Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,916

НОВЫЙ ПОДХОД В КОНСТРУИРОВАНИИ ШАРОВОГО ШАРНИРА ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ

Ахмадимов Р.М Филькин Н.М.
Шаровые шарниры, устанавливаемые в передней подвеске автомобиля, предназначены для сочленения элементов направляющего аппарата и представляют собой кинематические пары, в которых реализуются по три угловые степени свободы при линейном перемещении звеньев (рычагов). Такие шарниры относятся к ответственным соединениям, т. к. воспринимают в связях значительные нагрузки во всех направлениях: вертикальные - от веса автомобиля, горизонтальные - от тормозных сил и силы тяги. Надежность работы шарниров непосредственно влияет на безопасность эксплуатации автомобиля [1].

Проведенный анализ конструкций шаровых шарниров позволил сделать следующие выводы:

  • конструкции шаровых шарниров определяются, в основном, временем (годом) их разработки и традициями фирм-изготовителей;
  • общая тенденция развития шаровых шарниров идет по пути изменения материала и конструкции вкладышей: от металлических сухарей к металлокерамическим, далее к пластмассовым и тефлоновой рубашке в пластмассовой обойме;
  • количество деталей уменьшается с 12 ("Остин - 1100") до 6 (типа "ВАЗ") за счет исключения деталей для регулировки и принудительной смазки шаровой опоры во время эксплуатации;
  • все конструкции шаровых опор нуждаются в надежной защите трущихся пар от попадания грязи. В настоящее время грязезащитные чехлы шаровых опор имеют недостаточную долговечность из-за разрывов при механическом воздействии и старении материала (резины).

С целью повышения надежности и долговечности шаровых шарниров подвесок автомобилей следует для снижения трения и износа трущейся пары палец-вкладыш применить вкладыш с тефлоновой рубашкой в жестком пластмассовом корпусе и повысить точность и класс шероховатости сферы пальца.

Для повышения долговечности защитного чехла необходимо повысить прочность материала для большей стойкости к механическим повреждениям и увеличить срок старения материала (резины).

Современные шаровые шарниры типа " ВАЗ" не имеют компенсаторов износа, т. е., появляющийся в процессе эксплуатации зазор не регулируется. Применение фторопластовой ткани, обладающей высокой износостойкостью, позволяет получить достаточную долговечность шарнира без использования регулировок зазора.

Аналогичные конструкции неразборных шарниров (завальцованный корпус) без компенсаторов, но с применением установки отдельно изготовленных пластмассовых (углепластик, полиамид с наполнителем молибденом и т. д.) кольцевых вкладышей толщиной не более 2 мм, зажатых между головкой пальца и корпуса, выпускаются в большом объеме специализированными фирмами для комплектации моделей автомобилей известных фирм: фирма "Эрентрайх" для "Даймлер Бенц", "Лемфердер метальварен" для "Порше", "Ауди" [2].

Зазоры в рабочих парах шарниров недопустимы, а при изготовлении этого трудно достичь, поэтому собранные шарниры подвергают точной обжимке для получения определенного натяга в паре трения. Натяг этот контролируется в технологическом процессе изготовления шарниров замерами моментов качания и вращения пальца относительно корпуса.

Шарниры становятся неработоспособными, когда в их рабочих парах образуются критические по величине зазоры. Наличие этих зазоров обнаруживается водителем автомобиля субъективно по появлению стуков и вибраций на рулевом колесе от "рысканья" автомобиля при движении. "Рысканье" происходит из-за динамических изменений параметров подвески (развала, схождения, продольного угла наклона оси поворота колес) при воздействии на колеса автомобиля дорожных неровностей. Все это уменьшает долговечность работы подвески, подшипников колес и шин. Кроме того, снижается активная безопасность автомобиля, особенно на неровных и скользких дорогах.

Поэтому нужна конструкция, повышающая долговечность шарниров, т. е. шарнир должен иметь компенсатор для устранения зазоров с применением жестких упругих вкладышей, что позволяет шарниру воспринимать относительно равные по величине усилия во всех направлениях.

Учитывая вышесказанное, предлагается новый подход в конструировании шарниров. Для повышения долговечности работы шарниров, воспринимающих нагрузки во всех направлениях, предлагается использовать компенсатор износа, который должен располагаться не в осевом направлении пальца, как принято во всех известных конструкциях, а в радиальном.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Раймпель Й. Шасси автомобиля: Элементы подвески/ Пер. с нем. А.Л. Карпухина; Под ред. Г.Г. Гридасова. - М.: Машиностроение, 1987. - 288 с.
  2. Раймпель Й. Шасси автомобиля: Конструкции подвесок/ Пер. с нем. В.П. Агапова. - М.: Машиностроение, 1989. - 328 с.

Работа представлена на заочную электронную конференцию «Автомобиле- и тракторостроение: проектирование, конструирование, расчет и технологии ремонта и производства», 15-20 июня 2008 г. Получена в редакцию 02.03.09г.

Библиографическая ссылка

Ахмадимов Р.М, Филькин Н.М. НОВЫЙ ПОДХОД В КОНСТРУИРОВАНИИ ШАРОВОГО ШАРНИРА ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ // Современные наукоемкие технологии. – 2009. – № 4. – С. 70-71;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=26325 (дата обращения: 30.03.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074