С непрерывным развитием технологий, современные автомобили с каждым годом становятся все сложнее. Это утверждение касается всех без исключения систем и механизмов, в том числе и подвески транспортного средства. Подвески выпускаемых сегодня автомобилей – это довольно сложное устройство, сочетающее в себе сотни деталей.
Элементами многих автомобильных подвесок управляет компьютер (электронный способ), который фиксирует все показания датчиков и, при необходимости, способен мгновенно изменять характеристики автомобиля. Эволюция подвески, в значительной мере, поспособствовала тому, что мы с Вами можем ездить на более комфортных и безопасных машинах, однако, основные задачи, которые выполняла и выполняет автомобильная подвеска, остались неизменными еще со времен карет и конных экипажей. Давайте же выясним, в чем именно заслуга данных механизмов, и какую роль играет задняя подвеска в жизнедеятельности транспортного средства.
1. Назначение задней подвески
Автомобильной подвеской называют устройство, обеспечивающее упругое сцепление колес машины с несущей конструкцией кузова. Кроме того, подвеска регулирует положение корпуса транспортного средства в процессе движения и способствует уменьшению нагрузки на колеса. В современном автомобильном мире существует большой выбор различных типов автомобильных подвесок, самыми популярными из которых есть пружинные, пневматические, рессорные и
Данный элемент берет участие во всех процессах, которые происходят между дорожным покрытием и автомобилем. Поэтому, все конструктивные изменения и усовершенствования устройства подвески, направлялись на улучшение определенных эксплуатационных качеств, к которым прежде всего относятся:
Комфортные условия передвижения. Представьте себе, что Вы едете в соседний город на карете с деревянными колесами, каково Ваше чувство? Понятное дело, что преодолеть несколько сотен километров на современном автомобиле куда более приятно, даже несмотря на качество теперешних дорог, которые в отдельных местах, кажется, не менялись со времен тех самых конных экипажей. Именно благодаря функционированию подвески, стало возможным добиться оптимальной плавности передвижения, устранения лишних колебаний кузова и толчков от неровностей дороги.
Уровень управляемости автомобиля, характеризующийся правильной реакцией колес на «команды» рулевого колеса. А ведь возможность менять направление (поворачивать), также появилась благодаря подвеске (если быть конкретнее, то передней). Особую актуальность, точность и удобство маневрирования, приобрели с началом роста скоростей: чем выше становится скорость, тем сильнее меняется поведение транспортного средства при повороте руля.
Безопасность пассажиров транспортного средства. В конструкцию , входят одни из самых активно подвижных деталей машины, а значит, безопасность передвижения напрямую зависит от ее характеристик.
В основном, подвеска переднеприводных автомобилей - полунезависимая и находится на задних колесах, располагаясь на эластичной «П» образной балке. Тоесть, она состоит из двух продольных рычагов, один из концов которых закреплен на кузове, а на втором размещены колеса. Продольные рычаги соединяются между собой поперечной балкой, что и предает подвеске вид буквы «П». Данный тип задней подвески имеет самую оптимальную кинематику колес, при чем, обладает компактностью и простотой, однако, ее конструкция не позволяет передавать крутящий момент на задние колеса, поэтому полунезависимый вариант задней подвески применяется на большинстве переднеприводных автомобилей.
Он имеет следующие преимущества:
- простую конструкцию;
Высокий уровень жесткости в поперечном направлении;
Небольшую массу;
Возможность изменения характеристик в следствии изменений поперечного сечения балки.
Однако, как любая система, полунезависимая подвеска имеет и некоторые недостатки, выражающиеся в неоптимальном изменении развала колес и особых требованиях к геометрическим показателям днища кузова в местах крепления.
Как правило, устройство задней подвески всегда проще передней. На основной массе автомобилей, задние колеса не способны менять угол поворота, а это значит, что конструктивная сторона задней подвески должна предусматривать лишь вертикальное перемещение колеса.
Однако, состояние задней подвески прямо влияет на безопасность движения транспортного средства и на комфортность управления им.
Поэтому, стоит помнить, что от регулярной диагностики задней подвески и от своевременного проведения ремонта ее деталей, зависит, сможете ли Вы избежать более серьезных проблем в дальнейшем. Иногда, это касается даже сохранности жизней водителя и пассажиров.
Кроме полунезависимой подвески, в недорогих моделях автомобилей, часто используется зависимая задняя подвеска. В этом варианте, колеса между собой соединяются посредством балки заднего моста, которая, в свою очередь, крепится к автомобильному кузову продольными рычагами. Если на заднюю часть автомобиля с таким типом подвески оказать повышенную нагрузку, то могут появится незначительные нарушения плавности хода и легкие вибрации. Это считается главным недостатком зависимой задней подвески.
2. Виды задней подвески и принцип их работы
Задняя подвеска автомобилей имеет довольно широкий вариативный ряд, но сейчас мы рассмотрим только наиболее распространенные и известные его виды. Подвеска "Де Дион". Данный вид задней подвески был изобретен больше столетия назад, однако, успешно используется и в наше время. В тех случаях, когда из-за финансового вопроса или компоновочных соображений инженерам приходится отказываться от независимых подвесок, старая система «де Дион», приходится как нельзя кстати. Ее конструкция имеет следующий вид: картер главной передачи крепится к поперечной балке рамы или к кузову, а привод колес выполняется при помощи полуосей, размещенных на шарнирах. Соединение колес между собой осуществляется с помощью балки.
Технически, подвеска считается зависимой, но благодаря креплению массивной главной передачи (крепится отдельно от моста), неподрессоренная масса значительно снижается. Со временем, непрерывное желание инженеров избавить задний мост от лишней нагрузки, привело к усовершенствованию конструкции и в наше время мы можем наблюдать как зависимый ее вариант, так и независимый. Так, к примеру, в автомобиле Mercedes R-класса, инженеры смогли успешно объединить достоинства различных схем: корпус главной передачи оказался закрепленным на подрамнике; колеса - подвешенными на пяти рычагах и приводящимися в движение при помощи качающихся полуосей; а роль упругих элементов, в такой конструкции, выполняют пневматические стойки.
Зависимая подвеска является ровесницей всего автомобилестроения, которая вместе с ним, прошла различные этапы совершенствования и успешно дошла до наших дней. Однако, в мире стремительного развития современных технологий, она с каждым годом все больше становится лишь частью истории. Дело в том, что мосты, которые жестко связывают колеса, сегодня используются разве что на классических внедорожниках, к которым относятся такие автомобили как УАЗ, Jeep или Nissan Patrol. Еще реже, их можно встретить на легковых автомобилях отечественного производства, разработанных более полувека назад (Волгах или Жигулях).
Основной минус применения подвески этого типа очевиден: исходя из конструкции, перемещение одного колеса передается и другому, в результате чего появляются резонансные колебания колес в поперечной плоскости (так называемый эффект «Шимми»), что не только вредит комфорту, но и существенно сказывается на управляемости транспортного средства.
Гидропневматическая подвеска. Задний вариант такого устройства аналогичен переднему и обозначает вид автомобильной подвески, в работе которой используются упругие элементы гидропневматического типа. Родоначальником такой системы стала компания Citroen, впервые применившая ее на своих автомобилях еще в далеком 1954 году. Результатом ее дальнейших разработок являются активные подвески Hydractive, использующиеся французской компанией и по сей день. Первое поколение (Hydractive 1) появились в 1989 году. Принцип работы и конструкция таких устройств следующая: когда гидропневматические цилиндры нагнетают жидкость в упругие элементы (сферы), гидроэлектронный блок контролирует ее количество и давление.
Между цилиндрами и упругими элементами располагается амортизационный клапан, через который, при возникновении колебаний кузова, проходит жидкость, способствующая их затуханию. При мягком режиме, все гидропневматические упругие элементы объединяются между собой, а объем газа находится на максимальном уровне. Давление в сферах поддерживается в рамках необходимых показателей и крены машины (ее отклонения от вертикального положения при езде, чаще всего, вызванное неровностями дороги) компенсируются.
Когда появляется необходимость активации жесткого режима подвески, напряжение подается системой управления автоматическим путем, после чего, стойки передней подвески, цилиндры и дополнительные упругие элементы (размещены на регуляторах жесткости), по отношению друг к другу, оказываются в изолированном положении. Когда транспортное средство поворачивает, может меняться жесткость отдельной сферы, в то время как при прямолинейном движении, изменения касаются всей системы.
Многорычажная подвеска. Первый серийный автомобиль с многорычажной подвеской, увидел мир в 1961 году и это был Jaguar E-type. Со временем, полученный успех решили закрепить применением данного типа и на передней оси автомобиля (например, отдельные модели Audi). Использование многорычажной подвески обеспечивает автомобилю невероятную плавность движения, отличную управляемость, а заодно способствует снижению шума.
Начиная с 1980-х годов, инженеры компании Mercedes Benz, вместо пары сдвоенных, стали применять на своих автомобилях пять раздельных рычагов: два из них держат колесо, а остальные три обеспечивают ему необходимое положение в вертикальной и горизонтальной плоскостях. В сравнении с более простой двухрычажной подвеской, многорычажный вариант просто находка для максимально удачной компоновки узлов и агрегатов. Более того, имея возможность менять размеры и форму рычагов, можно намного точнее устанавливать необходимые характеристики подвески, а благодаря эластокинематике (законам кинематики любой подвески, которая имеет в своем составе эластические элементы) задняя подвеска обладает еще и подруливающим эффектом на поворотах.
Как правило, оценивая подвеску транспортного средства, большинство автолюбителей, в первую очередь, обращают свое внимание на такие ее свойства как уровень управляемости, комфортность, и устойчивость (в зависимости от приоритетов последовательность может быть другой). Поэтому, им абсолютно все равно, какой тип подвески установлен на их автомобиле и какая у него конструкция, главное, чтоб он просто соответствовал всем необходимым требованиям.
В принципе, оно и правильно, ведь выбор типа подвески, расчет ее геометрических параметров и технических возможностей отдельных составляющих – это задача инженеров. При разработке и конструировании, транспортное средство проходит массу всевозможных расчетов, тестов и испытаний, а значит, подвеска стандартного автомобиля уже обладает оптимальными потребительскими характеристиками, удовлетворяющими требования большинства клиентов.
3. Стабилизатор торсионного типа
Современные легковые автомобили могут оборудоваться одним из двух основных видов стабилизаторов – рычажным или торсионным. Рычажные стабилизаторы (часто называемые «реактивными тягами») имеют вид полой трубы, на концах которой размещены крепления с сайлентблоками (являют собой резинометаллические шарниры). Они устанавливаются между креплениями кулака с одной стороны и посадочным местом на кузове с другой. Из-за жесткой фиксации и пружин, установка стабилизатора позволяет создать некий треугольник, сторонами которого есть амортизатор (пружина), мост (балка) и, соответственно, сам стабилизатор.
Торсионный стабилизатор выступает основной частью автомобильной подвески, соединяющей колеса при помощи торсионного элемента. На сегодняшний день, многие автовладельцы считают торсионный стабилизатор практически незаменимым элементом разных видов подвесок легковых машин. Его крепление может выполнятся как на передних, так и на задних осях транспортных средств, однако, на автомобилях, где в роли задней подвески выступает балка, стабилизатор не применяется, а выполнением его функций занимается сама подвеска.
С технической стороны вопроса, стабилизатор – это стержень с круглым сечением, по форме напоминающий букву «П». Обычно, он изготавливается из хорошо обработанной пружинной стали и размещается под кузовом в горизонтальном направлении (поперек). К кузову, деталь крепится в двух местах, а для фиксации используются резиновые втулки, способствующие ее вращению.
Как правило, форма торсионного стабилизатора учитывает размещение всех автомобильных агрегатов, расположенных под днищем кузова. Когда на одной из сторон автомобиля между днищем кузова и нижней частью подвески меняется расстояние, размещение креплений стабилизатора несколько смещается, что вызывает изгиб торсиона. Чем существеннее разница высот, тем сильнее идет сопротивление торсиона, благодаря чему стабилизирующий эффект отличается большей плавностью (по сравнению с рычажным стабилизатором). Поэтому, чаще всего, его устанавливают на переднюю подвеску.
13 августа 2016На заре развития автомобилестроения производители не уделяли должного внимания подвеске. Из-за этого страдал комфорт поездок – машина шла слишком жестко, колебания ничем не гасились. Вскоре автомобилестроители начали разрабатывать все новые и новые типы подвесок, которые превратили использование автомобиля в одно сплошное удовольствие.
Для чего нужна подвеска?
Неровности дорожного покрытия неизменно приводят к колебанию кузова. Именно из-за них возникает характерная тряска в салоне автомобиля, особенно на средних скоростях. Помимо этого, удары колес о дорожные выбоины порождают некоторую энергию, способную повредить элементы кузова или некоторые агрегаты.
Подвеска смягчает колебания автомобиля, что делает поездку комфортней. Кроме того, она защищает кузов от возможных повреждений. Современные подвески способны настолько смягчать передвижение машины, что даже довольно крупные выбоины не будут заметны для пассажиров.
Еще одно назначение подвески - снижение степени кренов при крутых поворотах автомобиля на больших скоростях. Это возможно благодаря стабилизатору поперечной устойчивости. Он представляет собой упругую балку, скрепляющую кузов с подвеской.
Устройство подвески
То, из чего состоит подвеска автомобиля, формирует довольно сложный технический агрегат. Ничего удивительного в его сложности нет, ведь подвеске необходимо распределять вес автомобиля, а так же снижать нагрузки, воздействующие на кузов. В связи с этим, ремонт некоторых моделей подвесок очень затруднителен в гаражных условиях, приходится обращаться в автосервис.
Подвеска автомобиля состоит из нескольких узлов, на каждом из которых лежит собственная функция:
- Упругие элементы. У разных моделей они могут различаться: пружины, торсионы, а иногда рессоры. Они могут быть выполнены из металла или резины. Задача этих элементов заключается в распределении нагрузок от неровностей по кузову.
- Амортизаторы. Это гасящие устройства, которые нивелируют колебания кузова из-за неровностей, обеспечивая плавное движение автомобиля.
- Рычаги, играющие роль направляющих элементов. Они отвечают за взаимное движение колес и кузова.
- Стабилизатор поперечной устойчивости, о котором было рассказано выше.
- Поворотные кулаки, выполняющие роль опоры для колес. Они равномерно распределяют нагрузку от каждого колеса по всей подвеске.
- Элементы, соединяющие подвеску с кузовом: сайлентблоки, шарниры, жесткие болтовые крепления.
Вот собственно и все, что входит в подвеску автомобиля. У некоторых видов техники устройство подвески может отличаться от этого классического варианта, однако все, что касается легкового автомобиля, выглядит именно так.
Принцип работы подвески
При контакте колеса с дорожной неровностью, возникает энергия, которая распределяется по кузову и его отдельным элементам согласно законам физики. Если бы не было подвески, то тряска была бы невыносимой. Это хорошо заметно на примере некоторых автомобилей периода ВОВ. Тряска была такая, что на особо резких ухабах водитель рисковал вылететь из кабины. У этих транспортных средств была слишком примитивная подвеска, которая была не в состоянии поглотить силу толчков.
Когда колесо попадет на неровность, та энергия, которая могла обрушиться на кузов, переходит в гасящий узел, то есть амортизатор. В зависимости от направленности воздействия энергии, он сжимается или расширяется. Получается, что в вертикальное движение приходит только колесо, а не весь кузов автомобиля.
Одновременно с этим к работе подключаются рычаги. Они отводят энергию колебаний от конкретного участка кузова автомобиля, равномерно распределяя ее по всей подвеске. Это спасает от перекосов кузова, а так же от возможных технических повреждений.
Жёсткость - залог управляемости
С тем, как работает подвеска автомобиля, связана комфортабельность поездок и безопасность пассажиров. Важно правильно подобрать этот агрегат, иначе будут проблемы. Как минимум, будет затруднительно использовать автомобиль в некоторых ситуациях.
Например, если машина используется для быстрой и агрессивной езды, то подвеска должна быть пожёстче. В этом случае, управляемость автомобиля будет несравнимо выше, чем с мягкой подвеской. Помимо этого, машина будет разгоняться и тормозить намного динамичнее. Хорошее решение – активная подвеска. Ее жесткость можно регулировать в зависимости от условий использования транспортного средства.
13 октября 2017
Ступицы передних и задних колес не крепятся к кузову транспортного средства напрямую. Для поглощения неровностей дорожного полотна, смягчения ударов и улучшения общей управляемости автомобиля применяются различные виды подвесок. Каждая из них представляет собой совокупность рычагов, тяг и демпфирующих устройств (пружины, амортизаторы), соединяющих колесную и кузовную базу. Ходовые качества авто, грузоподъемность и степень комфорта при езде зависит от конструкции подвески.
Разновидности подвесок
Существует несколько типов подвесных систем, применяющихся на грузовых и легковых автомобилях, а также микроавтобусах:
- однорычажный вариант под названием «Макферсон» (McPherson);
- с двумя рычагами;
- зависимая и полузависимая;
- задняя многорычажная конструкция;
- гидропневматическая адаптивная;
- конструкция «Де Дион».
Как правило, узлы типа McPherson, двухрычажные и пневматические варианты систем устанавливаются на переднюю ось машины, остальные используются для задней колесной базы. Нередко встречаются исключения, например, некоторые внедорожники оснащаются спереди неразрезной балкой, а это вариант зависимой подвески.
Любая из перечисленных конструкций включает следующие основные элементы:
- Рычаги предназначены для крепления ступиц колес к деталям кузова. Они способны качаться за счет резинометаллических втулок – сайлентблоков.
- Стабилизатор – металлический стержень, обеспечивающий поперечную устойчивость авто. Связывает рычаги передних колес.
- Пружина – элемент упругости, установленный между качающимся рычагом и кузовным лонжероном. Воспринимает статическую нагрузку от веса автомобиля с пассажирами и динамическую – со стороны колес.
- Амортизатор (иначе – стойка) сглаживает колебания кузова, не давая пружинам резко распрямляться и сжиматься.
- Реактивные тяги обеспечивают дополнительную связь колесных ступиц с кузовом и противостоят боковым усилиям, действующим на рычаги (балки) в процессе движения.
На грузовиках и другом коммерческом транспорте вместо пружин используются рессоры либо пневматические баллоны.
Зависимые типы подвесок, применяющиеся на задних осях, также включают поперечные балки различных конструкций – неразрезные и торсионные. Зачастую задний мост объединен с элементом трансмиссии – редуктором, передающим крутящий момент от карданного вала полуосям ведущих колес.
Однорычажная система типа «Макферсон»
Данный тип подвески считается наиболее дешевым и практичным. Устанавливается на переднюю ось большинства бюджетных легковых автомобилей и состоит из таких деталей:
- подрамник – металлическая конструкция, прикрепляемая к нижней части кузова;
- поперечные нижние рычаги, установленные на подрамнике;
- поворотный кулак со ступицей крепится к рычагу посредством шаровой опоры;
- роль верхнего рычага играет сама стойка в сборе с пружиной, опирающаяся верхним концом в стакан кузовного лонжерона;
- стабилизатор, связывающий поперечные рычаги;
- наконечники рулевых тяг, присоединенные к поворотным кулакам на шарнирах.
Принцип действия подвески McPherson довольно прост: амортизатор, установленный внутри пружины, работает вместе с ней как главный демпфирующий элемент . Стойка способна вращаться вместе с поворотным кулаком за счет опорного подшипника в верхней части. Рычаг держит колесо снизу, а поворот осуществляется под воздействием рулевой тяги, прикрепленной шарниром к кулаку. От кренов автомобиль предохраняет стабилизатор, соединенный с подрамником и обоими рычагами.
Справка. Стойки подвески «Макферсон» расположены не строго вертикально, а отклонены назад под небольшим углом (так называемый угол кастора).
Основные плюсы данной подвески – компактность, низкая стоимость и возможность без проблем подключить к колесам ШРУСы от поперечно стоящего мотора. Дополнительное преимущество – большой ход, практически на всю длину раскрытия амортизатора, предохраняющий детали кузова от пробоев подвески.
Теперь о минусах:
- Опорная стойка подвержена ударным нагрузкам со стороны колеса и нередко выходит из строя. Это слабое место конструкции McPherson.
- Из-за большого хода и подвижного крепления элемента упругости на шарнирах существенно меняется развал передних колес.
Указанные недостатки не позволяют устанавливать независимую подвеску Макферсон на тяжелые машины премиум-класса, внедорожники и спорткары.
Конструкция с двумя рычагами
Двухрычажная независимая подвеска автомобиля также применяется на передней оси и отличается от предыдущей конструкции по таким признакам:
- Амортизатор и пружина не составляют единый узел, хотя первый встроен внутрь второй. Крепятся детали отдельно – стойка к шарниру кузова, а пружина просто упирается в стакан.
- Добавлен верхний рычаг с шаровой опорой, прикрученной к поворотному кулаку. По длине элемент короче нижнего рычага, поскольку крепится к лонжерону изнутри колесной арки.
- Поворот колеса производится той же рулевой тягой, но за счет двух шаровых опор, установленных на концах рычагов.
- Стойка с пружиной проходит сквозь технологический проем верхнего рычага и прикрепляется к нижнему. Соответственно, упругие элементы не вращаются вместе с поворачивающимся колесом, верхний опорный подшипник отсутствует.
В остальном подвеска идентична «Макферсону» – снизу стоит подрамник, соединенный с рычагами на шарнирах и посредством стабилизатора поперечной устойчивости. В некоторых случаях последний прикручивается не к передней балке, а прямо к деталям кузова.
Благодаря особенностям конструкции все динамические и статические нагрузки равномерно распределяются на все элементы подвески – пружины, амортизаторы, рычаги и стабилизатор. В результате срок службы стойки и прочих деталей существенно увеличивается. Подвеска гораздо «мягче» и надежнее, нежели McPherson, поэтому успешно используется на автомобилях премиум-класса и внедорожниках.
Справка. Двухрычажная система устанавливалась на все классические модели ВАЗ 2101–2107. Невзирая на множество других недостатков, эти старые автомобили считались довольно комфортными для езды по нашим дорогам.
Подвеска с 2 рычагами по понятным причинам дороже и сложнее в ремонте. Но «колдовать» над ней приходится реже, поскольку детали изнашиваются равномерно.
Задние зависимые подвески
В переднеприводных легковых авто конструкция задней ходовой части гораздо проще и надежнее передней. Причина – в отсутствии поворотных элементов и приводных полуосей. Наиболее подходящий вариант для таких машин – полузависимая подвеска с качающейся либо торсионной балкой.
Полузависимая конструкция с качающейся балкой распространена на бюджетных автомобилях, оснащенных передним приводом. Система включает такие детали:
- цельнометаллическая балка, прикрепленная к кузову на шарнирах;
- пружины, вставленные между кузовными стаканами и специальными площадками на балке;
- амортизаторы установлены внутри пружин либо отдельно;
- тяги поперечной устойчивости и реактивные, удерживающие задний мост при воздействии продольных усилий.
Система работает следующим образом: в процессе движения рычажная балка качается на шарнирах, поддерживаемая с другой стороны тягами и амортизаторами. Неровности сглаживаются за счет пружины. Ступицы колес жестко прикреплены к заднему мосту и вращаются на подшипниках.
Вторая разновидность полузависимой подвески имеет разрезную балку с торсионом посередине. Когда одно из колес попадает в яму, данный элемент скручивается и стремится вернуть прежнее положение. Благодаря такому эффекту торсионная подвеска создает более комфортные условия пассажирам авто .
Полностью зависимая подвеска автомобиля оснащена цельной балкой со встроенным редуктором и полуосями, приводящими в движение задние колеса. Конструкция держится за счет системы реактивных тяг и опирается на пружины с амортизаторами. В отличие от предыдущего варианта, ходовая часть предназначена для машин с задним приводом.
В грузовиках и коммерческих автомобилях задние пружины заменены пакетом рессор – упругих стальных пластин. Середина рессорного узла опирается на балку, а концы – на кузовные кронштейны. Конструкция рассчитана на перевозку тяжелых грузов: чем больше листов задействовано в пакете рессор, тем выше грузоподъемность транспортного средства.
Интересный факт. Популярный микроавтобус Mercedes Sprinter оборудован спереди единственной рессорой, установленной поперек кузова. Причем оригинальная деталь сделана из пластика.
Многорычажный вариант
Конструкция этой разновидности подвески имеет определенную схожесть с двухрычажной системой, только более совершенной. Суть в следующем: колесная ступица держится на нескольких рычагах, позволяющих успешно гасить колебания от разнонаправленных воздействий. Преимущества подобного устройства неоспоримы:
- полная независимость каждого колеса;
- отличное сцепление с дорожным покрытием;
- повышенный комфорт и управляемость автомобилем;
- надежность и долговечность узлов, обусловленная распределением нагрузки на несколько деталей.
Недостаток многорычажной подвески – сложность, которая тянет за собой повышение стоимости ремонта . Чаще всего приходится менять шарниры и резиновые втулки, реже – сайлентблоки. В различных марках авто конструкция встречается на передней и задней оси.
Подвеска адаптивная и «Де Дион»
Обе конструкции являются разновидностями других подвесок легковых автомобилей. Особенность варианта «Де Дион» – редуктор главной передачи заднего моста, установленный отдельно от поперечной балки и прочих деталей ходовой части. Элемент трансмиссии прикручен к кузову собственными креплениями, а от него к ступицам колес подключены полуоси.
Подобное техническое решение позволяет основательно разгрузить заднюю подвеску автомобиля и улучшить условия ее работы. Отдельный редуктор внедряется производителями совместно с балкой либо многорычажной системой.
Идея адаптивной подвески заключается в автоматическом приспосабливании к дорожным условиям, загрузке авто, скорости движения и так далее. Для этого традиционная конструкция дополнена следующими элементами:
- электронный блок управления;
- пневматические баллоны вместо пружин;
- амортизаторы активного типа;
- регулируемый стабилизатор;
- комплект датчиков.
Ориентируясь по сигналам датчиков, контроллер блока управляет работой стоек и стабилизатора, а также регулирует размер клиренса. Адаптивная схема довольно дорогая, зато самая эффективная из всех разновидностей подвесок. Изменяющие высоту пневмобаллоны также применяются в подвеске грузовиков.
Автомобиль состоит из множества узлов, каждый из которых выполняет возложенные на него функции. Без их точной работы невозможно нормальное движение машины. Одним из самых важных считается подвеска авто. Она помогает гасить удары от неровной поверхности и передаёт крутящее усилие колёс на корпус. Благодаря этому транспортное средство движется в нужном направлении.
Внимание! Без подвески каждый удар при наезде на яму приносил бы серьёзный вред кузову.
Что такое подвеска можно узнать на видео:
Назначение подвески и общее устройство
Подвеска для авто имеет несколько основных функций, которые определяют её роль в работе авто. Именно она обеспечивает комфорт пассажиров при езде. Одним из её основных элементов являются амортизаторы. Они поглощают основную ударную силу.
Ещё одной важной функцией подвески является удержание корпуса авто во время поворотов. Эта конструкционная особенность обеспечивает высокую надёжность даже на самых крутых виражах. Общее устройство состоит из таких элементов:
- кузов;
- колесо;
- шарнир;
- упругий, демпфирующий и направляющий элемент.
Внимание! Сейчас в большинстве конструкций подвесок для автомобилей в качестве упругого элемента используются пружины, но до сих пор можно найти конструкции с рессорами.
Хорошая подвеска авто обеспечивает плавность во время езды. Именно от неё зависит, насколько комфортно вы будете чувствовать себя на трассе или бездорожью. В процессе эволюции автомобильными инженерами было создано множество конструкций, каждая из которых является уникальной. Многие из них нашли своё практическое применение.
Виды подвесок и их устройство
Существует много видов подвесок для автомобиля. Каждая имеет ряд конструкционных особенностей, что обеспечивает её функциональные возможности. Неудивительно, что каждая конструкция определяется для конкретного класса машин, рассчитанного на те или иные условия эксплуатации.
Видов подвесок существует очень много. В принципе каждый серьёзный автомобильный производитель старался изобрести свою уникальную конструкцию, которая бы максимально отвечала классу, выпускаемых им автомобилей. Перечисление их всех займёт слишком много времени. Поэтому лучше сосредоточиться на наиболее популярных.
Зависимая подвеска
Пожалуй, это самая старая подвеска, которая применяется до сих пор. Главной её особенностью является жёсткая связь. Подобного эффекта удаётся достичь благодаря балке и картеру.
Примечательно, что в самых первых моделях производители даже использовали рессоры. Но вскоре от этой практики пришлось отойти. Современные аналоги оснащаются продольными рычагами. За восприятие боковой силы отвечает поперечная тяга.
Зависимая подвеска авто обладает такими достоинствами:
- невысокой стоимостью;
- малым весом;
- хорошим сцеплением с поверхностью.
На первый взгляд, это не так-то уж и мало, но дело в том, что и многие другие виды подвесок для авто обладают такими качествами. Главный же недостаток системы заключается в частых заносах. К тому же из-за того, что колёса двигаются разнонаправленно, наблюдаются проблемы с управляемостью.
Задняя полунезависимая
Конструкция подвески довольно проста. Это два продольных рычага. Они соединяются между собой поперечиной. Подобная подвеска устанавливается только сзади , на машинах с передним приводом. В противном случае эффективность системы находится под большим вопросом. К достоинствам системы можно причислить:
- компактность;
- малый вес;
- хорошую кинематику.
Главное условие для использования подвески такого типа — наличие не ведущего заднего моста. В некоторых конструкциях амортизаторы и пружины устанавливаются по отдельности.
Внимание! Главной альтернативой для пружины является пневматический элемент с фиксацией определённой величины.
Ещё в некоторых вариантах устройства допустимо включение пружин и амортизаторов в одно целое. В таком случае пневматический элемент монтируется на шток амортизатора.
На продольных рычагах
Эта подвеска для авто относится к классу независимых. Главным отличием является отсутствие жёсткой связи. Каждое колесо удерживается при помощи рычага. Именно он принимает боковые усилия.
Внимание! Рычаг должен иметь предельную прочность. Это залог надёжности всего устройства.
Рычаг крепится к кузову двумя шарнирами. При этом сам элемент имеет широкую опорную базу. Только так становится возможным обеспечить нужную фиксацию и надёжность.
Подвеска для авто такого типа может двигаться только продольно. При этом колея никак не меняется. Подобная конструкторская особенность имеет как позитивную, так и негативную сторону. Если авто едет только вперёд, то наблюдается значительная экономия топлива. К тому же кузов обладает повышенной стабильностью, но стоит машине войти в поворот, как всё кардинально меняется.
Продольная подвеска очень плохо показывает себя на поворотах. Колёса наклоняются вместе с кузовом, и это, конечно же, не способствует устойчивости. Подобный вид конструкции имеет крайне скудные возможности при передаче боковой силы. Большие крены — убедительное тому свидетельство.
Добавление в устройство продольной подвески стабилизатора позволяет автомобилю избавиться от чрезмерного крена. К сожалению, подобное дополнение приводит к потере устойчивости на неровном покрытии.
Казалось бы, всех перечисленных выше недостатков более чем достаточно, чтобы забыть о продольной подвеске для авто. Но у неё есть весомые преимущества, о которых нельзя забывать. Она очень компактна и проста в монтаже. Из-за этого её чаще всего устанавливают на автобусах и грузовиках.
Поперечные двойные рычаги
Это устройство подвески для авто представляет собой разновидность предыдущей модификации. Она была создана в 30-х годах прошлого века. Несмотря на это, она до сих пор незаменима в машинах, которые принимают участие в различных типах гонках.
Колесо в такой подвеске для авто удерживается при помощи двух рычагов, которые располагаются поперечно. Крепление может осуществлять как к кузову, так и к подрамнику. Разные автомобильные компании используют тот вариант, который больше всего подходит для их целей.
Главным достоинством поперечной подвески для авто является возможность широкой настройки. Вы можете легко изменить наклон рычагов, если вам это понадобится. Благодаря такой коррективе меняется параметр поперечного крена. Мало того, есть возможность менять длину. Это позволяет влиять на развал.
Нижний рычаг поперечной подвески для авто должен быть немного длиннее верхнего. Подобное конструкционное изменение позволяет образовать отрицательный развал колёс. Мало того, это происходит при минимальном расширении колеи.
На практике подобное будет выглядеть следующим образом: подвеска захватит колесо сверху. Из-за этого при поворотах колёса спереди оказываются намного ближе к вертикали. Данного эффекта удаётся добиться за счёт отрицательного развала. Именно он компенсирует наклон, хотя и не полностью.
Расстояние между поперечными рычагами позволяет контролировать податливость подвески авто. Также это влияет на кинематику. Зависимость довольно проста. Чем дальше они друг от друга, тем больше жёсткости и выше точность.
Естественно, без минусов в поперечной подвеске авто обойтись не получилось. Из-за меняющегося развала хуже себя проявляют покрышки. Особенно это заметно при торможении. Неудивительно, что со временем инженеры стали устанавливать рычаги продольно.
Внимание! Главным достоинством подвески авто с продольными рычагами является возможность получения центра крена выше, чем у остальных модификаций.
Де-дион
Ища возможность снять нагрузку с заднего моста, ученые изобрели подвеску для авто Де-дион. В ней картер отделяется от балки. При этом он крепится непосредственно к кузову. Таким образом, крутящий момент идёт прямо к ведущим колёсам от силового агрегата. Проводниками служат полуоси. Конструкция может быть зависимой и независимой
Внимание! Главный недостаток этой подвески авто — отсутствие баланса при торможении.
Подвеска играет одну из самых важных ролей в авто. Неудивительно, что автомобильными инженерами было придумано множество модификаций, каждая из которых оптимально подходит под определённые условия эксплуатации.
На видео - обзор видов подвесок для авто:
- Сударыня, почему же, позвольте вас спросить, вы не надели алмазные подвески? Ведь вы знали, что мне было бы приятно видеть их на вас.
А. Дюма «Три мушкетера»
Напомним: называется вся совокупность деталей и узлов, соединяющих кузов или раму автомобиля с колесами.
Перечислим основные элементы подвески:
- Элементы, обеспечивающие упругость подвески. Они воспринимают и передают вертикальные силы, которые возникают при проезде неровностей дороги.
- Направляющие элементы - они определяют характер перемещения колес. Также направляющие элементы передают продольные и боковые силы, и возникающие от этих сил моменты.
- Амортизирующие элементы. Предназначены для гашения колебаний, возникающих при воздействии внешних и внутренних сил
Вначале была рессора
У первых колесных не было никаких подвесок - упругие элементы попросту отсутствовали. А затем наши предки, вероятно, вдохновившись конструкцией стрелкового лука, стали применять рессоры. С развитием металлургии стальным полосам научились придавать упругость. Такие полосы, собранные в пакет, и образовали первую рессорную подвеску. Тогда чаще всего использовалась так называемая эллиптическая подвеска, когда концы двух рессор были соединены, а их середины крепились к кузову с одной стороны и к оси колес с другой.
Затем рессоры стали применять на автомобилях, причем как в виде полуэллиптической конструкции для зависимых подвесок, так и установив одну, а то и две рессоры поперек. При этом получали независимую подвеску. Отечественный автопром долго использовал рессоры - на Москвичах до появления переднеприводных моделей, на Волгах (за исключением Волги Сайбер), а на УАЗах рессоры применяются до сих пор.
Рессоры эволюционировали вместе с автомобилем: листов в рессоре становилось меньше, вплоть до применения однолистовой рессоры на современных малых развозных фургонах.
| Плюсы рессорной подвески | Минусы рессорной подвески |
|
|
Пружинная подвеска
Пружины начали устанавливать еще на заре автомобилестроения и с успехом применяют до сих пор. Пружины могут работать в зависимых и независимых подвесках. Их применяют на легковых автомобилях всех классов. Пружина, поначалу только цилиндрическая, с постоянным шагом навивки по мере совершенствования конструкции подвески приобрела новые свойства. Сейчас применяют конические или бочкообразные пружины, навитые из прутка переменного сечения. Все для того, чтобы усилие росло не прямо пропорционально деформации, а более интенсивно. Сначала работают участки большего диаметра, а затем включаются те, что поменьше. Так же и более тонкий пруток включается в работу раньше, чем более толстый.
| | |
Торсионы
А вы знаете, что почти в любом автомобиле с пружинной подвеской все равно есть торсионы? Ведь стабилизатор поперечной устойчивости, который сейчас ставят почти повсеместно, это и есть торсион. Вообще любой относительно прямой и длинный рычаг, работающий на кручение, представляет собой торсион. Как основные упругие элементы подвески торсионы стали применятся наряду с пружинами в самом начале автомобильной эры. Торсионы ставили вдоль и поперек автомобиля, использовали в самых разных типах подвесок. На отечественных автомобилях торсион использовался в передней подвеске Запорожцев нескольких поколений. Тогда торсионная подвеска пришлась кстати вследствие своей компактности. Сейчас торсионы чаще используют в передней подвеске рамных внедорожников.
Упругим элементом подвески является торсион - стальной стержень, работающий на кручение. Один из концов торсиона закреплен на раме или несущем кузове автомобиля с возможностью регулировки углового положения. На другом конце торсиона установлен нижний рычаг передней подвески. Усилие на рычаге создает момент, закручивающий торсион. Ни продольная, ни боковая силы на торсион не действуют, он работает на чистое кручение. Подтяжкой торсионов можно регулировать высоту передней части автомобиля, но при этом полный ход подвески остается прежним, мы только меняем соотношение ходов сжатия и отбоя.
Амортизаторы
Из курса школьной физики известно, что любой упругой системе свойственны колебания с некой собственной частотой. А если еще будет воздействовать возмущающая сила с совпадающей частотой, то возникнет резонанс - резкое увеличение амплитуды колебаний. В случае с торсионной или пружинной подвеской бороться с этими колебаниями и призваны амортизаторы. В гидравлическом амортизаторе рассеивание энергии колебаний происходит за счет потери энергии на перекачивание специальной жидкости из одной камеры в другую. Сейчас телескопические амортизаторы распространены повсеместно, от малолитражек до большегрузных автомобилей. Амортизаторы, называемые газовыми, на самом деле тоже жидкостные, но в свободном объеме, а он есть у всех амортизаторов, содержится не просто воздух, а газ под повышенным давлением. Поэтому «газовые» амортизаторы всегда стремятся вытолкнуть свой шток наружу. А вот у следующего вида подвесок без амортизаторов можно обойтись.
Пневматическая подвеска
В пневматической подвеске роль упругого элемента играет воздух, находящийся в замкнутом пространстве пневмобаллона. Иногда вместо воздуха используют азот. Пневмобаллон представляет собой герметичную емкость со стенками из синтетических волокон, завулканизированных в слой герметизирующей и защитной резины. Конструкция во многом напоминает боковину шины.
Важнейшим качеством пневмоподвески является возможность изменять давление рабочего тела в баллонах. Причем перекачка воздуха позволяет устройству играть и роль амортизатора. Система управления позволяет изменять давление в каждом отдельном баллоне. Таким образом автобусы могут вежливо наклоняться на остановке для облегчения посадки пассажиров, а грузовики сохранять постоянную «стать», будучи набитыми под завязку или абсолютно порожними. А на легковых автомобилях пневмобаллоны могут устанавливаться в задней подвеске для сохранения постоянного дорожного просвета в зависимости от загрузки. Иногда в конструкции внедорожников применяют пневмоподвеску и на передней, и на задней осях.
Пневмоподвеска позволяет регулировать клиренс автомобиля. На больших скоростях машина «приседает» ближе к дороге. Поскольку при этом центр масс становится ниже, уменьшается валкость в поворотах. А на бездорожье, где важен большой дорожный просвет, кузов, наоборот, приподнимается.
Пневмоэлементы совмещают в себе функции пружин и амортизаторов, правда только в тех случаях если это заводская конструкция. В тюнинговых конструкциях, когда пневмобаллоны просто добавляют к существующей подвеске, амортизаторы лучше оставить.
Установку пневмоподвесок очень любят тюнингисты всех мастей. И, как обычно, кто-то хочет пониже, кто-то повыше.
| | | |
Зависимая и независимая подвеска
Все слышали выражение «у него независимая подвеска по кругу». А что же это значит? Независимой подвеской называется такая подвеска, когда каждое колесо совершает ходы сжатия и отбоя (вверх и вниз) не оказывая влияния на перемещения других колес.
| | |
Независимая подвеска типа МакФерсон с L или А-образными рычагами - сегодня самый распространенный тип передней подвески в мире. Простота и дешевизна конструкции совмещаются с неплохой управляемостью.
Зависимой называется такая подвеска, когда колеса объединяет одна жесткая балка. При этом ход одного колеса, например вверх, сопровождается изменением угла наклона другого колеса относительно дороги.
Раньше такие подвески применялись весьма широко - взять хоть наши Жигули. Теперь только на серьезных внедорожниках с мощной неразрезной балкой заднего моста. Зависимая подвеска хороша только своей простотой и используется там, где по условиям прочности необходим жесткий неразрезной мост. Еще есть полузависимая подвеска. Такая используется на задней оси недорогих автомобилях. Она представляет собой упругую балку, которая связывает оси задних колес.
