на трапезоидној оси, али је конструктивније захтевнија и састоји се од неколико делова. Састоји се од једноставних уздужних или трокутастих кракова. Постављају се попречно или уздужно, у неким случајевима и косо (у хоризонталној и вертикалној равни).

Сложен дизајн - независност полуга вам омогућава да врло добро одвојите уздужне, попречне и вертикалне силе које делују на точак. Свака рука је подешена да преноси само аксијалне силе. Уздужне силе са коловоза опажају водећа и погонска полуга. Попречне силе опажају попречни кракови различите дужине.

Фино подешавање бочне, уздужне и вертикалне крутости такође позитивно утиче на перформансе вожње и удобност у вожњи. Огибљење и често амортизер обично су постављени на подупирач, често попречан, на руци. Дакле, ова рука је изложена већем напрезању од осталих, што значи јачу структуру или. различити материјали (нпр. челик наспрам легуре алуминијума).

Да би се повећала крутост вишеелементне суспензије, користи се такозвани подоквир - осовина. Осовина је причвршћена за тело уз помоћ метално-гумених чаура - тихих блокова. У зависности од оптерећења једног или другог точка (маневар избегавања, скретање), угао прста се благо мења.

Амортизери су само минимално оптерећени бочним напрезањем (а самим тим и повећаним трењем), тако да могу бити знатно мањи и монтирани директно у завојне опруге коаксијално - до центра. Овјес не виси у критичним ситуацијама, што позитивно утиче на удобност вожње.

Због већих трошкова производње, вишеделна осовина се углавном користи у средњим и врхунским возилима. спортисти.

Према произвођачима аутомобила, дизајн саме осовине с више карика увелике варира. Генерално, ово огибљење се може поделити на једноставније (3 везе) и сложеније (5 или више полуга) носаче.

  • У случају уградње са три карике, могуће је уздужно и вертикално померање точка, укључујући ротацију око вертикалне осе, такозвана 3 степена слободе - употреба са предњим управљачем и задњом осовином.
  • Код монтаже са четири карике, дозвољено је вертикално померање точкова, укључујући ротацију око вертикалне осе, такозвана 2 степена слободе - употреба са предњим управљачем и задњом осовином.
  • У случају уградње са пет карика, дозвољено је само вертикално померање точка, такозвани 1 степен слободе - боље вођење точка, користити само на задњој осовини.

Додај коментар