Поворотная ось

редактировать

Качания оси представляет собой простой тип независимого (заднего колеса) подвески разработан и запатентован Эдмунд Rumpler в 1903. Это было революционное изобретение в автомобильной промышленности, позволяя колеса реагировать на неровности поверхности дороги независимо друг от друга, и чтобы транспортное средство для поддержания крепкое удержание дороги. Первым автомобильным автомобилем был Rumpler Tropfenwagen, за ним последовали Mercedes 130H / 150H / 170H, Standard Superior, Volkswagen Beetle и его производные, а также Chevrolet Corvair и другие.

Некоторые более поздние автомобильные задние поворотные оси имеют универсальные шарниры, соединяющие карданные валы с дифференциалом, который прикреплен к шасси. Поворотные оси не имеют универсальных шарниров на колесах - колеса всегда перпендикулярны карданным валам; поэтому такая конструкция не подходит для передних колес автомобиля, требующих рулевого управления. В подвесках качающихся мостов обычно используются листовые рессоры и амортизаторы. Он также использовался в ранних самолетах (1910 г. или ранее), таких как Sopwith и Fokker, обычно с резиновым тросом и без демпфирования.

Характеристики подвески качающейся оси: изменение развала на кочках, «поддомкрачивание» на отскоке.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Сравнение
    • 1.1 Преимущество
    • 1.2 Недостатки
    • 1.3 Решения
  • 2 Безопасность
  • 3 Замена
  • 4 Двойная двутавровая балка
  • 5 ссылки
  • 6 Внешние ссылки

Сравнение

Преимущество

Подвеска качающейся оси имеет два преимущества по сравнению с обычной ведущей осью :

  1. Это уменьшило неподрессоренную массу, поскольку дифференциал установлен на шасси.
  2. Устраняет отзывчивые изменения развала колес противоположных колес.

Недостатки

  1. Значительное изменение развала одного колеса происходит по сравнению с конструкциями осей балки, поскольку радиус шарнирного полуоси составляет менее половины от радиуса всего осевого узла.
  2. «Поддомкрачивание» при разгрузке (или отскоке) подвески вызывает положительные изменения развала колес с обеих сторон, что (в крайних случаях) может перевернуть автомобиль.
  3. Изменение развала колес из-за сил на поворотах может вызвать потерю сцепления с задними колесами, что приведет к избыточной поворачиваемости - динамически нестабильному состоянию, которое может вызвать пробуксовку автомобиля. Это особенно серьезная проблема, когда качающаяся ось используется в конструкции с задним расположением двигателя из-за большей боковой силы перегрузки на задние колеса из-за массы двигателя. Изменения развала колес во время замедления могут усилить избыточную поворачиваемость при отрыве.
1964 Corvair - задняя подвеска качающейся оси с поперечно-листовой рессорой

Решения

Некоторые технические решения могут с переменным успехом ограничить проблемы с поворотной осью:

  1. Стабилизатор поперечной устойчивости: как вариант конструкции, передний стабилизатор поперечной устойчивости, который может улучшить управляемость автомобиля с поворотной осью - перенос веса на переднюю подвесную шину, значительно уменьшая задние углы скольжения - тем самым предотвращая потенциальную избыточную поворачиваемость.
  2. Одиночная точка поворота: Mercedes-Benz решил проблемы с управляемостью, выпуская поворотные оси с одной точкой поворота, расположенной под дифференциалом, то есть значительно ниже оси. Эта конфигурация заметно снизила тенденцию к "подъему", и более поздние автомобили, оборудованные качающейся осью с низким шарниром, получили высокую оценку в современных публикациях за их управляемость. Качающаяся ось с низким шарниром продолжалась в производстве Mercedes-Benz W108 280SE и 300SEL до 1972 года. Она была установлена ​​на 300SEL 6.3, который в начале 1970-х годов был самым быстрым серийным седаном в мире. Модифицированные AMG 6.3s также оснащались стандартной качающейся осью.
  3. Перепад давления в шинах: Renault Dauphine, Volkswagen Beetle и Chevrolet Corvair первого поколения (1960–1964) использовали стратегию перепада давления в шинах для устранения характеристик избыточной поворачиваемости подвески качающихся мостов, особенно низкого давления в передних и задних колесах, которые вызывали недостаточную поворачиваемость. Перепад давления в шинах стратегии предлагается значительный недостаток: владельцы и механики могли непреднамеренно, но легко повторно ввести поворачиваемость характеристики более чем накачивания передних шин (то есть, для типичных давлений для других автомобилей с другими системами подвески) или надувать все четыре колеса к тому же давлению. Эффективность этого варианта подверглась критике в судебных процессах в США в 1960-х годах.
  4. Z-образная дуга и пружины, вызывающие крен: Mercedes-Benz представил, чтобы помочь своей качающейся оси с низким шарниром, винтовая пружина, установленная поперечно над дифференциалом, которая будет передавать нагрузку с одной стороны на другую, чтобы сжимать одну колесо, когда другая сторона поднялась. Эта спиральная пружина увеличивает несущую способность задней подвески, поэтому новый комплект пружин более низкого давления был заменен на обычные, чтобы сохранить гибкость хода. Аналогичного эффекта удалось добиться с помощью Z-образной дуги VW, в отличие от стабилизатора поперечной устойчивости. Оба устройства распределяют реакцию задних осей на вход на одно колесо, тем самым уменьшая тенденцию к чрезмерному развалу на одном колесе. Эти решения представляют собой компромисс между характеристиками качающейся оси и оси балки за счет снижения качества езды.
  5. Компенсатор развала: Поперечная пластинчатая рессора соединена с внешними концами полуосей и под узлом подвески, препятствуя положительному развалу, который может возникнуть в результате поворотов или отскока. Это было успешное решение, представленное на Corvair 1964 года, а также устанавливаемое на заводе на Porsche 356 Super 90-х и некоторых более поздних моделях. Компенсаторы развала на вторичном рынке доступны для Porsche, VW и ранних Corvairs.

Безопасность

Ральф Надер в своей книге 1965 года « Небезопасно на любой скорости» подробно описал происшествия и судебные иски, связанные с недостатками в моделях 1960–1963 годов конструкции поворотной оси Chevrolet Corvair первого поколения. Надер нашел инженера Chevrolet, который боролся с менеджментом после того, как руководство устранило передний стабилизатор поперечной устойчивости из соображений экономии. Модели 1964 года были оснащены передним стабилизатором поперечной устойчивости в качестве стандартного оборудования в дополнение к задней поперечной листовой рессоре, что улучшало устойчивость при аварийном маневрировании. Второе поколение Corvairs (1965–1969) использовало настоящую независимую заднюю подвеску (IRS).

Конструкторы Hillman Imp извлекли уроки из проблем с Corvair, разбив один на относительно низкой скорости, и разработали свой автомобиль с задним расположением двигателя и подвеской с полуприцепом сзади. Чтобы достичь правильного баланса управляемости, они фактически использовали геометрию качающейся оси спереди, а рулевые шкворни были установлены на внешних концах одинарных поперечных рычагов. Это вызвало слишком сильную недостаточную поворачиваемость и неравномерный износ шин, и были внесены изменения, чтобы уменьшить положительный развал передних колес за счет снижения точек поворота качающейся оси. Для этого также были доступны комплекты послепродажного обслуживания, а недорогая альтернатива заключалась в установке конической прокладки для изменения наклона держателя шкворня относительно поперечного рычага.

Замена

В конце 1960-х поворотные оси были вытеснены трубчатыми осями de Dion, хотя ведущие оси оставались наиболее распространенными. Большинство задних подвесок в последние годы были заменены более современными независимыми подвесками, и сегодня как качающиеся, так и подвески де Дион практически не используются.

Единственным исключением является чешский производитель грузовиков Tatra, который с 1923 года использует поворотные оси на центральной опорной трубе (модель Tatra 11 ) вместо более распространенных цельнолитых осей. Утверждается, что эта система обеспечивает большую жесткость и лучшие характеристики на дорогах плохого качества и бездорожье. Здесь присущая пониженная устойчивость на дорогах компенсируется повышенной устойчивостью на пересеченной местности, что позволяет развивать более высокие скорости на бездорожье, при прочих равных условиях. Это особенно проявляется в длинных 6+ колесных транспортных средствах, где скручивание шасси для бездорожья может стать серьезной проблемой.

Двойная двутавровая балка

Еще одно применение концепции качающейся оси - передняя подвеска Ford "Twin I-Beam" для грузовиков. Эта система имеет твердые оси и может передавать мощность в полноприводных версиях, где она называется «Twin Traction Beam». Хотя это независимая система подвески, поскольку каждая шина поднимается и опускается, не влияя на положение другой, параллелограммное действие системы подвески с А-образными рычагами отсутствует. Каждая шина движется по дуге, но из-за более длинных рычагов изменения развала пропорционально меньше, чем у приводных качающихся осей для задних колес, перечисленных выше. Точка поворота осей ниже и расположена не в центре автомобиля, а почти на противоположной балке шасси, поэтому эффект гораздо менее опасен. Спортивные гонщики Lotus Eleven 1956 года использовали переднюю подвеску с качающимся мостом, заимствованную у седана Ford E93.

использованная литература

внешние ссылки

  • СМИ, связанные с подвеской качающейся оси, на Викискладе?
Последняя правка сделана 2023-03-31 09:25:48
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте