Обзор конструкций и применения пневматических подвесок на грузовых автомобилях

1 2 3 4 ©

Зубина В.А. , Алакин В.М. , Пономарев А.И. , Сядковский Б.П.

1Магистрант, 2к.т.н., доцент, 3 к.т.н., 4д.т.н., профессор; кафедра автомобиле- и тракторостроения, Калужский филиал Московского государственного технического

университета имени Н.Э. Баумана

обзор конструкций и применения пневматических подвесок на

грузовых автомобилях

Аннотация

В данной работе показано улучшение эксплуатационных характеристик малотоннажных грузовых автомобилей при установке в качестве дополнительной опции пневматической подвески с минимальной частотой собственных колебаний.

Ключевые слова: пневматическая подвеска, грузовой автомобиль, клиренс.

Keywords: air suspension, autotruck, road clearance.

Многие эксплуатационные качества малотоннажного грузового автомобиля, такие как устойчивость в движении, плавность хода, долговечность узлов и отдельных деталей машины во многом зависят от характеристик подвески. Важность этих характеристик особенно возрастает в сельских и пригодных дорожных условиях, а также в зимнее время. Именно адаптивная подвеска, управляющая дорожным просветом, определяет среднюю скорость малотоннажного грузовика на неровной дороге, а не мощность двигателя.

На основании опыта эксплуатации малотоннажных грузовиков собрана статистика относительно влияния неровности дорожного покрытия на производительность автомобиля. Так, скорость движения снижается на 35-40%; увеличивается расход топлива на 50-70%; ускоряется износ ходовой части на 40%; общая производительность грузового автомобиля падает на 33-36%; стоимость транспортировки грузов в среднем возрастает на 60%.

Среди косвенных потерь отмечается увеличение вредных выбросов в атмосферу из-за перерасхода топлива, износ шин, отпуск ресурсов и трудозатрат на техническое обслуживание автомобиля. Адаптивная подвеска может показаться нерентабельной при массовом производстве малотоннажных грузовых автомобилей, поэтому установка такой подвески может вполне рассматриваться как экономически обоснованная дополнительная опция для условий сельских, пригородных и зимних дорог.

Усовершенствование подвески путем адаптивного исполнения также важно и для ровных дорог, поскольку в последнее время возрастает средняя скорость малотоннажных грузовых автомобилей и как следствие снижается устойчивость при заводской установке более значительного дорожного просвета. Анализ конструкций автомобилей показывает, что весовой коэффициент использования автомобиля, определяемый отношением полезной нагрузки к собственному весу, непрерывно увеличивается. Стремление к минимальному собственному весу, увеличение весового коэффициента использования автомобиля и максимальной комфортности приводит к тому, что подвески с установленным номинальным дорожным просветом не всегда обеспечивают поперечную устойчивость автомобиля. Во многих случаях подвеска может обеспечивать: максимальную плавность хода и

устойчивость груженого автомобиля от опрокидывания путем уменьшения дорожного просвета в условиях скоростных и ровных дорог. Поэтому смещение подрессоренных и неподрессоренных частей автомобиля, минимальный просвет между кузовом (шасси) и поверхностью дороги может изменяться путем установки дополнительного пневматического устройства для изменения дорожного просвета и обеспечения адаптивности подвески.

При линейных характеристиках традиционных упругих элементов не удается добиться приемлемой частоты собственных колебаний, равной 90-120 мин-1, что вынуждает

© Зубина В.А., Алакин В.М., Пономарев А.И., Садковский Б.П., 2015 г.

конструкторов обращаться к упругим элементам с нелинейной, прогрессивной характеристикой: пневматическим или гидропневматическим, обладающим целым рядом достоинств. Во-первых, эти упругие элементы имеют большую энергоемкость в основном рабочем диапазоне и при больших прогибах, а значит, обеспечивают снижение амплитуды колебаний, уменьшение количества энергии, поглощаемой амортизаторами, упрощают регулировку. При этом в подвесках со стальными упругими элементами прогрессивная характеристика достигается только за счет сильного усложнения конструкции. Второе достоинство — легкость автоматического регулирования жесткости и динамичного хода подвески в соответствии с условиями нагружения, что позволяет получить большую плавность хода. Третье достоинство - при одинаковых размерах упругого элемента подвеска позволяет иметь высокую степень унификации для автомобилей разной грузоподъемности со значительной разницей в величине подрессоренных масс. В-четвертых, пневмоэлементы способны снижать центр тяжести автомобиля и следовательно повышать его устойчивость. Они имеют высокую долговечность, недостижимую для стальных упругих элементов. При этом снижается центр тяжести автомобиля и, следовательно, повышается его устойчивость. Пятое достоинство - при любой нагрузке обеспечивается надлежащее положение фар, что повышает безопасность движения в ночное время. В настоящее время пневмоподвески широко применяются на городских и междугородних автобусах, причем спереди пневмоэлементы являются составной частью как зависимых, так и независимых по кинематике подвесок.

Таким образом, благодаря совокупности положительных характеристик

пневмоподвески улучшают эксплуатационные качества автомобиля в целом. Среди них устойчивость, понижение центра тяжести, стабильность положения по горизонтальной оси, а также увеличение срока эксплуатации транспортного средства. Установка пневмоподвески как дополнительной опции минимально увеличит стоимость автомобиля, а, учитывая технический и экономический эффект, пневматическая опция - будет востребована.

Литература

1. Калашников Б.А. Системы амортизации объектов с дискретной коммутацией упругих элементов. Омск: Изд-во ОМ ГТУ,2008, 344с.

2. Садковская Н.Е., Садковский Б.П. Пути повышения уровня экологической безопасности технических средств и технологий: монография. — Калуга: Манускрипт, 2011. — 156 с. ISBN 978-5-94627-071-7

3. Цыбин В.С., Галашин В.А. Легковые автомобили. М.: Просвещение,1996, 239с.