Futóművek Segédlet a Járműszerkezetek II. tantárgyhoz

Az előadások a következő témára: "Futóművek Segédlet a Járműszerkezetek II. tantárgyhoz"— Előadás másolata:

1 Futóművek Segédlet a Járműszerkezetek II. tantárgyhoz
Összeállította: Dr. Varga Zoltán Széchenyi István Egyetem Közúti és Vasúti Járművek Tanszék

2 Futómű

3 Futómű

4 Futómű

5 Futómű

6 Futómű Jármű mozgatásának, mozgásának biztosítása: kívánt pályán, kívánt sebességgel Kerék: gumiabroncs, kérékpánt-keréktárcsa, kerék csapágyazás Kerék felfüggesztés Rugózás Lengéscsillapítás Kerekek hajtása Kerekek fékezése A jármű kormányzása

7 A járműre ható erők haladásnál

8 A járműre ható erők fékezésnél

9 Jármű forgó mozgások

10 Jármű egyenes vonalú mozgások

11 Erők és nyomatékok a felfüggesztéseknél

12 Kerékfelfüggesztés A kerekek helyzetét, mozgás állapotát határozza meg az úthoz és a járműhöz képest. Biztosítja a kerékre ható igénybevételek (erők és nyomatékok) felvételét úgy, hogy a mozgásállapot megfelelő legyen Kerék csapágy ház Rugó Kar, rúd, tartó Szilent blokk Gömbcsukló Torony csapágy Lengéscsillapító Aktuátorok (aktív kerékfelfüggesztés)

13 Merev tengely

14 Merev tengely

15 Merev tengely

16 Merev tengely

17 Merev tengely

18

19 Merev tengely

20 Kapcsolt kerékfelfüggesztés

21 Kapcsolt kerékfelfüggesztés

22 Futómű McPherson felfüggesztéssel

23 Mac Pherson futómű Earle S. MacPherson developed the design of the strut in 1949 Forrás: Wikipedia Although it is a popular choice, due to its simplicity and low manufacturing cost, the design has a few disadvantages in the quality of ride and the handling of the car. Geometric analysis shows it cannot allow vertical movement of the wheel without some degree of either camber angle change, sideways movement, or both. It is not generally considered to give as good handling as a double wishbone or multi-link suspension, because it allows the engineers less freedom to choose camber change and roll center. Another drawback is that it tends to transmit noise and vibration from the road directly into the body shell, giving higher noise levels and a "harsh" feeling to the ride compared with double wishbones[], requiring manufacturers to add extra noise reduction or cancellation and isolation mechanisms.

24

25 How Macpherson strut works. ✔
Mac Pherson futómű How Macpherson strut works. ✔  HowMachineWorks.com·

26 Mac Pherson futómű

27 Mac Pherson futómű

28 Mac Pherson futómű

29

30 Mac Pherson futómű

31 Mac Pherson futómű

32 Mac Pherson futómű

33 Mac Pherson futómű

34 Mac Pherson futómű

35

36

37

38

39 Kettős keresztlengőkaros futómű

40 Kettős keresztlengőkaros futómű

41 Kettős keresztlengőkaros futómű

42 Kettős keresztlengőkaros futómű

43 Kettős keresztlengőkaros futómű

44 Kettős keresztlengőkaros futómű

45 Kettős keresztlengőkaros futómű

46 Kettős keresztlengőkaros futómű

47 Hossz és keresztlengőkaros futómű

48 Hossz és keresztlengőkaros haszonjármű futómű

49 Kettős keresztlengőkaros futómű

50

51 Több lengőkaros futómű

52 Több lengőkaros futómű

53 Több lengőkaros futómű

54 Több lengőkaros futómű

55 Több lengőkaros futómű
Mehrlenkerachse eines Mitsubishi Galant EA0 mit drei Einzel- und einem Dreiecksquerlenker, der an zwei Punkten an der Karosserie gelagert ist. Pink: Achsschenkel Gelb: Dreieckslenker Rot, grün, blau: übrige Einzellenker. Forrás: Wikipedia

56 Több lengőkaros futómű
The multi link suspension is seen as the best independent system for a production car because it offers the best compromises between handling and space efficiency and comfort and handling. Moreover, because such a suspension allows a vehicle to flex more, it's also a very good solution for off road driving.  The multi link is also advantageous for the designer who can alter one parameter in the suspension without influencing the entire assembly. This is a major difference compared to a double wishbone suspension.  As with all good things, the multi-link system is costly and complex to design and manufacture. In fact, the suspension's geometry needs to be checked with design analysis software.

57 Több lengőkaros futómű

58

59 Rugók Dr. Lévai Zoltán

60 Rugók

61 Rugók

62 Gördülőmembrános légrugó diagram
Légrugók Gördülőmembrános légrugó diagram

63 Gördülőmembrános légrugó

64 Kanyarstabilizátor Forrás: Dr. Lévai Zoltán BME
A stabilizátor nélküli független felfüggesztés (C) esetén ugyanekkora kanyarban (ugyanakkora Fcerő esetén) nem lehet megakadályozni a felborulást, mivel a kocsitest billenése miatt a jármű tömegközéppontja jelentősen elmozdul kifelé, s az F eredő erő a keréken kívül döfi az úttestet. A középső rajz (B) a stabilizátor hatását mutatja. A kocsitest jobb oldala itt is lebillen, a jobb oldali rugó kicsit összenyomódik, s ezzel a torziós stabilizátoron csavar egyet. Ez a csavaró nyomaték természetesen eljut a bal oldali lengőkarig, s igyekszik ott is csökkenteni a kerék és a kocsitest közötti távolságot, aminek az eredményeként a kocsitest bal oldala nem tud annyira felemelkedni, mint a stabilizátor nélküli (C) független kerékfelfüggesztés esetében. Az eredmény: a kocsitest csak kicsit dől meg, az F erő döféspontja ugyan kijjebb megy, de még a határon belül marad. Erősebb stabilizátor esetén még kisebb a kocsitest billenése, még kisebb a felborulási veszély.  a jármű viszonylag lassan halad, a bal oldali kerék felemelkedése nem túl gyors. Merev felfüggesztés esetén (A) a kocsitest a buckára való felfutáskor együtt ferdül a merev kerettel, ami nem kellemes a kocsiban utazóknak. Független kerékfelfüggesztés esetén (C) a kocsitest csak kicsit dől meg, mert a bal oldali kerék közeledése a kocsitesthez nem befolyásolja a jobb oldali kerék és a kocsitest közötti távolságot (természetesen, ha a kerék tartósan halad a megemelt szinten, akkor az összenyomódott bal oldali hordrugó egy idő múlva visszanyeri eredeti hosszát, s a járműtest ugyanolyan ferde lesz, mint az előző esetben). Más a helyzet, ha stabilizátor köti össze a két kereket (B): a bal oldali kerék felemelkedése (a kocsitesthez való közeledése) maga után vonja a jobb oldali kerék és a felette lévő kocsitest közötti távolság bizonyos - a stabilizátor erősségétől függő - csökkenését. Ez a kocsitest jobb oldalának süllyedését, azaz a kocsitest bizonyos mértékű megdőlését jelenti. A megdőlés annál nagyobb - annál kellemetlenebb a kocsiban utazóknak - minél erősebb a stabilizátor, minél inkább hasonlít a merev (A) kerethez.

65 Kanyarstabilizátor Forrás: Dr. Lévai Zoltán BME
Nem csak kellemetlen, de veszélyes lehet a stabilizátor, ha a buckára való felfutás nagy sebességgel történik. Ilyenkor nem hanyagolható el a kocsitest tömege és tehetetlenségi nyomatéka, illetve a kocsitest nagy tömege és a futómű viszonylag kis tömege közötti nagy különbség  Mereven kapcsolt felfüggesztés esetén (A) a teljes futómű önmagával párhuzamosan felemelkedik, a jobb oldali kerék elválik a talajtól. A bal oldali kerék terhelése az eredeti G/2-ről ugrásszerűen kétszeresénél is nagyobbra nő! Egyrészt egyedül viseli a G súlyerőt, másrészt a buckától kapott "ütést", az Fa gyorsító erőt, ami első pillanatban a két kerék tömegerejét győzi le. A hordrugók a gyorsító erő miatt összenyomódnak (mindkettő egyformán). A gyorsító erő reakcióereje az a -Fatömegtehetetlenségi erő, aminek a legyőzése után a kocsitest "megdobódik". Független kerékfelfüggesztés esetén (C) a az Fagyorsító erőnek csak egy kereket kell "megdobnia", ezért fele akkora, mint az előző esetben, s teljes egészében a baloldali rugón keresztül adódik át a kocsitestre. A jobb oldali kerék terhelése nem változik, a jármű stabilitása nem romlik. Közepes erősségű (!) stabilizátor esetében (B) a gyorsító erő szintén a bal oldali rugón keresztül adódik át a kocsitestre. A bal oldali rugó összenyomódása miatt a j szöggel elcsavarodó stabilizátor által átvitt Fjerő emelni akarja a jobb oldali kereket. Esetünkben ez az emelő erő pont a súlyerő felével (a rugó erejével) egyenlő, azaz a stabilizátor "nem engedi", hogy a rugó a talajhoz nyomja a kereket. A kerék ugyan érintkezik a talajjal, de közöttük nincs erő. Ami persze azt is jelenti, hogy ott - normálerő híján - sem vonóerő, sem tapadás sincs! Közepesről eltérő erősségű stabilizátor esetében a jelenség eltolódik az A, illetve a C eset irányába (a jobb oldali kerék kicsit megemelkedik, ill. marad egy kis kerékterhelés). Látható tehát, hogy minél erősebb a stabilizátor, annál inkább romlik a jármű stabilitása: csökken, vagy megszűnik a kerék tapadása az útfelülethez, aminek a következménye hajtott kerék esetén a kerék felpörgése, kormányzott kerék esetében a kormányozhatatlanság, hajtott kormányzott kerék esetén mindkét jelenség. Vagyis szükség van stabilizátorra, de óvatosan kell méretezni (kompromisszum). 

66 Kanyarstabilizátor

67 Kanyarstabilizátor

68 Kanyarstabilizátor UNDERSTEER OVERSTEER
Oversteering is prefered only by a few rally drivers, rest of them sticks to a light understeering and obtains the oversteering needed in some situations by such channels of steering like the drive and braking. Even F1 bolides are set up for slight understeering to have a reserve of grip in rear wheels in the critical moment of exiting the corner.

69 Gumirugók Szilentblok Hordrugó Ütköző: rugó, lengéscsilapító
Fődarab tartó Alváz keret tartó

70 szilentblokk

71 Stabilizátor-lengőkar Lengéscsillapító bekötés Fődarab felfüggesztés
Szilentblokk Lengőkar-váz Panhard rúd Stabilizátor-váz Stabilizátor-lengőkar Lengéscsillapító bekötés Fődarab felfüggesztés Laprugó szem

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88 Kétcsöves lengéscsillapító

89 Egycsöves lengéscsillapító

90 Lengéscsillapító

91

92 Lengéscsillapító

93 Lengéscsillapító

94 Lengés csillapító

95 Lengéscsillapító

96

97 Függesztő gömbcsukló

98 Függesztő gömbcsukló

99 Függesztő gömbcsukló

100 Függesztő gömbcsuklók

101 Gömbcsuklók: függesztő és kormány

102 Gömbcsukló és kar beépítés

103 Kettős keresztlengőkaros futómű