Akademia Techniczno-Humanistyczna

W Bielsku-Białej

LABORATORIUM

UKŁADÓW STEROWANIA W POJAZDACH

SAMOCHODOWCHI

TEMAT: ZAWIESZENIA POJAZDÓW

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową elementów zawieszeń oraz z zasadą geometrycznego działania zawieszenia

Podstawy teoretyczne:

Zadania zawieszeń są następujące:

• Przenoszenie na kadłub sił pionowych oraz poziomych wzdłużnych i poprzecznych wywołanych reakcjami jezdni na koła

• Zmniejszenie działających na kadłub sił pionowych-dynamicznych wywołanych przez uderzenia kół o nierówności drogi

• Ograniczenie przemieszczeń pionowych i poziomych kadłuba

• Tłumienie pionowych drgań własnych i wymuszonych kadłuba opartego na przednim i tylnym zawieszeniu o dużej sprężystości

Kąt pochylenia koła α jest katem między płaszczyzną pionową, równoległą do podłużnej osi samochodu, a płaszczyzną koła (rys. 1).

Rys.1. Kąty ustawienia kół kierowanych samochodu

Kąt pochylenia koła α przyjmuje zwykle wartość α=-2^o÷2^o30', jest stosowany w celu:

• Uzyskania docisku koła do łożysk piasty wskutek działania składowej F od siły reakcji podłoża Q na koło; składowa obciąża łożyska piasty oraz usuwa ujemne skutki luzu w łożyskach;

• Zmniejszenie obciążenia zewnętrznego łożyska i nakrętki mocującej tarczę koła na czopie,

• Zmniejszenie promienia zataczania r_z wskutek czego skręcenie koła wymaga przyłożenia mniejszego momentu obrotowego,

• Ewentualnej kompensacji odkształceń poprzecznych elementów zawieszenia i luzów w przegubach,

• Ogranicza tendencję do drgań samowzbudnych kół przednich

Kąt pochylenia koła jest dodatni, gdy górna krawędź koła jest odchylona na zewnątrz, oraz ujemny - gdy górna krawędź koła odchylona jest do wewnątrz (rys. 2).

Rys. 2. Kąt pochylenia koła

a - dodatni, b - ujemny

Kąt pochylenia sworznia zwrotnicy β jest katem zawartym pomiędzy pionem i rzutem osi sworznia zwrotnicy na płaszczyznę pionową, prostopadłą do podłużnej osi samochodu (rys.1). W kołach prowadzonych na zawieszeniu Mc Person kąt pochylenia sworznia zwrotnicy β jest kątem zawartym pomiędzy pionem i rzutem osi przeprowadzonej przez sworzeń kulowy wahacza i górne łożysko amortyzatora na płaszczyznę pionową prostopadłą do osi podłużnej samochodu. Osie pochyleń koła i sworznia zwrotnicy, tworzą dźwignię o małym ramieniu, nazywanym promieniem zataczania r_z. Jeżeli osie te przecinają się powyżej płaszczyzny jedni, mówimy o ujemnym promieniu zataczania.

Kąt pochylenia sworznia zwrotnicy powoduje zmniejszenie promienia zataczania r_z, poza tym umożliwia samoczynny powrót kół kierowanych do położenia jazdy na wprost. Spowodowane jest to tym, że przy obrocie koła jezdnego dookoła osi sworznia, przód pojazdu unosi się do góry o odpowiednią wielkość zależną od kata skrętu koła. Moment pochodzący od ciężaru pojazdu będzie powodował powrót koła do położenia początkowego, gdyż wówczas środek ciężkości zajmuje najniższe położenie. Moment ten zależy od ciężaru przypadającego na koło jezdne i dlatego nazywa się go ciężarowym momentem stabilizacyjnym:

gdzie: G_k - ciężar przypadający na jedno koło

α - kąt skrętu koła

h - wysokość uniesienia przodu samochodu

Kąt pochylenia sworznia zwrotnicy zawiera się zwykle w granicach 5÷8^o. W samochodach z przednim napędem, które mają małe wyprzedzenie sworznia zwrotnicy stosuje się kąt pochylenia sworznia większy niż 8^o.

Zbieżność kół jest różnicą odległości pomiędzy krawędziami tarcz kół, ustawionych symetrycznie do osi podłużnej pojazdu, mierzonych w przodzie i tyle tarcz, na wysokości osi kół. Różnica ta (A-B) może przyjmować wartości dodatnie, gdy A>B, lub ujemne, gdy A<B. W tym drugim przypadku mówimy o rozbieżności kół.

Ustawienie kół jezdnych ze zbieżnością do przodu ma na celu zrekompensowanie odchyleń kół na zewnątrz. Odchylenia takie występują podczas jazdy wskutek odkształceń kół na zewnątrz. Odchylenia takie występują podczas jazdy wskutek odkształceń elementów mechanizmu zwrotniczego i luzów w tym mechanizmie. Wielkość zbieżności dobiera się tak, aby w normalnych warunkach jazdy na wprost koła ustawiały się równolegle.

Zbieżność podawana jest w milimetrach lub, coraz częściej, w stopniach kątowych, co wynika z wprowadzenia nowych metod pomiarowych. Miara kątowa odnosi się do tzw. kąta zbieżności β, którego zależność od miary liniowej opisuje równanie:

Budowa przyrządu optyczno-mechanicznego-GTO-1216

Czujnik przedni. Zasadniczym zespołem przyrządu GTO jest czujnik przedni (rys. 3). Składa się on z trzech zasadniczych zespołów:

Rys.3.Czujnik przedni.

korpusu (23), który zakłada się na trzpień mocujący (18) zacisku (21) i blokuje śrubą (22). Na korpusie umieszczona jest poziomnica (8), służąca do ustawienia całego czujnika w poziomie;

modułu mechanicznego (13) zamocowanego do korpusu (23) za pomocą nakrętki radełkowanej (10), której poluzowanie umożliwia obrót modułu c 90° . Na module mechanicznym

umieszczone jest pokrętło kompensacji bicia (17). W obudowie modułu widoczna jest poziomnica modułu mechanicznego (16), która wraz z pokrętłem kąta pochylenia koła (14) (srebrna skala) oraz pokrętłem kątów sworznia zwrotnicy (15) (żółta skala), służy do pomiaru kątów pionowych koła; .- projektora (3) zamocowanego pod korpusem (23), który

wysyła dwa promienie świetlne: jeden - do tyłu na czujnik tylny, od którego promień może być odbity i rzutowany na ekran symetrii (20), a ostrość jego jest regulowana suwakiem (12); drugi - przez otwór wylotowy (4) na przeciwległy czujnik przedni, który jest skierowany za pomocą dźwigni lustra (2), tak aby padał na ekran zbieżności (1) przeciwległego czujnika. Ostrość tego promienia regulowana jest suwakiem (5).

Wyniki:

Zawieszenie kół przednich

Lp.	Charakterystyka sprężyn		Charakterystyka kinem. zawieszenia
		Strzałka ugięcia [mm]	Siła sprężyny [N]	Kąt pochylenia koła [º]	Zmiana zbieżności kół
1.	0	0	1 º 15`	0`
2.	10	1536	0 º 45`	20`
3.	20	1768	0 º 30`	40`
4.	30	1964	0 º 30`	58`
5.	40	2152	0	1º9`
6.	50	2336	-0 º 6`	1º20`
7.	60	2504	-0 º 15`	1º27`
8.	70	2768	-0 º 18`	1º30`
9.	80	3100	-0 º 24`	1º34`
10.	90	3368	-0 º 24`	1º30`
11.	100	3668	-0 º 21`	1º22`
12.	110	4004	-0 º 18`	1º27`

Zawieszenie kół tylnych

Lp.	Charakterystyka sprężyn		Charakterystyka kinem. zawieszenia
		Strzałka ugięcia [mm]	Siła sprężyny [N]	Kąt pochylenia koła [º]
1.	0	0	3 º 30`
2.	10	700	3 º
3.	20	810	2 º 45`
4.	30	930	2 º 30`
5.	40	1040	2 º
6.	50	1155	1 º 45`
7.	60	1275	1 º 30`
8.	70	1395	1 º 15`
9.	80	1515	1 º
10.	90	1630	0 º 30`
11.	100	1750	0 º 12`
12.	110	1885	-0 º 12`
13.	120	2015	-0 º 28`

Wnioski:

Zmiana obciążenia samochodu wpływa na kąt pochylenia koła i zmianę zbieżności kół:

• przy ugięciu sprężyny przekraczającym 40 mm w kołach przednich i 110 mm w kołach tylnych, katy pochylenia kół staja się ujemne

• wraz ze wzrostem ugięcia sprężyny koła przedniego zmienia się zbieżność samochodu, do 80mm od zerowego ugięcia sprężyny koła samochodu stają się rozbieżne, natomiast od 80mm do maksymalnego ugięcia, koła osi przedniej samochodu zaczynają się zbiegać.

• Maksymalna zmiana kąta zbieżności wynosiła 1,56 stopnia (przy obciążeniu 3100N)

• Kąt pochylenia koła tylnego jest bardziej podatny do zmiany niż kąt pochylenia koła przedniego

---