Низкая посадка автомобилей

Для определения величины, на которую может быть опущен кузов автомобиля и какие изменения повлечет за собой это смещение, достаточно иметь характеристики упругости подвески и кинематические кривые при нормальном (среднем) положении кузова. Контрольные замеры для подвески с опущенным кузовом в большинстве случаев не требуются. Определяющим параметром возможной величины опускания Δf₀ кузова является общий ход передней подвески, который должен остаться неизменным.

В качестве примера рассмотрим автомобиль «AutoBianchi-112», характеристика передней подвески которого приведена на рисунке 1.

При исходном положении, т.е. при G_v2= 4780 Н (в салоне два человека по 65 кг каждый), этот автомобиль имеет ход сжатия f_1v = 89 мм, а когда в салоне находятся четыре человека, то 83 мм. Намеченное вначале опускание кузова на 40 мм приведет к слишком малому ходу сжатия, поэтому изучение проводили при Δf₀ = 30 мм. Используя характеристики упругости подвески, следует выполнить следующие чисто теоретические операции (рисунок 2).

1. В исходном положении при нагрузке на переднюю ось G_v2 = 4780 Н ход отбоя составляет 70 мм, при этом точку О смещаем вправо на 30 мм (первый шаг).
2. После этого всю кривую опускаем до такого положения, когда она пройдет через точку О (второй шаг).
3. Новая кривая, обозначенная пунктиром, пересекает ось X не в начале координат, а на расстоянии 4 мм от него. За счет опускания кузова пружина меньше сжимает ограничитель хода отбоя. В связи с этим общий ход подвески уменьшается со 159 до 155 мм.

На рисунке 3 приведена характеристика подвески с уменьшенным ходом сжатия и общим ходом 155 мм.

Если в салоне находятся два человека, то ход сжатия составляет 59 мм, а если четыре — то 53 мм. Эта величина вполне достаточна для измененного автомобиля такого класса.

Ход сжатия задней подвески может быть уменьшен на 30 мм за счет снижения допустимой нагрузки на ось. При допустимой нагрузке 3710 Н, т. е. когда в автомобиле четыре человека массой по 65 кг и груз 111 кг, нагрузка на ось составляет G_v4 = 5530 Н. Имеющийся при этом ход сжатия подвески составляет 39 мм. При нагрузке на ось G_v6 = 6200 Н ход сжатия составляет f_1h = 28 мм.

Уменьшение осевой нагрузки G_v6 на 900 Н, т. е. до 5300 Н позволяет, как показано на рисунке 4, сохранить предусмотренный фирмой-изготовителем ход сжатия. Поскольку багажник автомобиля расположен за задней осью, фактически необходимо уменьшить загрузку автомобиля не на 1000, а только на 750 Н. Это позволяет использовать автомобиль для перевозки четырех человек и 36 кг груза, т.е. его грузоподъемность составляет 2960 Н. Округляя, получаем 36 × 9,81 ≈ 350 Н и 2950 Н. Таким образом, автомобиль можно по-прежнему считать четырехместным.

Если опускание кузова осуществляется за счет применения пружин уменьшенной высоты, то при этом уменьшаются воспринимаемые максимальные силы и соответственно возникающие нагрузки. Также уменьшаются силы, которые должны восприниматься ограничителями хода отбоя, что приводит к уменьшению общего хода задней подвески на 5 мм, т.е. от 192 до 187 мм.

Нагрузка на ограничители хода сжатия, напротив, возрастает и целесообразно осуществить проверку их прочности.

Если величина опускания кузова точно задана, то следует проверить кинематику и передней и задней подвесок, поскольку отклонения могут иметь место как без нагрузки, так и при пробое подвески. На рисунке 5 показаны изменения развала колес при работе передней подвески типа «Макферсон».

Автомобиль с не претерпевшей изменений подвеской при загрузке, равной 1300 Н (в салоне водитель и один пассажир), т.е. в точке пересечения кривой с осью X, имеет положительный угол развала -y₀ = +1°5'. Без нагрузки этот неизмененный автомобиль имеет развал y' = + 1°35'. При опускании кузова угол развала без нагрузки уменьшается до у' = +45', что повышает возможности шин воспринимать боковые силы.

Изменение колеи, обычно довольно значительное при ходе отбоя (рисунок 6), при опускании кузова уменьшается. Даже колея, которая в том случае, когда в салоне находятся водитель и пассажир, равна t_v = 1270 мм, а без нагрузки составляет 1250 мм, увеличивается на 7 мм до соответственно 1277 или 1257 мм.

Касательная, проведенная к пунктирной кривой в нулевой точке, имеет большой наклон, что при опущенном кузове равнозначно меньшей высоте m мгновенного центра крена, которая при загрузке автомобиля водителем и пассажиром составляет 28 мм вместо 109 мм, как ранее. Следствием этого является увеличение плеча инерционных сил, что в свою очередь приводит к тому, что почти не происходит уменьшения склонности кузова к боковому наклону, несмотря на его более низкое расположение. В передней подвеске следует дополнительно проверить величину схождения колес. На большинстве моделей она находится при этом в пределах допустимого.

Для задней оси автомобиля модели A-112 используется свечная подвеска «Макферсон». На рисунке 7 показано изменение угла развала задних колес. Благодаря большей длине поперечных рычагов кривая изменения развала проходит благоприятнее, чем в передней подвеске. Если в салоне находятся два человека, то развал y_o = —5′, а без нагрузки у′ = +40′. При опускании кузова эти величины становятся более благоприятными: у_o = -1°; y′ = —20′.

Также более приемлемой при опускании кузова на 30 мм становится и величина изменения колеи, которая до изменения была при работе подвески довольно значительной (рисунок 8).

Величина колеи при загрузке автомобиля, равной 1300 Н (в салоне водитель и пассажир) увеличивается на Δt = 13 мм, т.е. с t_v = 1250 мм до t_v = 1263 мм. При этом незначительно увеличивается удерживание кузова на поворотах. Без нагрузки t_v = 1224 мм или t_v = 1237 мм (при опускании). Мгновенный центр на задней оси также опускается с необычно большей высоты, равной 176 мм, до обычной величины 97 мм. Что касается изменения развала и колеи колес, то более низкое расположение кузова благоприятно для подвески обеих осей.

После этого обязательна приемка автомобиля органами технического надзора, которым должны быть представлены по автомобилю (без нагрузки) следующие показатели:

Таблица 1 - Технические данные на автомобиль требуемые при приемке его органами технического надзора

	Нормальное положение	Кузов опущен на 30 мм
Грузоподъемность, Н	3700	2950
Допустимая полная масса, кг	1040	965
Допустимая нагрузка на заднюю ось, Н	6200	5300
Высота автомобиля, мм	1350	1320
Колея передних колес, мм	1250	1257
Развал передних колес	1° 35′	45′
Колея задних колес, мм	1224	1237
Развал задних колес	+ 40′	- 20′

Загрузка автомобиля массой 295 кг приводит к уменьшению нагрузки на заднюю ось до G_h4 = 4690 Н. При этой загрузке ход сжатия подвески составляет f_1h = 39 мм. Более благоприятной и достаточной для этого четырехместного автомобиля было бы ограничение допустимой нагрузки на ось G_h6 = 4750 Н.

Есть вопросы? ЗАДАВАЙ!