6.3. ЗАДНЯЯ ПОДВЕСКА [1986 Аршинов С.Я., Кошилев И.М.

Начиная с модели М-63 и на всех последующих моделях мотоциклов Ирбитского мотоциклетного завода применяется маятниковая подвеска заднего колеса (на ранних моделях применялась свечная подвеска), названная так потому, что движение колеса относительно рамы напоминает колебания маятника. Направляется движение колеса с помощью вильчатого рычага - маятника задней подвески (см. рис. 6.1). Маятник крепится к раме с помощью двух резино-металлических втулок (сайлент-блоков). В маятнике имеются еще два сайлент-блока для крепления амортизатора. В отличие от амортизатора передней вилки пружинно-гидравлический амортизатор задней подвески не имеет буфера обратного хода. Для предотвращения ударов в амортизаторе при отрыве заднего колеса от дороги на подножки мотоцикла надевают торообразные резиновые буферы обратного хода задней подвески. При упоре маятника в буферы поршень амортизатора немного но доходит до направляющей, за счет чего предотвращается удар поршня о направляющую и повышается срок службы амортизатора.

Вертикальные нагрузки, передаваемые заднему колесу, воспринимаются пружинно-гидравлическим амортизатором, который очень удобно компонуется на мотоцикле и легко заменяется в случае необходим мости. К маятнику и раме амортизатор крепится с помощью резиновых втулок.

Пружинно-гидравлический амортизатор (рис. 6.3) состоит из упругого элемента (пружины) и гасителя колебаний (амортизатора).

Рис. 6.3. Пружинно-гидравлический амортизатор: 1 - наконечник нижний; 2 - кулачок неподвижный; 3 - кулачок подвижный; 4 - кольцо опорное; 5 - шток; 6 - цилиндр рабочий; 7 - корпус амортизатора; 8 - гайка резервуара; 9 - буфер; 10 - пружина; 11 - кожух; 12 - сухарь; 13 - наконечник верхний; 14 - шайба нажимная; 15 - сальник штока войлочный; 16 - обойма сальников; 17 - сальник штока резиновый; 18 - шайба сальника; 19 - пружина сальника; 20 - уплотнение гайки резервуара; 21 - направляющая штока; 22 - тарелка ограничительная перепускного клапана; 23 - пружина перепускного клапана; 24 - тарелка перепускного клапана; 25 - поршень; 26 - диск дроссельный клапана отдачи; 27 - диск клапана отдачи; 28 - тарелка клапана отдачи; 29 - пружина клапана отдачи; 30 - гайка клапана отдачи; 31 - стержень клапана отдачи; 32 - корпус клапана отдачи

В отличие от пружины передней вилки пружина задней подвески работает только на сжатие. Для восприятия стояночной нагрузки пружина имеет, предварительное натяжение, которое необходимо регулировать, поскольку нагрузка на заднее колесо значительно меняется в зависимости от загрузки мотоцикла. Регулирование производят с помощью специального кулачка на корпусе амортизатора.

Поскольку на заднюю подвеску действуют значительные нагрузки, в ней применяется гидравлический амортизатор двустороннего действия с преимущественным торможением на обратном ходу, имеющий конструкцию более сложную, чем амортизатор передней вилки. Такой амортизатор создает сопротивление и при ходе сжатия пружины, и при ходе отдачи. Сопротивление при ходе отдачи гораздо больше, так как энергия ударов, передаваемая задним колесом, довольно велика и должна быть поглощена и рассеяна. Сопротивление на прямом ходе невелико. Это предусмотрено для того, чтобы колесо успевало объезжать препятствие. Кроме того, при плавном движении штока амортизатора это сопротивление вообще незначительно.

Рабочая часть амортизатора расположена в корпусе, который является резервуаром для жидкости. Детали в корпусе удерживаются гайкой с уплотнительным резиновым кольцом. Шток уплотнен резиновым сальником, для защиты которого от разрушения частицами пыли установлен войлочный пыльник (сальник штока войлочный). По мере изнашивания сальника между ним и штоком может образоваться зазор, а следовательно, начнется подтекание масла. Для компенсации износа предусмотрена коническая шайба, которая под действием пружины поджимает сальник к штоку.

В рабочем цилиндре помещен поршень, закрепленный на штоке. Сверху рабочий цилиндр плотно закрыт направляющей штока, снизу - корпусом клапана сжатия. На поршне имеется два ряда осевых отверстий. Наружный ряд отверстий герметично перекрывается тарелкой впускного клапана с помощью очень мягкой пружины. При движении жидкости снизу вверх тарелка легко поднимается и практически без сопротивления пропускает жидкость по наружным отверстиям. При движении жидкости сверху вниз тарелка под действием силы пружины и давления жидкости перекрывает наружные отверстия и не пропускает жидкость. Внутренний ряд отверстий тарелка впускного клапана не перекрывает.

Внутренний ряд отверстий перекрывается снизу тарелкой клапана отдачи с помощью довольно сильной пружины. Между поршнем и клапаном отдачи установлен дроссельный диск, поэтому жидкость в небольших количествах через внутренний ряд отверстий может свободно перетекать вверх и вниз.

Корпус клапана сжатия, как и поршень, имеет два ряда отверстий. Наружный ряд отверстий перекрывается тарелкой перепускного клапана (его устройство аналогично впускному клапану). Перепускной клапан свободно пропускает жидкость вверх и не пропускает вниз. Клапан сжатия (аналогичный клапану отдачи) открывается под большим давлением при движении жидкости вниз. За счет дроссельного диска клапан сжатия перепускает небольшое количество жидкости вверх и вниз.

Амортизатор работает следующим образом. Когда поршень движется вниз, давление жидкости под поршнем повышается. При этом открывается впускной клапан и жидкость начинает перетекать из-под поршня вверх, практически не создавая сопротивления движению поршня. Клапан сжатия, перепускной клапан и клапан отдачи при этом закрыты.

При движении вниз шток занимает часть внутреннего объема рабочего цилиндра, поэтому появляются излишки жидкости. Если шток движется вниз медленно, то эти излишки успевают перетекать через дроссельные отверстия клапана сжатия в корпус амортизатора. При этом давление в рабочем цилиндре будет незначительным, поэтому поршень и шток будут перемещаться практически без сопротивления, При резком движении штока вниз излишки жидкости не успевают перетекать по дроссельным отверстиям клапана сжатия. Давление жидкости в рабочем цилиндре начинает возрастать до тех пор, пока не откроется клапан сжатия и излишки жидкости не начнут перетекать через этот клапан. Таким образом, в рабочем цилиндре под поршнем и над поршнем создается давление в несколько мегапаскалей. Снизу давление действует на всю площадь поршня, а сверху только на его часть (за вычетом площади, занятой штоком), поэтому возникает сила Рсж, которая обеспечивает торможение поршня на прямом ходу и определяется по формуле

где р - давление жидкости; S_п, S_шт - площади поршня и штока соответственно.

Следовательно, на ходе сжатия при медленном движении штока амортизатор практически не оказывает сопротивления, при резком движении - сопротивление пропорционально давлению жидкости и площади штока.

При движении поршня вверх давление над ним повышается, а под ним - понижается. При этом впускной клапан закрывается и давление жидкости возрастает. Жидкость начинает перетекать через дроссельные отверстия клапана отдачи. Когда давление достигает нескольких мегапаскалей, открывается и сам клапан отдачи, и жидкость начинает перетекать через него. Сила F_oтд, возникающая в амортизаторе при ходе отдачи, будет равняться

Так как из полости над поршнем под поршень поступает недостаточное количество жидкости (часть объема цилиндра была занята штоком), то под поршнем создается разрежение. Под действием этого разрежения открывается перепускной клапан и из корпуса амортизатора в рабочий цилиндр поступает недостающее количество жидкости. Итак, в амортизаторе при ходе сжатия возникает сила, пропорциональная площади штока поршня, а при ходе отдачи - пропорциональная площади поршня за вычетом площади штока. Ввиду того что площадь поршня значительно больше площади штока, то F_отд больше F_сж (преимущественное торможение на обратном ходу).

При движении штока вниз часть жидкости из рабочего цилиндра вытесняется в корпус амортизатора, поэтому полностью заполнять корпус амортизатора жидкостью нельзя, так как тогда вследствие несжимаемости жидкости шток вообще не войдет в амортизатор. Если затруднительно отмерить требуемое количество жидкости (105 см³), то необходимо залить полный рабочий цилиндр, а затем вставить поршень и направляющую. Часть жидкости вытечет в корпус и создаст необходимый резерв.

До сих пор работа амортизатора рассматривались без учета сил трения между деталями. В реальном амортизаторе сопротивление имеет место и на прямом и на обратном ходу даже при медленном движении поршня. При резком движении штока сопротивление исправного амортизатора заметно увеличивается.

Для предотвращения прямого удара деталей при полном ходе подвески на шток амортизатора устанавливается резиновый буфер прямого хода.