страница - 49
Первая пружинасжимавтсяпегкоиспужит для поглощения небольших неровностей и ударов, обеспечивая плавность поездки. По мере усиления ударов близлежащие витки первой пружины встречаются друг с другом и образуют собой твердый стержень. После этого в действие вступает вторая, более жесткая пружина, допускающая продолжительное поглощение больших неровностей. Трудоемкость и стоимость изготовления пружин по-чрежнему невысока, хотя стоимость самой подвески немного возрастает. Обычно нес-колькопружин используются в зэднейподвеске.
Пружины с прогрессивной характеристикой
В качестве альтернативы можно использовать одну пружину, навитую таким образом, чтобы шаг ее витков постепенно возрастал от одного
кониз к другому. Витки пружины такого типа последовательно соприкасаются, по мере сжатия пружины обеспечивая настоящую прогрессивную характеристику. Пружины с переменным шагом навивки сейчас используются на многих машинах и обеспечивают комфортабельность при езде как по нормальным дорогам, так и по дорогам с большими выбоинами. Проблема заключается в том. что такие пружины являются наиболее дорогими и трудоемкими при точном изготовлении.
Лучший способ достижения прогрессивной характеристики подвески, обеспечиваю ший реальный рост жесткости, заключается в применении стандартной пружины постоянного шага, соединенной с колесом рычажным механизмом, изменяющим усилиепружиныпри сжатии подвески. Такая схема широко исполь-
зуется в задней подвеске (см. Главу В), но пока не нашла применения в передней.
Демпфирование (амортизация)
При наезде мотоцикла на неровность дорожного полотна энергия ударе поглощается за счет сжатия пружин. Естественно, пружина стремится немедленно передать эту энергию подрессоренным массам машины. Амортизацией называют управление скоростью реагирования пружины. Отсутствие амортизации в подвеске привело бы к безудержному раскачиванию мотоцикла при движении по ряду следующих друг ва другом неровностей. Фрикционные амортизаторы широко использовались на ранних машинах и по-прежнему применяются на ряде скутеров. Проблема, связанная с фрикционным амортизатором, заключается в том. что он обеспечивает максимальное сопротивление до начала перемещения, а по мере роста скорости перемещения степень демпфирования снижается. Кроме того, фрикционные элементы очень быстро изнашиваются. Простейший амортизатор скутера состоит из поршня и кольца, перемещающихся по трубе вилки с сопротивлением, достаточным для создания необходимого трения.
В основе стандартного масляного демпфирующего устройства лежит клапан или сверление определенного диаметра внижней части трубы вилки, заполненной маслом. При перемещении подвижной трубы вверх масло вынуждено вытекать через клапан или сверление в трубу. При движении подвижной трубы вниз масло оказывает сопротивление перемещению подвески. В результате предотвращается любая склонность к раскачиванию мотоцикла.
Для комфорта водителя лучше всего, если колесо может свободно перемещаться, реагируя на неровности дорожного полотна. Однако при ходе вниз необходим демпфирующий эффект для улучшения управляемости. Кроме того, степень демпфирования должна зависеть от скорости сжатия и растяжения вилки. Для обеспечения этого при сжатии и растяжении используются различные клапана и отверстия. При достижении некоторого предельного давления масла из-за высокой скорости сжатия илирастяжения(отбопьшого удара или выбоины] используются дополнительные кпепена.
Амортизация достигается за счет применения поршневого амортизатора или картридж-ного демпфера (см. рис. 7.36. стр. 7.2. 7.3 в-г. стр. 7.3). Оба закрепляются болтами к основанию подвижной трубы вилки и располагаются в масляной полости наконечника, являющегося частью вилки.
Поршневой амортизатор
Поршень амортизатора представляет собой трубу с отверстиями, расположенную в масле (см. рис. 7.3П. В верхней части сечение поршня больше, на нем располагается кольцевое уплотнение, которое опирается на внутреннюю стенку трубы випки. При перемещении подвижной трубы випки вверх или вниз поршень
Рис. 7.3г Детали типичной перевернутой телескопической передней вилки с емор-тизетором картриджного типа (Yamaha Y2F750R]
7 Верхний пробка в сборе 10 Шайба
2Уппотнитепьное кольцо 7 7 Сальник
3Контрящая гайка 12 Стопорное кольцо
4Дистанционная втулка 13 Пылезащитное уплотнение
5Пружина14 Картридж амортизатора
6Войлочная шайба 15 Верхняя втулка
7Направляющая шайба 16 Подвижный наконечник вилки
8Труба вилки {стойка} 17 Болт и уплотняющая шайба картриджного амортизатора
9Нижняя втулка
Рис. 7.3д Летели типичной телескопической передней вилки скутере - Pieggio Typhoon
Сжатие
амортизатора вынуждает масло перетекать через различные отверстия. В основании трубы випки располагается обратный клапан, который позволяет маслу перетекать при сжатии вилки, апри растяжении закрывается и исключаетперетекание. За счет этого достигаются необходимые характеристики демпфирования, обеспечивающие комфорт при сжатии випки и управление при растяжении.
Картриджный демпфер
Принцип действия картриджного демпфера также основывается на перетекании масла через дросселирующие клапана, но картриджей демпфер отличается наличием на конце штока поршня множества отверстий [см. рис. 7.3ж. стр. 7.6). Шток выходит из картриджа и прикрепляется к верхней части вилки таким образом, чтобы при сжатии или растяжении вилки поршень мог перемешаться внутри картриджа. Клапана, демпфирующие сжатие, находятся в основании картриджа. Клапана, демпфирующие отбой [обратный ход при растяжении), располагаются на поршне. При сжатии вилки клапана отбоя закрываются, и поршень вытесняет масло через клапана сжатия. При растяжении вилки клапана отбоя открываются и впускают масла Клапана состоят из низкоскоростных и высокоскоростных масляных каналов [подразумевается скорость сжатия-растяжения, а не скорость движения машины). Низкоскоростные масляные каналы могут иметь фиксированное
Рис. 7.3е Принцип действия вилки, демонстрирующий пути прохождения амор-тизаторной жидкости
1Основная пружина
2Сапьник
3Пылезащитное уплотнение
4Кольцо поршня
5Труба вилки (стойка)
6Шток амортизатора в сбора
7Пружина отбоя
8Седло клапана амортизатора
9Пружина
10Клапан
11Корпус клапвна
12Подвижный наконечник вилки
13Гнездо штока амортизатора [деталь масляный затвор)
При ходе сжатия амортизаторная жидкость, находящаяся в нижней части подвижного наконечника (под трубой вилки], вытесняется через отверстия сжатия амортизатора и клепан внизу трубы. Удар подвижного наконечника о трубу випки при чрезмерном ходе вилки исключается за счет образования гидравлического замка при перекрытии нижних отверстий.
При ходе отбоя амортизаторная жидкость в випке перетекает через отверстия отбоя амортизатора, но клапан внизу трубы закрывается. Пробой вилки предотвращается за счет образования гидравлического замка при перекрытии трубой нижних отверстий и пружины отбоя, установпанной на штоке амортизатора.
Шток поршня Уплотнение Wштока поршня
Картридж
V
Поршень с клапаном У* отбоя в сборе Клапан сжатия в сборе
Рис. 7.3ж Картриджный амортизатор
сечение, следовательно, обеспечивать демп-<рирование с постоянным сопротивлением, или выполнлться регулируемыми [см. ниже], чтобы сопротивление можнобылоповышатъипипони-жать. Такие каналы предназначены обеспечивать поглощение небольших неровностей дороги. Средне- и высокоскоростные масляные каналы начинают действовать при возрастании давления из-за повышения скорости перемещения. Они предназначены для поглощения больших неровностей дорожного полотна [выбоин, ям, рытвин и та). Управление перемещением со средней и высокой скоростью осуществляется при помощи так называемого "пакета пластин11, который представляет собой набор пластин различного диаметра и толщины, уложенных друг на друга и перекрывающих отверстия, через которые проходит масло. При средней скорости перемещения, вызванного небольшими неровностями дорожного полотна, тонкая пластина большого диаметра легко прогибается под давлением жидкости и обеспечивает ее перетекание, но величина прогиба ограничивается пластинами большей толщины и меньшего диаметра. Перемещение с высокой скоростью, например, при въезде на поребрик или попадании колеса в выбоину, создаст дополнительное давление, в результате чего прогнутся пластины меньшего диеметра и большей толщины, и увеличится объем масла, проходящего через отверстия. Для достижения оптимальной настройки подвески для конкретной машины необходимо оптимизировать количество и диаметр отверстий в поршне и количество и размер пластин. Достичь этого на гоночном мотоци кле, который перемещается только по относ иге льно гладкой поверхности, гораздопроще, чем на дорожном, которыйпреднаэначендпяработывраэличных дорожных условиях при нагрузках, изменяющихся в широких пределах.
В картриджном демпфере использованы принципы демпфирования, которые были получены адаптацией схем, применяемых в течение ряда лет в задних амортизаторах.
Сравнительный анализ поршневого амортизатора и кертриджного демпфере
Нет сомнений, что картриджный демпфер обеспечивает лучшее качество демпфирования по сравнению с поршневым амортизатором - не только с точки зрения приспособляемости, а также потому, что процессы сжатия и растяжения разделены за счет использования разных клапанов. Другое преимущество картриджного демпфера заключа-етсявтом.чтонаегоработуневлияютпузырьки воздуха, попадающие в амортиэаторную жидкость при сжатии и растяжении вилки. Традиционные поршневые амортиэаторычэсто приближаются к поверхности масла, где ту рбу-пентность приводит к аэрации, при которой крошечные пузырьки воздуха смешиваются с амортиэаторной жидкостью и увлекаются амортизатором до того, как у них появится возможность всплыть на поверхность и покинуть масло, При попадании в жидкость воздуха характеристики демпфирования вилки существенно ухудшаются. Главный недостаток картриджной вилки эаключаетсявповышенномизносе-внутренняя поверхность алюминиевой внешней трубы анодируется для предотвращения износа при перемещении по ней втулок внутренней трубы. Но у анодированной поверхности кристаллическая структура, не обеспечивающая идеальной гладкости, поэтому она изнашивает втулку, сдирая с нее частицы PTFE [тефлона], которые затем попадают в мэспо и загрязняют его.
Проблема износа не нова, но по сравнению с традиционными поршневыми амортизаторами скорость перетекания амортиэаторной жидкости в вилках картриджной конструкции гораздо выше, и поэтому эффективность демпфирования сильно зависит от изменения свойств амортиэаторной жидкости. По мере ее загрязнения увепичиваетсяскоростъизноса и повышается вероятность попадания в пакеты пластин различных частиц. Разработка материалов должна решить эту проблему. Компания Yamaha выбрала другой путь решения проблемы: на мотоцикле R1 втулки устанавливаются в наружной трубе так, чтобы по ним перемешались внутренние трубы, покрытые хромом, а не наружные трубы из анодированного алюминия,
Пневматические
и пневмомеханические вилки
Пневматические вилки
Пространство внутри вилки заполняется воздухом под давлением, заменяющим цилиндрическую пружину. Воздух - превосходная упругая среда, обладающая прогрессивной характеристикой, которая идеально подходит для использования в подвеске.
Несмотря на то, что пневматические вилки использовались на мотоциклах, главный их недостаток заключается в том, что для обеспечения нормальной работы им необходимо воздухонепроницаемое уплотнение. При доступном на данный момент уровне технологии уплотнений и материалов пневматические вилки практически не могут применяться для мотоциклов.
Пневмомеханические вилки
В пневмомеханических вилках начальная упругость обеспечивается традиционными цилиндрическими пружинами постоянного шага. Кроме того, вилки оснащаются пневматическими вентилями [обычно встроенными в верхнюю резьбовую пробку] и нередко объединяются шлангом для поддержания одинакового давления в каждом пере вилки [см. рис. 7.3з]. При такой комбинации упругих элементов обеспечивается преимущество испопьзованияупругости воздуха, но.поскольку давление воздуха намного ниЖе. чем в пневматической вилке, повреждение уплотнений менее вероятно. Если уплотнение все же повреждается, вилку можно продолжать эксплуатировать, используя только усилие пружин.
Существует распространенное мнение, что пневматические вилки обеспечивают регулируемое демпфирование. Несмотря на то, что наличие давления воздуха е вилке в некоторой мере влияет надемпфирование.воздух сам по себе представляет плохую среду для демпфирования. Это связано с тем, что он легко сжимается, и именно поэтому он обладает такой хорошей упругостью. Демпфирующий эффект по-прежнему обеспечивается за счет нагнатания масла через дросселирующее устройство, а степень демпфирования можно регулировать, изменяя его пропускную способность.
Регулировка предварительного поджатия пружин и демпфирования
Многие вилки оснащаются регулировкой, предоставляющей возможность настройки вилки под всевозможные условия эксплуатации. Необходимость регулировкиподчеркиваеттот факт, что вилка может работать наилучшим образом только при строго определенных нагрузках и типах поверхности,
Предварительное поджатие пружины
Предварительное поджатие пружины - это степень сжатия пружины, заложенная при сборке вилки, присутствующая до нэгружения вилки под влиянием неровностей дорожного полотна, Регулировка предварительного поджатия позволяет водителю изменять эффективную длину пружины (за счет поджатия ее в вилке] в зависимости отнагруэки,поверхности дороги и стиля вождения. Механизм обычно представляет собой регулятор, находящийся в непосредственном контакта с верхней частью пружины, который может перемещаться в
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74]