Колесные шарниры
Колесные шарниры соединяют опору подшипника колеса с рычагами. Они должны допускать угловые перемещения в вертикальном направлении, чтобы колеса могли совершать хода отбоя и сжатия, а также вращение при повороте колес. Этим требованиям наилучшим образом удовлетворяют шаровые шарниры. Если в подвеске на двойных поперечных рычагах пружина опирается на нижний рычаг 7 (рис. 2.47), требуется несущий шарнир 8, который воспринимает силы во всех направлениях. Когда верхний шарнир не передает вертикальных сил, достаточно направляющего шарнира с малым трением, который может передавать только боковые и продольные силы. Направляющая пружинная стойка при повороте колеса вращается в подшипнике качения. В нижней части достаточно иметь направляющий шарнир, если силы от стабилизатора воспринимаются стойкой. Если же — как в случае амортизаторной стойки — на нижний рычаг опирается пружина подвески или к нему крепится стабилизатор, то без несущего шарнира, пожалуй, не обойтись. Оба варианта конструкции соответствуют описанным в шарнирам рулевых тяг. Там же можно найти дальнейшие конструктивные подробности и дополнительные сведения по материалам.
На 2.50 и 2.51 показаны прямые несущие шарниры, корпус которых обычно крепится на рычаге, а шаровой палец с помощью конуса 1:10 по стандарту ДИН 71831 или цилиндрического хвостовика — в опоре подшипника колеса.
Шаровая головка скользит в пластмассовых вкладышах с долговечной смазкой, поэтому такие шарниры не требуют обслуживания. Защитный чехол, заполненный специальной смазкой и плотно охватывающий шейку пальца, предотвращает проникновение грязи и воды. На 2.54 показаны шарниры так называемой перевернутой конструкции, которые обладают тем недостатком, что вертикальные силы передаются через верхний пластмассовый кольцевой вкладыш и сферическую часть корпуса. В результате этого несущая поверхность, определяемая площадью проекции, уменьшается, а удельное давление соответственно возрастает. Изза малого момента трения, не превышающего 8 Нм, и малой податливости во всех направлениях фирма «ДаймлерБенц» применяет на мод. 380SE/500SEC несущие шарниры в качестве нижней опоры гидропневматических упругих элементов. Для улучшения шумоизоляции корпус шарового шарнира может устанавливаться в резиновой опоре. На 2.56 показана специальная конструкция опорного шарнира фирмы «Эренрайх», воспринимающего тормозные силы, действующие на нижний поперечный рычаг передней подвески мод. 280S/500SEC фирмы «ДаймлерБенц».
В направляющих шарнирах образование зазора и повышение трения можно предотвратить вкладышем, который охватывает лишь часть шаровой головки, или нажимной пружиной.
Момент трения в таких шарнирах не превышает, как правило, 4 Нм. Монтажное положение шарнира не играет здесь никакой роли. При закреплении пальца в опоре подшипника колеса его конусная часть может проворачиваться вместе с затягиваемой самостопорящейся гайкой. Поэтому необходимы грани под ключ для удержания пальца.
В качестве материала шаговых пальцев чаще всего применяется улучшаемая сталь 41Cr4V, подвергаемая поверхностной закалке.
2.47. Опора подшипника переднего колеса автомобилей «ДаймлерБенц» мод. 280S500SEC. Верхний поперечный рычаг 5 образует корпус для шарового пальца 4; нижний несущий шарнир 8 запрессован в опору 6 подшипника колеса. Хорошо видны вентилируемый тормозной диск, напрессованный на ступицу 2 изнутри, обод 3 с двойным подкатом и асимметричным глубоким ручьем и пространство для размещения тормозной скобы
Рис. 2.50. Прямой несущий шарнир фирмы «ТРВ-Эренрайх», не требующий обслуживания, с цельным пластмассовым вкладышем, пригодный для восприятия сил во всех направлениях. В уплотнительный чехол заложен долговечный смазочный материл
Рис. 2.51. Прямой несущий шарнир производства фирмы «Лемфёрдер метальварен», устанавливаемый на автомобиле «Ситроен СХ». Крепление в рычаге из легкого сплава осуществляется с помощью цапфы 1 диаметром 18 мм. Для обеспечения надежной посадки между буртиком 3 и отверстием помещено дистанционное кольцо 2, лучше распределяющее давление по поверхности. Шаровая головка диаметром 27 мм охватывается цельным вкладышем из ацетальной смолы полиоксиметилен). Дв е лыски на пальце под резьбой предназначены для удерживания при затяжке гайки. На корпусе сделана наружная накатка RAA12 по стандарту ДИН 82
2.54. Шаровой шарнир фирмы «Лемфёрдер метальварен», устанавливаемый на нижнем рычаге автомобиля «Ауди 80» и предназначенный в основном для восприятия боковых и продольных сил. Дополнительно здесь действуют вертикальные силы, обусловленные стабилизатором, поэтому шарнир выполнен несущим. Оба отверстия в кронштейне позволяют вместе с удлиненными отверстиями в поперечном рычаге регулировать в определенных границах развал и продольный наклон оси поворота; зубчатые поверхности вокруг отверстий обеспечивают надежную фиксацию. Поперечный болт входит в круглую канавку на стержне пальца
Рис. 2.56. Несущий шарнир фирмы "TPB-Эрепрайх» с дополнительной шумоизоляцией и дозированной продольной упругостью для изолирования жесткого качения радиальных шин. Фирма «Даймлер-Бенц» применяет этот узел в качеств е опорного шарнира для восприятия тормозных сил на нижних поперечных рычагах передней подвески моделей 280S/500SEС