Механизм уатта что это такое
Неполная независимость: как устроена и чем хороша полузависимая подвеска
Мы уже рассказывали о зависимых и независимых подвесках. Но за кадром остался еще один тип подвесок – полузависимые. В характеристиках автомобиля такой тип подвески часто указывается как независимый, но на первый взгляд, выглядит самая распространенная конструкция именно как обычная балка зависимой подвески. В чем же тут секрет?
Насколько независима независимая подвеска?
К азалось бы, раз подвеска независимая, то перемещения одного колеса от другого никак не зависят. Такое чаще встречается в теории. На практике же полностью независимые подвески – большая редкость.
Почти всегда в конструкции подвески предусмотрена такая деталь как стабилизатор поперечной устойчивости. Благодаря ей вертикальные перемещения одного колеса через упругий торсион передаются на другое. Подобное «нарушение независимости» нужно для улучшения управляемости автомобиля, а точнее, для уменьшения кренов в поворотах. Решение не самое изящное, имеющее и ряд недостатков, но при этом недорогое, ведь активные подвески дороже на порядки. А так достаточно простая деталь не дает машине заваливаться в повороте.
Конечно, управляемость можно настроить и без этой детали, и даже плавность хода улучшится. Примеров тому немало: вот Renault Logan, например, после первого рестайлинга лишился стабилизатора спереди, а у классических Жигулей в задней подвеске его и не было никогда. Но большинство современных машин его имеет и в передней, и в задней подвесках.
На фото: Renault Logan ‘2004–09
Не редкость и «активные» стабилизаторы, которые умеют менять угловую жесткость торсиона или вообще отключаться. Такие есть, например, на машинах BMW или на внедорожниках Nissan. Это позволяет снизить негативные факторы от использования стабилизатора.
На фото: Nissan Patrol ‘2014–н.в.
Получается, подвески у абсолютного большинства машин не абсолютно независимые, перемещение одного колеса все же вызывает перемещение и другого. Пусть и в меньшей степени, чем при наличии связи в виде общей жесткой оси, как у зависимой подвески, когда перемещение одного колеса всегда однозначно связано с перемещением второго.
С неразрезными мостами, кстати, стабилизатор поперечной устойчивости также применяют: крены есть у машин с любыми подвесками.
Полузависимые: редкие и самые распространенные
Если стабилизатор все равно нужен, то может быть, его можно сделать частью несущей конструкции подвески? Наверное, именно так рассуждали инженеры, когда придумали переднюю подвеску МакФерсон для Audi 100/A6 в кузове С4. Не удивляйтесь, но МакФерсон у нее – полузависимый, ведь вместо переднего нижнего рычага подвески тут используется мощный стабилизатор поперечной устойчивости. Оба колеса связывает единая упругая деталь, являющаяся частью несущей конструкции. Восьмидесятые годы были щедры на интересные технические решения, так что я не удивлюсь, если на каких-то еще машинах использовали подобную схему, ведь торсион стабилизатора очень удобно использовать в качестве рычага. По кинематике подвеска Audi может считаться полностью независимой за одним существенным «но»: вертикальное перемещение одного из колес обязательно вызывает перемещение второго колеса на существенную величину, связанную с достаточно высокой жесткостью торсиона.
Очень распространенная схема полузависимой подвески со скручиваемой балкой – в том числе и плод усилий инженеров концерна Volkswagen. Ведь появилась она именно на VW Golf в 1974 году. Гениальность идеи была в том, что тут направляющий аппарат обоих задних колес был единой деталью, которая крепилась к кузову всего в двух точках. А эластокинематика движения каждого из колес была почти подобна кинематике подвески на продольных рычагах. Балка в форме буквы Н крепится к кузову в двух крайних точках, а ступицы колес расположены на нижних концах буквы. Самая важная часть конструкции – поперечина, которая соединяет конструкцию воедино и обеспечивает необходимую жесткость. Если балку расположить вплотную к точкам крепления к кузову (когда балка превратится в букву П), то подвеска по кинематической схеме будет полностью подобна конструкции на продольных рычагах, а если перенести ближе к точкам крепления колес, то будет больше похожа на зависимые подвески. Центральная часть балки в этой конструкции обязательно имеет податливость и может изгибаться, обеспечивая колесам возможность независимого перемещения. Отнести такую подвеску к зависимым можно лишь конструктивно: колеса связаны единой деталью несущей конструкции. Но в работе такая подвеска все же подобна именно независимым.
На фото: Volkswagen Golf ‘1974–83
Конструкция настолько удобна для массового автомобилестроения, что ее применяют для машин до D класса включительно, а порой используют и в сочетании с ведущим задним мостом. Например, на кроссовере Opel Mokka сзади стоит именно скручиваемая H-образная балка, даже на вариантах с полным приводом.
Секрет подобного успеха прост. Во-первых, конструкция предельно надежна: мощные боковые рычаги связаны мощным торсионом, а к кузову она крепится большими и прочными сайлентблоками. Эти детали служат долго, а сломать их тяжело. И такая конструкция недорога как в изготовлении, так и в эксплуатации.
Кинематика движения колес изначально удачна и может варьироваться в широких пределах путем изменения жесткости креплений, жесткости торсиона, боковых рычагов и их взаимного расположения. К тому же подвеска очень компактна, позволяет разнести амортизаторы максимально широко, что обеспечивает отличные условия их работы. Можно расположить пружины и амортизаторы очень низко и плотно, что увеличивает внутренний объем задней части машины. Из всех типов независимых подвесок для неведущих колес лучшей кинематикой обладают разве что многорычажные конструкции на базе двухрычажных подвесок или стоек МакФерсона, но они значительно более дороги.
Недостатки у такой схемы тоже есть. Эластокинематика Н-образной балки такова, что угловая жесткость балки всегда связана с податливостью подвески в поперечном направлении и нагрузкой. В результате балка всегда избыточно жесткая для ее роли стабилизатора поперечной устойчивости. Неподрессоренные массы у такого типа подвески тоже достаточно высоки, а попытка уменьшить массу балки за счет уменьшения длины продольных рычагов ведет к ухудшению кинематики ее работы и увеличению жесткости связи. И развязать жесткость резинометаллических элементов в продольном и поперечном направлении тоже конструктивно сложно, они будут всегда связаны, ведь это всего два сайлентблока, работающих на кручение и разрыв.
Усложнение конструкции введением реактивной тяги, например, в виде механизма Уатта — ход не новый. Сравнительно недавно его применяли в серийном производстве на Opel Astra J/Chevrolet Cruze, а спортсмены при подготовке машин с Н-образной балкой часто использовали дополнительные реактивные рычаги для улучшения управляемости и контроля кинематики.
Опорные элементы балки стараются ставить под углом к плоскости качения балки: так обеспечивается уменьшение передачи вибраций на кузов при снижении податливости блоков в поперечном направлении и улучшение кинематики. Дополнительные хитрости в виде выноса опорных площадок пружин на внешние кронштейны позволяют обеспечить необходимый угол доворота колес под нагрузкой. Но в любом случае этот тип подвески остается конструктивно простым и дешевым. И именно поэтому его применяют столь массово.
А на практике оно как?
Сравнение различных автомобилей с различными типами задней подвески не дает возможности выбрать однозначного лидера. Разумеется, многорычажную подвеску проще наделить и хорошей управляемостью, и высокой плавностью хода в сочетании с высокой нагрузочной способностью. Но вот беда: сравнивая даже авто одного класса, нельзя сделать вывод о том, какая применяется подвеска лишь на основании их ходовых характеристик. Настоящим подарком для любителей выяснить, что лучше, а что хуже, являются машины на платформе MQB: у многих из них в зависимости от мотора в задней подвеске может применяться как балка, так и многорычажная конструкция.
Мой личный опыт показывает, что только серьезное сравнение позволяет выявить нюансы, а в обычной эксплуатации можно заметить лишь несколько другую акустическую картину при проезде неровностей и более явное изменение управляемости с нагрузкой у машин с Н-образной скручиваемой балкой относительно машин с многорычажной подвеской. Слепое сравнение обычно не дает возможности выявить однозначного победителя. А все это говорит о том, что энтузиазм производителей по поводу этого типа подвески на бюджетных автомобилях вполне обоснован: по цене недорогой зависимой подвески вы получаете полноценную независимую с хорошей кинематикой.
Механизм Ватта
Механизм Уатта (механизм Ватта, параллелограмм Ватта) изобретён Джеймсом Уаттом (19 января 1736 — 25 августа 1819) для придания поршню паровой машины прямолинейного движения.
Этот механизм не создаёт абсолютно прямолинейного движения, и сам Уатт не стремился добиться этого.
Содержание
История
Идея использования связей содержалась в письме Ватта к Мэтью Болтон (англ.) в июне 1784 года.
Автомобильная подвеска
Механизм Уатта используется на задней оси в некоторых автомобильных подвесках в качестве усовершенствования тяги Панара. Оба метода предназначены для предотвращения смещения моста автомобиля вбок относительно его (автомобиля) кузова (или шасси), позволяя мосту, в то же время, двигаться в вертикальном направлении.
Механизм Уатта обеспечивает движение более приближённое к прямолинейному, чем тяга Панара.
Механизм состоит из двух горизонтальных балок одинаковой длины, прикреплённых с каждой из сторон шасси. Между этими двумя балками присоединено короткое вертикальное звено. Центр вертикального звена — точка, принуждаемая двигаться вертикально, — присоединено к центру оси. Все места соединения звеньев способны свободно вращаться в вертикальной плоскости.
Механизм Уатта можно рассматривать как две тяги Панара, монтируемых друг напротив друга. В конструкции Уатта, однако, искривление движения, присущее тяге Панара, компенсируется поворотом короткого вертикального звена.
Механизм может быть перевёрнут. В этом случае точка Р прикрепляется к корпусу автомобиля, а звенья L1 и L3 крепятся к оси. Это снижает жёсткость подвески и изменяет кинематику незначительно. Такая конструкция использована в австралийских V8 Supercars.
Механизм Уатта может также быть использован для предотвращения продольных движений автомобиля. Однако такие системы в большей степени применяются в конструкциях подвесок гоночных автомобилей. В этом случае обычно используют два механизма Уатта с каждой стороны оси, монтируемых параллельно направлению движения.
Также механизм Уатта использован в механизме параллельного движения, являющемся составной частью конструкции некоторых паровых машин.
См. также
Другие способы преобразования вращательного движения в прямолинейное:
Механизм Уатта на Жигули
Для начала немного теории.
Механизм Уатта или параллелограмм Уатта — это направляющий элемент задней подвески автомобиля. Применяется для ограничения движения оси автомобиля в поперечном направлении относительно кузова или рамы, но при этом позволяющий двигаться ей в вертикальном направлении.
Механизм Уатта позволяет задней оси двигаться вертикально, без смещения в сторону.
Что из себя представляет механизм Уатта. Это две горизонтальные тяги одинаковой длины, закреплённые одним концом к кузову или раме автомобиля. Вторые концы их закрепляются на короткое вертикальное звено, коромысло. Центр коромысла — это та точка, которая будет двигаться практически вертикально. Именно этой точкой механизм закрепляется к центру оси автомобиля. Для обеспечения свободного вращения на центральной оси коромысла устанавливается подшипник.
Все это здорово, но зачем такие ухищрения спросите вы? Ведь на Жигулях уже стоит тяга Панара, решающая подобные задачи.
Да, безусловно, тяга Панара — это прекрасное недорогое решение. Мост закреплён. Работа подвески перекрывает потребности 90% пользователей.
Но имеет значительный недостаток, а именно мост, на котором она установлена, будет двигаться относительно кузова по дуге, радиус которой равен длине тяги Панара. Поэтому при её использовании произвольное перемещение моста в поперечном направлении под воздействием дорожных неровностей заменяется на меньшее, но ощутимое поперечное перемещение при рабочих ходах подвески, обусловленное самой тягой Панара.
Постройка гоночного автомобиля — это отчасти удаление компромиссов «решение проблемы за как можно меньшие деньги» и переход к более правильным с точки зрения работы подвески решениям. Именно таким решением является замена тяги Панара на механизм Уатта.
От теории перейдём к практике.
Что мы имеем на Жигулях. Для механизма Уатта, как уже было сказано ранее, нужны 3 точки крепления. 2 на кузове и одна на чулке заднего моста.
В наличии есть только одна.
Так называемый «солдатик». К которому крепится один конец тяги Панара. Два остальных крепления предстоит создать.
В комплекте механизма Уатта есть кронштейн для крепления второй тяги к кузову и кронштейн с осью для коромысла механизма на чулок заднего моста.
Задача первая. Установить ось коромысла на чулок. Установить ее нужно по центру. Для обнаружения центра нам потребуется рулетка. Длина чулка моста 1208 мм. Соответственно, середина в продольной оси находится в 604 мм от каждого края. Отмеряем, отмечаем, проверяем себя.
В вертикальной оси ххх мм. Измеряем, находим середину.
Точка, на которой должна находиться ось вращения найдена.
Можно переходить к сварочным работам.
Зачищайте окрашенные детали до металла и сваривайте детали между собой.
Задача вторая.
Кронштейн крепления тяги на кузов.
Кронштейн входящий в комплект поставки подготовлен для установки, а именно имеет технологическую прорезь для установки на кузов в арке заднего левого колеса. Основная сложность в установке этого кронштейна- он должен быть установлен вертикально. Для этого нам потребуется обычный строительный уровень.
Прикидываем кронштейн на кузов. Зачищаем детали от краски. С помощью уровня выставляем кронштейн в вертикальной оси. Прихватываем.
Ещё раз проверяем вертикальность установки. После чего обвариваем.
Собираем механизм и проверяем его работу. После проверки разбираем механизм и окрашиваем все зачищенные для сварки детали, чтобы все это не покрылось коррозией.
Механизм Уатта. Механизм джеймса Уатта.
Популярные материалы
Today’s:
Механизм Уатта. Механизм джеймса Уатта.
Механизм уатта используется на задней оси в некоторых автомобильных подвесках в качестве усовершенствования тяги панара. Оба метода предназначены для предотвращения смещения моста автомобиля вбок относительно его (автомобиля) кузова (или шасси), позволяя мосту, в то же время, двигаться в вертикальном направлении.
Механизм уатта обеспечивает движение, более приближённое к прямолинейному, чем тяга панара.
Механизм уатта можно рассматривать как две тяги панара, монтируемых друг напротив друга. В конструкции уатта, однако, искривление движения, присущее тяге панара, компенсируется поворотом короткого вертикального звена.
Механизм может быть перевёрнут. В этом случае точка Р прикрепляется к корпусу автомобиля, а звенья L1 и L3 крепятся к оси. Это снижает жёсткость подвески и изменяет кинематику незначительно. Такая конструкция в австралийских V8 Supercars использована.
Механизм уатта может также быть использован для предотвращения продольных движений автомобиля. Однако такие системы в большей степени применяются в конструкциях подвесок гоночных автомобилей. В этом случае обычно используют два механизма уатта с каждой стороны оси, монтируемых параллельно направлению движения.
Также механизм уатта использован в механизме параллельного движения, являющемся составной частью конструкции некоторых паровых машин.
Механизм Уатта опель астра J. Opel Astra J. Замена коромысла в механизме Уатта
Механизм Уатта на уаз. Лада 4×4 3D. Механизм Уатта. Нива5
Механизм Уатта обеспечивает движение, более приближённое к прямолинейному, чем тяга Панара. абсолютного прямолинейного движения этот механизм не создаёт. Но при взвешенном подходе с компромиссами можно приблизиться к «идеалу».
Механизм состоит из двух тяг одинаковой длины, прикреплённых с каждой из сторон кузова. Между этими двумя тягами добавлено короткое вертикальное звено — качалка. Центр качалки — точка, принуждаемая двигаться вертикально… она посредством оси качалки присоединена к центру чулка заднего моста. Все соединения способны свободно вращаться в вертикальной плоскости.
Естественно все началось с расчета и создания кинематической модели … учитывая нюансы пришел к компромиссному решению… Длина тяг составила — 540 мм, межцентровое расстояние тяг на качалке — 120 мм. При этом смещение моста плавает в пределах +/- 1 мм. Можно конечно увеличить межцентровое расстояние на качалке, но тогда качалка выйдет из «тени» яблока чулка заднего моста и станет слишком уязвимой. Если делать качалку с меньшим межцентровым расстоянием, то увод моста увеличивается.
Комплектующие для механизма Уатта:
Подробности, фото, чертежи — denniva.ru/?page_id=5524
Видео Ездюки поясняют. Механизм Уатта
Механизм Уатта расчет. Механизм Ватта
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Механизм Уатта (механизм Ватта, параллелограмм Ватта) изобретён Джеймсом Уаттом (19 января 1736 — 25 августа 1819) для придания поршню паровой машины прямолинейного движения.
Этот механизм не создаёт абсолютно прямолинейного движения, и сам Уатт не стремился добиться этого.
Идея использования связей содержалась в письме Ватта к Мэтью Болтону в июне 1784 года.
Рисунок диаграммы Джеймса Ватта, письмо к сыну (1808)
Механизм Уатта можно рассматривать как две тяги Панара, монтируемых друг напротив друга. В конструкции Уатта, однако, искривление движения, присущее тяге Панара, компенсируется поворотом короткого вертикального звена.
Механизм Уатта может также быть использован для предотвращения продольных движений автомобиля. Однако такие системы в большей степени применяются в конструкциях подвесок гоночных автомобилей. В этом случае обычно используют два механизма Уатта с каждой стороны оси, монтируемых параллельно направлению движения.
А также другие способы преобразования вращательного движения в прямолинейное:
Механизм Уатта на классику. Лада 2102 Second Olive 1200 › Бортжурнал › Механизм уатта и Комплект продольных тяг на полиуретане.
-Как известно, автомобиль старый, 1975г, никто не знает что там и когда менялось, и менялось ли вообще…
-От лишних болтанок и люфтов нужно избавляться, желательно на долго, так же хотелось бы избавиться от лишних шумов подвески, так же добиться чёткости подвески, и больше всего бесит на классике, это когда пересекаешь в косую перекрёсток, на котором дикая колея, в салоне болтает так, как будто ты собачка на панели, которые до сих пор продают в авто товарах :).
-Так вот, про болтанку, надеюсь именно этот механизм мне и поможет, в общем далее будет всё ясно и понятно, нужно устанавливать/пробовать.
-Решено было купить Комплект продольных тяг ВАЗ 2101 ПУ ( без тяги Панара ), почему без панары? решил я попробовать механизм уатта, далее о нём.
-Так же был куплен механизм уатта, что же это такое и для чего это нужно?!
-Для начала немного теории.
Механизм Уатта или параллелограмм Уатта — это направляющий элемент задней подвески автомобиля. Применяется для ограничения движения оси автомобиля в поперечном направлении относительно кузова или рамы, но при этом позволяющий двигаться ей в вертикальном направлении.
Механизм Уатта позволяет задней оси двигаться вертикально, без смещения в сторону.
-Что из себя представляет механизм Уатта. Это две горизонтальные тяги одинаковой длины, закреплённые одним концом к кузову или раме автомобиля. Вторые концы их закрепляются на короткое вертикальное звено, коромысло. Центр коромысла — это та точка, которая будет двигаться практически вертикально. Именно этой точкой механизм закрепляется к центру оси автомобиля. Для обеспечения свободного вращения на центральной оси коромысла устанавливается подшипник.
-Все это здорово, но зачем такие ухищрения спросите вы? Ведь на Жигулях уже стоит тяга Панара, решающая подобные задачи.
-Да, безусловно, тяга Панара — это прекрасное недорогое решение. Мост закреплён. Работа подвески перекрывает потребности 90% пользователей.
Но имеет значительный недостаток, а именно мост, на котором она установлена, будет двигаться относительно кузова по дуге, радиус которой равен длине тяги Панара. Поэтому при её использовании произвольное перемещение моста в поперечном направлении под воздействием дорожных неровностей заменяется на меньшее, но ощутимое поперечное перемещение при рабочих ходах подвески, обусловленное самой тягой Панара.
Постройка гоночного автомобиля — это отчасти удаление компромиссов «решение проблемы за как можно меньшие деньги» и переход к более правильным с точки зрения работы подвески решениям. Именно таким решением является замена тяги Панара на механизм Уатта.
-Пока всё, следите за записями в БЖ, будет описание и фото.
Цена вопроса: 7 500
Механизм Уатта на волгу. ИЖ 2126 1.6 приоромотор › Бортжурнал › Параллелограмм Уатта. Как и почему.
Как улучшить управляемость и предсказуемость заднеприводных советских ведер типа Жигули, Ода, Москвич, Волга? Одно из мероприятий — установить параллелограм Уатта (ПУ). Мост ходит строго вертикально, неровности проезжаются без дерганий задка, при приземлении с трамплина не скидывает в кювет. Вроде все хорошо, но некоторые особой разницы по сравнению с панарой не чувствуют. Предлагаю разобраться почему.
На рисунке схематично вид сзади, левый поворот, ПУ сделан «как у всех»
Fц — центробежная сила, действует на центр масс G,
Fтр — сила трения, удерживает шины на дороге,
Fтр>Fц
О — центр ПУ, он же центр качания моста, но мост у нас на дороге, качается кузов, центр качания кузова задний т.е.
& — угол наклона тяг.
Итак, что мы видим:
1. Тяга АС сжимается, при этом в точке кузов в точке А поднимается с силой 1/2Fц*sin&
2. Тяга BD растягивается, при этом кузов в точке В прижимается с такой же силой.
У нас итак довольно большой момент крена, равный Fц*GO, еще и добавляется момент 1/2AB*Fц*sin& (АВ — расстояние по горизонтали)
Чтобы это компенсировать, надо бы поставить стабилизатор или угол & сделать не больше 0))
Как можно минимизировать негативные силы. А вот так:
Что мы тут видим?
1. Тяга СВ сжимается, поднимает кузов в т. О.
2. Тяга AD разжимается, т.е. поднимает левое колесо, но пока эта сила (1/2Fц*sin&) не превысит силу тяжести левого колеса, будет прижиматься кузов в т. О, но в то же время с такой же силой тяга ОВ поднимает его. ну т.е. нет ничего на кузов.
3. Момент крена уменьшился из-за уменьшения GO.
Собственно, негативный момент один — вывешивание внутреннего заднего колеса. Ну тут блоку надо бы подзатянуть. Кстати, на заваренном диффе будет, наверно, замечательно крутые повороты проходить. Я, когда ездил на заваренном, специально ставил короткие на отбой аммы, чтобы внутреннее вывешивалось и не мешало. Но на распрямлении могло сдрифтить, поэтому мне не нравилась заварка.
Такую схему ПУ я увидел на опель астра J, потом подумал, посидел с расчетами и сделал себе также. И не только из-за сил, а еще в силу того, что у меня редуктор не посередине и плюс конструкторская особенность: На классическом ПУ ось качания кроме как консолью сделать нельзя. В моем же случае возможно было сделать в 2-х опорах, что я и сделал))
Еще одно — в моем случае, так как ось качания высоко, при диагональных кренах задница ощутимо ходит вправо-влево.
Может чего не учел, может не так учел — пишите комментарии.
Ну и напоследок — картинки:
Про расстояния правильно нарисовано, должны быть равны, но, возможно уже в этом положении нижняя тяга касается оси
Ну просто неправильно немного собрал )))
Путинская Нива. Ей на скоростях повороты не проходить и кузов на неровностях не гуляет, так что норм