Opis
Przegląd najważniejszych zagadnień dotyczących zespołów podwozia samochodów, bogato ilustrowany przykładami rozwiązań konstrukcyjnych, w tym także podwozi samochodów napędzanych na cztery koła. Uwzględniono ogólny układ konstrukcyjny podwozia, dynamikę opon, kinematykę i elastokinematykę zawieszeń, układy kierownicze, dobór elementów sprężystych i tłumiących zawieszeń, dynamikę pojazdu w różnych stanach ruchu, zachowanie stateczności w czasie hamowania, wykorzystanie przyczepności podczas przyspieszania oraz zdolność do pokonywania wzniesień.
Odbiorcy książki: studenci wyższych uczelni technicznych kierunków mechanika o specjalności samochodowej i pokrewnych, słuchacze studiów podyplomowych w zakresie budowy pojazdów samochodowych, inżynierowie o specjalności samochodowej i pokrewnych oraz uczniowie techników samochodowych.
Książka ani w całości, ani we fragmentach nie może być skanowana, kserowana, powielana bądź rozpowszechniana za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych, w tym również nie może być umieszczana ani rozpowszechniana w postaci cyfrowej zarówno w Internecie, jak i w sieciach lokalnych bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich.
Spis treści
Przedmowa 11
Oznaczenia12
1. Zawieszenia i układy napędowe 28
1.1. .Ogólny opis zawieszeń 28
1.2. Zawieszenia niezależne - opis ogólny 34
1.2.1. Wymagania 34
1.2.2. Zawieszenia z podwójnymi wahaczami poprzecznymi 35
1.2.3. Zawieszenia z kolumnami prowadzącymi 37
1.2.4. Zawieszenia tylne z wahaczami wzdłużnymi 42
1.2.5. Zawieszenia tylne z wahaczami skośnymi 45
1.2.6. Zawieszenia wielodrążkowe 47
1.3. Zawieszenia ze sztywną osią i zawieszenia z wahaczami sprzężonymi 49
1.3.1. Zawieszenia ze sztywną osią 49
1.3.2. Zawieszenia z wahaczami sprzężonymi 55
1.4. Klasyczny układ napędowy - silnik z przodu, napędzane koła tylne 57
1.4.1. Zalety i wady klasycznego układu napędowego 57
1.4.2. Zawieszenia nie napędzanych kół przednich 62
1.4.3. Zawieszenia napędzanych kół tylnych 66
1.5. Silnik umieszczony za lub przed tylną osią 69
1.6. Napęd przedni 72
1.6.1. Stosowane rozwiązania 73
1.6.2. Zalety i wady napędu przedniego 76
1.6.3. Zawieszenia przednich kół napędzanych 79
1.6.4. Zawieszenia nie napędzanych kół tylnych 85
1.7. Napęd wszystkich kół 88
1.7.1. Zalety i wady 89
1.7.2. Ręcznie włączany napęd drugiej osi w samochodach osobowych 95
1.7.3. Ręcznie włączany napęd wszystkich kół w samochodach ciężarowych i terenowych (wielozadaniowych samochodach osobowych) 97
1.7.4. Stały napęd wszystkich kół z wykorzystaniem zespołów samochodu osobowego o napędzie przednim 99
1.7.5. Stały napęd wszystkich kół z wykorzystaniem zespołów samochodu z klasycznym układem napędowym 107
1.7.6. Przegląd rozwiązań układów napędu czterech kół 111
2. Opony i koła 116
2.1. Wymagania dotyczące ogumienia 116
2.1.1. Zamienność 116
2.1.2. Wymagania w odniesieniu do samochodów osobowych 117
2.1.3. Wymagania w odniesieniu do samochodów ciężarowych 118
2.2. Rodzaje opon 119
2.2.1. Opony diagonalne 119
2.2.2. Opony radialne 120
2.2.3. Opony bez dętkowe czy dętkowe 121
2.2.4. Stosunek wysokości do szerokości opony 124
2.2.5. Wymiary opon i ich oznaczenia 126
2.2.6. Nośność opony a ciśnienie powietrza 128
2.2.7. Oznaczenia opony na ścianie bocznej 136
2.2.8. Efektywny obwód toczenia i prędkość jazdy 136
2.2.9. Wpływ opon na wskazania prędkościomierza 139
2.2.10. Rzeźba bieżnika 140
2.3. Koła 140
2.3.1. Terminologia 140
2.3.2. Obręcze do samochodów osobowych, dostawczych i ich przyczep 141
2.3.3. Koła do samochodów osobowych, dostawczych i ich przyczep 144
2.3.4. Mocowanie kół 146
2.4. Własności sprężyste 147
2.5. Niejednorodność budowy 149
2.6. Opór toczenia 151
2.6.1. Opór toczenia podczas jazdy na wprost 151
2.6.2. Opór toczenia w ruchu krzywoliniowym 152
2.6.3. Pozostałe czynniki 154
2.7. Współczynnik przyczepności przylgowej i poślizgowej wzdłużnej 154
2.7.1. Poślizg 154
2.7.2. Współczynniki przyczepności 155
2.7.3. Wpływ nawierzchni 156
2.8. Współczynnik przyczepności poprzecznej 158
2.8.1. Siły boczne, kąt bocznego znoszenia i współczynnik przyczepności 158
2.8.2. Charakterystyka sterowności pojazdu 160
2.8.3. Współczynniki przyczepności i poślizg 162
2.8.4. Siły boczne na suchej nawierzchni 163
2.8.5. Wpływ różnych wielkości 165
2.9. Wypadkowy współczynnik przyczepności 168
2.10. Moment stabilizacyjny opony i ramię momentu stabilizacyjnego 170
2.10.1. Moment stabilizacyjny- opis ogólny 170
2.10.2. Ramię momentu stabilizacyjnego 171
2.10.3. Czynniki wpływające na moment stabilizacyjny kół przednich 173
2.11. Moment przechylający opony i przesunięcie punktu przyłożenia sił 175
2.12. Reakcja na zmianę siły napędowej 176
2.12.1. Reakcja na zmianę siły napędowej w następstwie zmiany sił pionowych 176
2.12.2. Reakcja na zmianę siły napędowej wynikająca z momentu stabilizacyjnego opon 178
2.12.3. Wpływ kinematyki i elastokinematyki 178
3. Kinematyka i elastokinematyka zawieszeń 179
3.1. Cel regulacji ustawienia kół 180
3.2. .Rozstaw osi 181
3.3. .Rozstaw kół 181
3.4. Środki bocznego przechyłu i oś bocznego przechyłu 189
3.4.1. Terminologia 189
3.4.2. Oś bocznego przechyłu 193
3.4.3. Środek bocznego przechyłu zawieszeń niezależnych 195
3.4.4. Środek bocznego przechyłu zawieszenia ze wzdłużnymi wahaczami sprzężonymi 201
3.4.5. Środek bocznego przechyłu zawieszenia z osią sztywną 202
3.5. Kąt pochylenia koła 205
3.5.1. Wartości kątów pochylenia koła, wartości zalecane 205
3.5.2. Zmiany kątów pochylenia kół wynikające z kinematyki 207
3.5.3. Wykreślne wyznaczanie zmian kątów pochylenia kół 210
3.5.4. Zmiany kątów pochylenia kół wynikające z przechyłów poprzecznych podczas jazdy na zakręcie 211
3.5.5. Zmiany kątów pochylenia kół wynikające z elastyczności zawieszenia 213
3.6. .Zbieżność i samosterowność 215
3.6.1. Kąt zbieżności i odchylenia osi - wartości liczbowe i tolerancje 215
3.6.2. Zmiana zbieżności wynikająca z kinematyki 218
3.6.3. Zmiana zbieżności wywołana przechyłami poprzecznymi nadwozia 220
3.6.4. Zmiana zbieżności i kątów skrętu kół pod działaniem sił bocznych 226
3.6.5. Zmiana zbieżności pod wpływem sił wzdłużnych 229
3.7. Kąt skrętu kół i przełożenie układu kierowniczego 236
3.7.1. Kąt skrętu kół 236
3.7.2. Średnica zawracania i obrysowa średnica zawracania 237
3.7.3. Kinematyczne przełożenie układu kierowniczego 241
3.7.4. Przełożenie dynamiczne układu kierowniczego 245
3.8. Moment stabilizacyjny układu kierowniczego - opis ogólny 246
3.9. Kąt pochylenia osi zwrotnicy i promień zataczania 248
3.9.1. Zależność między kątem pochylenia osi zwrotnicy a promieniem zataczania 248
3.9.2. Ramię działania siły hamowania 253
3.9.3. Ramię działania sił wzdłużnych 255
3.9.4. Zmiany promienia zataczania 257
3.10. Kąt wyprzedzenia osi zwrotnicy 257
3.10.1. Odcinek wyprzedzenia i kąt wyprzedzenia osi zwrotnicy 257
3.10.2. Kąt wyprzedzenia w ruchu na wprost 260
3.10.3. Momenty stabilizacyjne podczas jazdy na zakręcie 262
3.10.4. Zmiany kątów pochylenia koła oraz kątów pochylenia i wyprzedzenia osi zwrotnicy wywołane skrętem kół 265
3.10.5. Zmiany kąta wyprzedzenia osi zataczania zwrotnicy w zależności od ugięć przedniego zawieszenia 268
3.10.6. Obrót wspornika tylnego koła w wyniku jego ruchu pionowego 274
3.10.7. Rozkład siły pionowej wynikający z kąta wyprzedzenia osi zwrotnicy 276
3.10.8. Wartości regulacyjne i tolerancje 279
3.11. Przeciwdziałanie przechyłom wzdłużnym nadwozia podczas hamowania i przyspieszania 280
3.11.1. Terminologia 280
3.11.2. Przedni środek przechyłu wzdłużnego 281
3.11.3. Tylny środek przechyłu wzdłużnego 283
3.12. Pomiary geometrii podwozia 285
3.12.1. Oprzyrządowanie do pomiaru i kontroli geometrii podwozia 285
3.12.2. Pomiar zmian kątów wyprzedzenia i pochylenia osi obrotu zwrotnicy, pochylenia koła oraz zbieżności 288
4. Układ kierowniczy 291
4.1. Budowa układu kierowniczego 291
4.1.1. Wymagania 291
4.1.2. Układ kierowniczy w przypadku niezależnego zawieszenia kół 294
4.1.3. Układ kierowniczy w przypadku sztywnej osi przedniej 294
4.2. Zębatkowa przekładnia kierownicza 296
4.2.1. Zalety i wady 296
4.2.2. Odmiany rozwiązań konstrukcyjnych 297
4.2.3. Zębatkowa przekładnia kierownicza bez wspomagania z drążkami poprzecznymi mocowanymi do końców listwy zębatej 297
4.2.4. Zębatkowa przekładnia kierownicza bez wspomagania z drążkami poprzecznymi mocowanymi w środku listwy zębatej 300
4.3. Układ kierowniczy z przekładnią śrubowo-kulkową 302
4.3.1. Zalety i wady 302
4.3.2. Przekładnia śrubowo-kulkowa 304
4.4. Układy kierownicze ze wspomaganiem 305
4.4.1. Hydrauliczne układy wspomagania 305
4.4.2. Układy kierownicze ze wspomaganiem elektrohydraulicznym 308
4.4.3. Układy kierownicze ze wspomaganiem elektrycznym 310
4.5. Kolumna kierownicy 311
4.6. Tłumik układu kierowniczego 318
4.7. Kinematyka układu kierowniczego 318
4.7.1. Wpływ rodzaju i położenia przekładni kierowniczej 318
4.7.2. Trapez i trójkąt układu kierowniczego 320
4.7.3. Drogości i położenie drążków poprzecznych 324
5. Resorowanie 331
5.1. Wymagania dotyczące komfortu 331
5.1.1. Komfort związany z pionowymi drganiami nadwozia 332
5.1.2. Komfort związany z toczeniem się kół 335
5.1.3. Przeciwdziałanie przenoszeniu się drgań własnych zespołu napędowego 337
5.2. Masy, częstotliwości drgań własnych i współczynniki sztywności 338
5.3. .Masy i obciążenia osi 342
5.3.1. Masa własna pojazdu 342
5.3.2. Dopuszczalna masa całkowita 343
5.3.3. Dopuszczalna ładowność 343
5.3.4. Masa konstrukcyjna 346
5.3.5. Dopuszczalne obciążenia osi 346
5.3.6. Rozkład obciążenia na osie wg ISO 2416 348
5.4. Charakterystyki sztywności zawieszeń 352
5.4.1. Zawieszenie przednie 352
5.4.2. Zawieszenie tylne 356
5.4.3. Charakterystyka sztywności zawieszenia a zachowanie się
pojazdu w ruchu krzywoliniowym 358
5.4.4. Skoki kół w przypadku wahaczy wzdłużnych 363
5.5. Rodzaje elementów sprężystych 363
5.5.1. Pneumatyczne i gazowe elementy sprężyste 364
5.5.2. Stalowe elementy sprężyste 367
5.5.3. Ograniczniki skoku i dodatkowe elementy sprężyste 369
5.5.4. Stabilizatory 370
5.6. Amortyzatory 371
5.6.1. Sposoby zabudowy 372
5.6.2. Amortyzatory dwururowe bezciśnieniowe 373
5.6.3. Amortyzatory dwururowe niskociśnieniowe 378
5.6.4. Amortyzatory jednorurowe wysokociśnieniowe 380
5.6.5. Amortyzatory jednorurowe bezciśnieniowe 386
5.6.6. Wykres pracy amortyzatora i charakterystyka tłumienia 389
5.6.7. Mocowania amortyzatorów 391
5.6.8. Ograniczniki skoku i dodatkowe elementy sprężyste 393
5.7. Zestawy amortyzatorów ze sprężynami 398
5.8. Kolumny prowadzące 398
5.8.1. Rozwiązania kolumn prowadzących 398
5.8.2. Kolumny prowadzące z amortyzatorem dwururowym bezciśnieniowym 400
5.8.3. Kolumny prowadzące z amortyzatorem dwururowym
niskociśnieniowym 400
5.8.4. Kolumny prowadzące bez sprężyn 404
5.9. Zmienne tłumienie 404
6. Podwozie a cały pojazd 408
6.1. Środek masy pojazdu i nadwozia 408
6.1.1. Wpływ położenia środka masy na zachowanie się pojazdu w czasie jazdy 408
6.1.2. Wyznaczanie położenia środka masy pojazdu 410
6.1.3. Masy osi i ich środki mas 415
6.1.4. Masa nadwozia i jego środek masy 415
6.2. Masowe momenty bezwładności 416
6.3. Hamowanie 419
6.3.1. Proces hamowania 419
6.3.2. Stateczność hamowania 421
6.3.3. Obliczanie kąta wzdłużnego przechyłu nadwozia 424
6.3.4. Wpływ środków przechyłu wzdłużnego 428
6.3.5. Współczynnik i kąt przeciwdziałania przechyłowi wzdłużnemu podczas hamowania 431
6.4. Napęd 432
6.4.1. Przyspieszanie 432
6.4.2. Zdolność pokonywania wzniesień 436
6.4.3. Granica poślizgu 437
6.5. Modułowe systemy konstrukcji samochodów 441
Literatura 444
Skorowidz wymienionych w tekście rozwiązań zespołów samochodów według marek 446
Skorowidz firm produkujących wymienione w tekście podzespoły dla przemysłu motoryzacyjnego 448
Skorowidz rzeczowy 450
