ZAWIESZENIA

Cz

ęść

4

Dynamika

Warszawa 2010

Andrzej Re

ń

ski

CHARAKTERYSTYKI ZAWIESZENIA

Pionowa sztywno

ść

zawieszenia :

dz

dF

k

z

z

=

Sztywno

ść

elementu spr

ęż

ystego:

s

s

s

dz

dF

k

=

CHARAKTERYSTYKI ZAWIESZENIA

Porównanie energii potencjalnej ugi

ę

cia

zawieszenia

2

2

1

z

k

E

z

z

=

z energi

ą

ugi

ę

cia 2 elementów

spr

ęż

ystych

2

2

1

2

s

s

s

z

k

E

=

2

2

2

1

2

2

1

s

s

z

z

k

z

k

⋅

=

2

2













=

z

z

k

k

s

s

z

Pionowa sztywno

ść

zawieszenia

Przeło

ż

enie kinematyczne

dz

dz

)

z

(

i

s

z

=

Przeło

ż

enie dynamiczne

z

z

s

i

F

F

1

=

dz

dF

k

z

z

=

z

s

z

i

F

2

F

=

Obci

ąż

enie osi:

Pionowa sztywno

ść

zawieszenia:

Pionowa sztywno

ść

zawieszenia

( )

z

i

F

2

i

z

F

2

i

F

dz

d

2

dz

dF

k

z

s

z

s

z

s

z

z

δ

δ

+

δ

δ

=

=

=

Ostatecznie:

z

i

F

2

i

k

2

k

z

s

2
z

s

z

δ

δ

+

=

Pionowa sztywno

ść

zawieszenia

Dla małych ugi

ęć

2
z

s

z

i

k

2

k

≈

( )

z

i

F

2

i

z

F

2

i

F

dz

d

2

dz

dF

k

z

s

z

s

z

s

z

z

δ

δ

+

δ

δ

=

=

=

Wyznaczanie przeło

ż

enia i

z

Wyznaczanie przeło

ż

enia i

z

z = z

k

M

l

k

A

l

A

M

z

z

=

BA

BE

z

z

A

E

=

z

s

= z

E

cos

β

Ostatecznie:

BA

l

cos

BE

A

M

z

z

i

M

l

s

z

β

=

=

2

M

l

s

z

BA

l

cos

BE

A

M

k

2

k















β

=

Sztywno

ść

k

ą

towa zawieszenia

φ

d

dM

=

k

φ

φ

Porównanie energii przechyłu
nadwozia

Z energi

ą

ugi

ę

cia 2 elementów

spr

ęż

ystych

2

2

1

2

s

s

s

z

k

E

⋅

=

2

φ

φ

φ

k

2

1

=

E

Sztywno

ść

k

ą

towa k

φφφφ

:

Sztywno

ść

k

ą

towa zawieszenia

Porównanie energii przechyłu nadwozia z energi

ą

ugi

ę

cia 2 elementów spr

ęż

ystych

2

2

2

1

2

2

1

s

s

z

k

k

⋅

=

φ

φ

2

s

s

z

k

2

k













ϕ

=

ϕ

Sztywno

ść

k

ą

towa:

Sztywno

ść

k

ą

towa zawieszenia

b

z

=

φ

2

1

k

β

cos

BA

l

2

BE

A

M

b

φ

z

M

l

s

=















=

β

cos

BA

l

2

BE

A

M

b

k

2

k

M

l

s

φ

Ostatecznie sztywno

ść

k

ą

towa

:

2

s

s

z

k

2

k













ϕ

=

ϕ

k

φ

= k

φ

1

+ k

φ

2

Rozdzia

ł

momentu

przechylaj

ą

cego pomi

ę

dzy

zawieszenie

przednie

M

φ

1

i tylne M

φ

2

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

+

=

M

k

k

k

M

2

1

1

1

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

+

=

M

k

k

k

M

2

1

2

2

Całkowita sztywno

ść

k

ą

towa

Układ sił działaj

ą

cych na samochód poruszaj

ą

cy si

ę

po zakr

ę

cie na

granicy wywrócenia na bok, widok z przodu

Układ sił działaj

ą

cych na samochód poruszaj

ą

cy si

ę

po zakr

ę

cie na

granicy wywrócenia na bok przy uwzgl

ę

dnieniu przechyłu nadwozia i

bocznych odkształce

ń

opon

STABILIZATOR

Stabilizator w zawieszeniu McPhersona

Schemat stabilizatora

l

r

k

skr

Wzrost sztywno

ś

ci k

ą

towej

zawieszenia w wyniku działania
stabilizatora

2

2

tb

φ

r

l

k

k

∆

=

Obci

ąż

enia pionowe osi przy hamowaniu:

12

h

12

1

2

l

h

a

m

l

l

g

m

Z

−

=

12

12

2

1

l

h

a

m

l

l

g

m

Z

h

+

=

PRZECIWDZIAŁANIE PRZECHYŁOM WZDŁUZNYM

12

1

stat

2

l

l

g

m

Z

=

(

)

s

w

k

stat

2

stat

s

l

l

g

m

Z

F

−

=

Przeciwdziałanie przechyłom wzdłu

ż

nym przy hamowaniu

Zawieszenie tylne

Siły działaj

ą

ce na koło z

wahaczem w stanie ustalonym:

Z

2 stat

s stat

F

wz

l

l

s

w

h

w

F

m

k

Z

2h

sh

F

wz

l

l

s

w

h

w

F

h2

F

wx

F

Przeciwdziałanie przechyłom wzdłu

ż

nym przy hamowaniu

12

h

12

1

h

2

l

h

a

m

l

l

g

m

Z

−

=

Równanie momentów
działaj

ą

cych na wahacz i koło:

F

sh

l

s

– (Z

2h

– m

k

g) l

w

– F

h2

h

w

= 0

(

)

s

w

2

h

s

w

k

h

2

sh

l

h

F

l

l

g

m

Z

F

+

−

=

r

d

≅

h

w

Z

2h

sh

F

wz

l

l

s

w

h

w

F

h2

F

wx

F

Przeciwdziałanie przechyłom wzdłu

ż

nym przy hamowaniu

Z

2 stat

s stat

F

wz

l

l

s

w

h

w

F

m

k

(

)

s

w

2

h

s

w

k

h

2

sh

l

h

F

l

l

g

m

Z

F

+

−

=

(

)

s

w

k

stat

2

stat

s

l

l

g

m

Z

F

−

=

Aby ugi

ę

cie zawieszenia nie uległo zmianie: F

s stat

= F

sh

Przeciwdziałanie przechyłom wzdłu

ż

nym przy hamowaniu

12

h

12

1

h

2

l

h

a

m

l

l

g

m

Z

−

=

(

)

s

w

k

stat

2

stat

s

l

l

g

m

Z

F

−

=

(

)

s

w

2

h

s

w

k

h

2

sh

l

h

F

l

l

g

m

Z

F

+

−

=

Aby ugi

ę

cie zawieszenia nie uległo zmianie: F

s stat

= F

sh

12

1

stat

2

l

l

g

m

Z

=

s

w

2

h

s

w

k

12

h

12

1

s

w

k

12

1

l

h

F

l

l

g

m

l

h

a

m

l

l

g

m

l

l

g

m

l

l

g

m

+













−

−

=













−

s

w

2

h

s

12

w

h

l

h

F

l

l

l

h

a

m

0

+

−

=

w

w

2

h

12

h

l

h

F

l

h

a

m

=

w

w

12

2

h

h

l

h

l

h

F

F

=

Z

2h

sh

F

wz

l

l

s

w

h

w

F

h2

F

wx

F

Przeciwdziałanie przechyłom wzdłu

ż

nym przy hamowaniu

w

w

12

2

h

h

l

h

l

h

F

F

=

h

F

h

Przeciwdziałanie przechyłom wzdłu

ż

nym przy hamowaniu

„Wirtualny” wahacz
pchany

Przeciwdziałanie przechyłom wzdłu

ż

nym przy hamowaniu

Wirtualny wahacz pchany w przypadku zawieszenia
McPhersona

Nieliniowa charakterystyka
zawieszenia:

- Ca

ł

kowity skok: 158 mm,

- Ugi

ę

cie w stanie nieobci

ąż

onym:

74 mm, pozosta

ł

y skok: 82 mm,

- Ugi

ę

cie przy obci

ąż

eniu 3 osobami:

94 mm, pozosta

ł

y skok: 72 mm,

- Ugi

ę

cie przy obci

ąż

eniu 5 osobami:

102 mm, pozosta

ł

y skok: 54 mm,

- Ugi

ę

cie przy max. dopuszczalnym

obci

ąż

eniu osi (7700 N, w praktyce

nie realizowane, baga

ż

w baga

ż

niku

odci

ą

za o

ś

przeni

ą

): 120 mm,

pozosta

ł

y skok: 36 mm (za ma

ł

y)

Ogranicznik skoku ze spienionego elastomeru o nieliniowej
charakterystyce

Zespół amortyzatora i spr

ęż

yny:

1 – spr

ęż

yna

ś

rubowa, 2 – ogranicznik skoku rozci

ą

gania,

3 - amortyzator, 4 – ogranicznik skoku

ś

ciskania, 5 –

pier

ś

cie

ń

zabezpieczaj

ą

cy, 6, 7 – elementy podatne, 8, 9 -

nakr

ę

tki, 10 – tuleja dystansowa, 11 – podkładka, 12 –

górne gniazdo spr

ęż

yny, 13 - osłona, 14 – pokrywa

amortyzatora, 15 – dolne gniazdo spr

ęż

yny, 16, 17 -

podkładki, 18 – elastyczna podkładka spr

ęż

yny, 19 – ucho