Раме, колесах , балках мостов . Устройство подвески , схема подвески и конструкция подвески в статьях и рисунках. Советы опытных мастеров в ремонте подвески .
Х одовая часть автомобиля служит для перемещения транспортного по дороге. Ходовая часть устроена таким образом, чтобы человеку было удобно, комфортно передвигаться.
Д ля того, чтобы автомобиль мог передвигаться детали ходовой части соединяют кузов с колесами, гасят колебания во время движения, смягчают, воспринимают толчки и усилия. А для того, чтобы не возникало тряски и излишней вибрации во время езды ходовая часть включает в себя следующие элементы и механизмы: упругие элементы подвески , колеса и шины .
Х одовая часть автомобиля состоит из следующих основных элементов:
1. Р амы
2. Б алок мостов
3. П ередней и задней подвески колес
4. К олес (диски, шины)
Т ипы подвесок автомобиля:
Подвеска Макферсон
Устройство подвески Макферсон - Подвеска макферсон это так называемая подвеска на направляющих стойках. Этот тип подвески подразумевает использование в качестве основного элемента амортизационной стойки. Подвеска Мак-Ферсон может использоваться как для задних, так и для передних колес.
Независимая подвеска
езависимой подвеска называется , потому что колёса одной оси не связаны жестко, это обеспечивает независимость одного колеса от другого (колеса не оказывают друг на друга никакого влияния).
Конструкция современной подвески. Современная подвеска это элемент автомобиля, который выполняет амортизационные и демпфирующие свойства, что связано с колебаниями автомобиля в вертикальном направлении. Качество и характеристики подвески позволят пассажирам испытать максимальный комфорт передвижения. Среди основных параметров комфортабельности автомобиля можно признать плавность колебания кузова.
- балансирная подвеска особенно уместна для задних колес автомобиля, у которых есть передняя ведущую ось, это аргументируется тем, что такая подвеска почти совсем не занимает места на раме. Балансирная подвеска применяется в основном на трехосных автомобилях, средний и задний ведущие мосты у которых расположены рядом друг к другу. Иногда ее применяют на четырехосных автомобилях, а также многоосных прицепах. Балансирная подвеска бывает двух типов: зависимой и независимой . Зависимые подвески получили большую популярность.
Устройство подвески грузового автомобиля
- это раздел в котором можно изучить строение, назначение, принцип работы подвески грузового автомобиля. Подвеска автомобиля ЗИЛ
- раздел, в котором подробно описано устройство подвески грузового автомобиля ЗИЛ 130.
Подвеска обеспечивает упругую связь между рамой или кузовом с мостами автомобиля или непосредственно с его колесами, воспринимая вертикальные усилия и задавая требуюмую плавность хода. Также, подвеска служит для восприятия продольных и поперечных усилий и реактивных моментов, которые действуют между опорной плоскостью и рамой. Подвеска обеспечивает передачу толкающих и скручивающих усилий.
- Устройство задней подвески автомобиля
- Устройство балансирной подвески
- Зависимые подвески
- Задняя подвеска трехосного автомобиля
Э лементы ходовой части автомобиля:
- управляемый мост представляет собой балку, в которой на шарнирах установлены поворотные цапфы и соединительные элементы. Жесткая штампованная балка представляет собой основу управляемого моста. Соответственно передний управляемый мост это обычная поперечная балка с ведомыми управляемыми колесами, к которым не подводится крутящий момент от двигателя. Этот мост не ведущий и служит для поддерживания несущей системы автомобиля и обеспечения его поворота. Существует большой перечень различных типов управляемых мостов, которые применяются на грузовых (6х2) и легковых автомобилях (4х2).
- Упругие элементы подвески машины - у пругие элементы подвески автомобиля предназначены для смягчения толчков и ударов, а также снижения вертикальных ускорений и динамической нагрузки, которая передается на конструкцию при движении автомобиля. Упругие элементы подвески позволяют избежать прямого воздействия дорожных неровностей на профиль кузова и обеспечивают необходимую плавность хода. Пределы оптимальной плавности хода колеблются от 1-1,3 Гц.
Если спросить у любого автомобилиста, какая же самая важная часть автомобиля, то большинство ответит, что это двигатель, так как он приводит машину в движение. Другие будут говорить, что самое главное - это кузов. Третьи скажут, что без КПП далеко не уехать. Но совсем немногие помнят о подвеске и о том, какое она имеет значение. А ведь это фундамент, на котором строится автомобиль. Именно подвеской определяются габаритные размеры и особенности кузова. Также система определяет возможность установки того или иного двигателя. Итак, давайте разберемся, что такое подвеска автомобиля.
Назначение
Это комплекс очень тесно работающих элементов и устройств, функциональная особенность которых определяется обеспечением упругой связи подрессоренной массы с неподрессоренной. Также система подвески снижает нагрузку, которая оказывается на подрессоренную массу, более равномерно распределяя динамику по всему автомобилю. Среди самых важных узлов в подвеске любых автомобилей выделяют несколько элементов.
Так, упругие элементы предназначены для обеспечения плавного хода. За счет них снижается воздействие вертикальной динамики на кузов. Демпфирующие элементы и устройства предназначены для перевода колебаний в тепловую энергию. За счет этого нормализуется динамика движения. Направляющие детали выполняют обработку боковой и продольной кинетической энергии на движущиеся колеса авто.
Вне зависимости от того, какой тип ходовой части, общее назначение подвески автомобиля заключается в том, чтобы погасить поступающие вибрации и шум, а также сгладить колебания, которые обязательно будут возникать при движении по ровным и неровным поверхностям. В зависимости от специфики авто конструктивные особенности и тип подвески будут различаться.
Как устроена система?
Вне зависимости от типа системы, в этот комплекс входит набор элементов, без которых трудно представить работоспособную ходовую часть. В основную группу входят буфера упругости, распределяющие детали, амортизаторы, штанга, а также крепежные детали.
Буфер упругости необходим, чтобы анализировать и передавать на кузов информацию в процессе обработки неровностей дороги. Это могут быть пружины, рессоры, торсионы - любые детали, сглаживающие колебания.
Распределяющие детали закреплены одновременно и в системе подвески, и прикреплены к кузову автомобиля. Это позволяет передавать силу. Данные элементы представляют собой рычаги.
Амортизаторы используют метод гидравлического сопротивления. Амортизатор противостоит упругим элементам. Различают два вида - однотрубные и двухтрубные модели. Также устройства классифицируют на масляные, газомасляные, а также пневматические.
Штанга предназначена для стабилизации поперечной устойчивости. Данная деталь является частью сложного комплекса, который состоит из опор, а также механизмов рычагов, закрепленных на кузове. Стабилизатор распределяет нагрузку при поворотах и похожих маневрах.
Крепежные детали - это чаще болтовые соединения и различные втулки. Одними из самых популярных элементов в разных типах подвесок являются сайлентблоки и шаровые опоры.
Типы систем подвесок
Первые подвески появились в начале 20-го века. Первые конструкции выполняли лишь функцию соединения, а вся кинетика передавалась непосредственно на кузов. Но затем после многочисленных экспериментов и испытаний воплотились разработки, позволившие значительно улучшить не только конструкцию. Эти эксперименты существенно подняли потенциал для будущей эксплуатации. Сейчас можно встретить лишь несколько представителей тех разработок или даже сегментов. Каждый вид подвески достоин отдельного обзора или даже целой статьи.
"Макферсон"
Данная разработка, которую создал конструктор Э. Макферсон, была впервые использована около 50 лет назад. Конструктивно в ней единственный рычаг, стабилизатор и качающиеся свечи. Те, кто хорошо знают, что такое подвеска, скажут, что данный тип несовершенен, и будут правы. Но при всех недостатках данная система очень доступна и популярна у большинства производителей бюджетных авто.
Двухрычажные системы
В данном случае направляющая часть представлена двумя рычагами. Это может быть реализовано в виде диагональных, поперечных и продольных рычажных систем.
Многорычажные системы
В отличие от двухрычажных, здесь структура более серьезная. Поэтому есть и преимущества, обеспечивающие автомобилю плавный и ровный ход, улучшенную маневренность. Но оснащаются такими решениями только машины премиум-класса.
Торсионно-рычажные системы
Данная конструкции схожа с выше рассмотренными видами. Но вместо традиционных для подвесок рычажного типа пружин здесь используются торсионы. При кажущейся простоте данное решение значительно расширяет эффективность эксплуатации. Сами же составляющие просты в обслуживании и настраиваются как угодно.
«Де Дион»
Данная подвеска разработана инженером Де Дионом из Франции. Особенность ее в том, что она снижает нагрузку на задний мост. Картер главной передачи закреплен не на балке, а на части кузова. Такое решение встречается на полноприводных внедорожных авто. На легковых машинах такой подход неприемлем. Это может вызывать различные проблемы при разгоне и торможении.
Задние зависимые системы подвески
Мы уже рассмотрели, и теперь перейдем к задним системам. Это знакомый каждому тип подвески легковых авто, который очень любили советские инженеры. В СССР такой тип очень широко применялся, интегрировался и изобретался. Балка крепится к кузову посредством упругих пружин и продольных рычагов. Но при отличной управляемости и стабильности в движении вес задней балки может перегружать редуктор и картер. Однако такая задняя подвеска на ВАЗе, “Логане” и других бюджетных моделях все еще популярна.
Полузависимая
В отличие от зависимой схемы, которая рассмотрена выше, здесь имеется поперечина. Она соединена при помощи двух продольных рычагов.
С качающимися полуосями
В данном типе основой конструкции являются полуоси. К одному из концов детали присоединены шарниры. Сами же оси соединены с колесами. Когда автомобиль движется, колесо будет находиться перпендикулярно полуоси.
На продольных и поперечных рычагах
Здесь основной конструкции выступает продольный рычаг. Он должен разгружать опорные усилия, которые воздействуют на кузов. Данная система очень тяжелая, что не делает ее популярной на рынке. А в случае с продольными рычагами все лучше - это более гибкий в настройке тип. Опорные рычаги позволяют снизить нагрузки на крепеж подвески.
Подвеска с косыми рычагами
Решение очень похоже на систему на продольных рычагах. Отличие в том, что оси, на которых качаются рычаги, в данном случае установлены под более острым углом. Данные системы устанавливают чаще всего на задней оси. Подвеску можно встретить на автомобилях немецкого производства. Если сравнивать с продольным типом, то здесь крены в повороте существенно снижены.
Подвеска с двойными продольными и поперечными рычагами
В отличие от однорычажной системы, здесь на каждую ось приходится по два рычага. Они размещаются поперек или продольно. Для соединения рычагов могут применяться торсионы и пружины. Кроме того, нередко используются и рессоры. Подвеска отличается компактностью, но она не сбалансирована для езды по неровностям.
Пневмо- и гидравлическая подвеска
В данных решениях применяются полностью пневматические или гидропневматические упругие элементы. Сами по себе эти детали - не конечный вариант. Они только делают движение более комфортным.
И автомобиля, и гидравлическая достаточно сложные, обе обеспечивают высокую плавность хода и отличную управляемость. Такие системы могут быть соединены с "МакФерсоном" или многорычажными решениями.
Электромагнитные
Это еще более сложный тип, а в основе конструкции лежит электрический двигатель. Выполняются сразу две функции - и амортизатор, и упругий элемент. Во главе стоит микроконтроллер и датчик. Данное решение отличается высокой безопасностью, а переключается механизм посредством электрических магнитов. Естественно, стоимость комплекта очень высокая, поэтому на серийных моделях авто она не встречается.
Адаптивные подвески
Мы знаем, что такое подвеска и для чего она нужна. А эта система способна сама подстраиваться под условия движения и водителя. Электроника способна сама определить степень снижения колебаний. Она настраивается на нужные рабочие режимы. Адаптация выполняется электромагнитами либо жидкостным способом.
Неисправности систем подвесок
Автопроизводители много работают над надежностью подвесок. Многие авто даже оснащаются усиленными системами. Но качество дорог сводит усилия инженеров на ноль. Водители сталкиваются с различными неисправностями подвески автомобиля. Можно выделить несколько типовых проблем.
Так, нередко нарушаются углы передних колес. Часто деформируются рычаги, снижается жесткость пружин или они ломаются. По тем или иным причинам нарушается герметичность амортизаторов, повреждаются опоры амортизаторов, изнашиваются втулки стабилизаторов, изнашиваются шаровые опоры и сайлентблоки.
Даже при регулярном обслуживании подвеска все равно является в России расходным материалом. Буквально каждый год после зимы водителям приходится озадачиваться заменой подвески автомобиля.
Диагностика своими руками
Диагностировать систему следует, если появились проблемы с автомобилем. Это отсутствие прямолинейного движения, различные вибрации на скорости, раскачка кузова при объезде или проезде препятствий, нехарактерные звуки, удары о кузов при наезде на различные препятствия.
Диагностика передней подвески автомобиля может быть выполнена как вручную при помощи монтировки, так и на компьютерном стенде. С помощью монтировки поочередно проверяют на наличие люфтов каждый элемент системы. Также выявить неисправность поможет визуальный осмотр - визуально можно оценить состояние сайлентблоков и других элементов. Шаровые опоры диагностируются руками. Если опора ходит туго в своей обойме, тогда она исправна. Если же она ходит легко, тогда следует ее заменить. В подвеске ВАЗа это можно сделать без замены рычага. На большинстве иномарок шаровая идет как единое целое вместе с рычагом. Хотя находятся мастера, которые занимаются или высверливанием заклепок на рычаге и установкой опор на болтах. Это позволяет существенно сэкономить.
Но точно узнать, в каком состоянии находится подвеска, поможет компьютерная диагностика подвески автомобиля. Это специальный стенд, где при помощи многочисленных датчиков проверяется вся система. Компьютер очень точно оценит состояние и покажет изношенные и подлежащие замене элементы.
Обслуживание подвески
Долговечность подвески зависит от обслуживания. Как часто нужно проводить сервис, точного ответа нет. Срок зависит от характера езды и от эксплуатации автомобиля. Если к машине относиться бережно, то будет достаточно обслуживания подвески автомобиля один раз в год. Но бывает, что странные звуки и проседания автомобиля случаются чаще. В таком случае необходима диагностика и замена изношенных деталей. Обычно обслуживание сводится к замене изношенных сайлентблоков, шаровых опор и других элементов.
Если задняя зависимая подвеска автомобиля выходит из строя, то задние колеса становятся домиком. Для решения проблемы достаточно заменить ремкомплект. Это не займет много времени. Вот и все, что можно сказать об обслуживании подвески.
Ремонт подвески может быть связан с определенными трудностями - системе приходится работать в тяжелых условиях. И нередко водители сталкиваются с тем, что крепеж не откручивается вследствие коррозии. На СТО мастера используют пневматический или электрический инструмент, что значительно облегчает процесс отворачивания крепежа. Ремонт и обслуживание подвески на СТО потребует меньше времени, чем если бы то же самое выполнялось в условиях обычного гаража.
Итак, мы выяснили, что собой представляет ходовая часть автомобиля, каких типов она бывает и какие функции выполняет в 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.
Ходовая часть автомобиля - комплекс узлов и механизмов, основным назначением которых является перемещение транспортного средства с условием погашения вибраций, тряски и прочих факторов, негативно влияющих на уровень комфорта.
Элементы ходовой части транспортного средства объединяют кузов и колеса машины, уменьшают раскачивание, принимают и обеспечивают передачу действующих сил.
В процессе движения автомобиля люди, которые находятся в салоне, ощущают на себе различные типы колебаний:
- Медленные - отличаются большой амплитудой;
- Быстрые - имеют минимальный уровень раскачивания.
В роли «гасителей» быстрых колебаний выступают сидения, резиновые опоры (КПП и мотора), а также другие «смягчающие» элементы.
От второго типа колебаний (медленных) защищают элементы ходовой части транспортного средства - узлы подвески, покрышки и прочие.
Конструктивно в состав ходовой части машины входит:
- Подвеска (задняя и передняя);
- Шины;
- Колеса.
Ниже рассмотрим каждую составляющую с позиции функций и особенностей предметно.
Подвеска автомобиля
Элементы ходовой части, обеспечивающие качественный контакт с покрытием
Бытует мнение, что качество контакта с поверхностью дороги зависит только от покрышек, упругих и демпфирующих узлов (амортизатора, пружин).
На практике не меньшее значение имеют дополнительные элементы ходовой части, взаимодействующие друг с другом и кинематикой направляющих устройств.
Так, для обеспечения достаточного уровня безопасности и комфорта в промежутке между кузовом и покрытием должны находиться следующие элементы:
- Шины - устройства, которые первыми принимают на себя негативные воздействия ям или «наростов» на поверхности дорожного покрытия. Благодаря определенной упругости, покрышки уменьшают колебания и играют роль индикаторов состояния подвески. Если рисунок истирается неравномерно, это говорит о нарушении работы элементов ходовой части (к примеру, об уменьшении сопротивления подвески автомобиля).
- Упругие детали (рессоры, пружины) - устройства, в задачу которых входит удерживание кузова транспортного средства на определенном уровне и поддерживание качественной связи машины с покрытием. Продолжительное применение этих изделий приводит к постепенному старению металла, его «усталости» из-за регулярных перегрузок. В итоге характеристики автомобиля, влияющие на уровень комфорта, ухудшаются. Изменению подвергается величина клиренса, параметр симметричности нагрузки, углы расположения колес и другие параметры. Важно понимать, что пружины, а не амортизаторы поддерживают массу машины. Если уменьшается дорожный просвет и транспортное средство «просаживается» без нагрузки, пора устанавливать новые пружины.
- Направляющие детали. К этим элементам ходовой части относятся торсионы, рессоры и рычажная система, обеспечивающие кинематику взаимодействия кузовной части и колес. Главной функцией узлов заключается поддержание перемещающегося вверх или вниз колеса в одной плоскости вращения. Другими словами, последнее должно находиться приблизительно в одной позиции, под 90 градусов к дороге. При нарушении геометрии направляющих узлов автомобиль становится непредсказуемым на дороге, протектор покрышек быстро изнашивается, уменьшается ресурс амортизаторов и других элементов подвески.
- Вспомогательные упругие узлы автомобиля. Сюда можно отнести резинометаллические шарниры, которые часто называются буферами сжатия. В их задачу входит подавление вибраций и ВЧ колебаний, возникающих от взаимодействия металлических элементов ходовой части. Наличие этих узлов способствует повышению ресурса деталей подвески автомобиля, а именно амортизаторов. Вот почему так важно проверять состояние резинометаллических деталей, обеспечивающих соединение подвески. Чем лучше выполняют работу вспомогательные упругие элементы, тем дольше служат амортизаторы.
- Стабилизатор поперечной устойчивости (СПУ) - элемент ходовой части автомобиля, необходимый для улучшения управляемости и снижения уровня крена ТС при вхождении в поворот. При резком маневре одна сторона транспортного средства прижимается к поверхности дороги, а вторая - наоборот, «отрывается» от покрытия. Задача СПУ - предотвратить этот отрыв и обеспечить достаточное прижатие «отрывающейся» стороны автомобиля к дороге. Кроме того, в случае наезда машины на препятствие СПУ закручивается и гарантирует быстрый возврат колеса на первоначальную позицию.
- Элемент демпфирования (амортизатор) - устройство ходовой части, обеспечивающее гашение кузовных колебаний, возникающих из-за наезда на неровности дорожного покрытия, а также по причине появления инерционных сил. Амортизатор также ограничивает колебания неподконтрольных элементов (балки, мостов, шин, ступицы и прочих) по отношению к кузову. В итоге качество контакта колеса и поверхности дорожного покрытия улучшается.
Мы рассмотрели основные элементы ходовой части автомобиля, которые конструктивно отличаются друг от друга на разных моделях машин, но в итоге несут в себе основное назначение – обеспечить комфортное и безопасное движение транспортного средства.
Подвеска — это совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между подрессоренной и неподрессоренными массами Подвеска уменьшает динамические нагрузки, действующие на подрессоренную массу. Она состоит из трех устройств:
- упругого
- направляющего
- демпфирующего
Упругим устройством 5 на подрессоренную массу передаются вертикальные силы, действующие со стороны дороги, уменьшаются динамические нагрузки и улучшается плавность хода.
Рис. Задняя подвеска на косых рычагах автомобилей БМВ:
1 – карданный вал ведущего моста; 2 – опорный кронштейн; 3 – полуось; 4 – стабилизатор; 5 – упругий элемент; 6 – амортизатор; 7 – рычаг направляющего устройства подвески; 8 – опорная стойка кронштейна
Направляющее устройство 7 – механизм, воспринимающий действующие на колесо продольные и боковые силы и их моменты. Кинематика направляющего устройства определяет характер перемещения колеса относительно несущей системы.
Демпфирующее устройство () 6 предназначено для гашения колебаний кузова и колес путем преобразования энергии колебаний в тепловую и рассеивания ее в окружающую среду.
Конструкция подвески должна обеспечивать требуемую плавность хода иметь кинематические характеристики, отвечающие требованиям устойчивости и управляемости автомобиля.
Зависимая подвеска
Зависимая подвеска характеризуется зависимостью перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса.
Рис. Схема зависимой подвески колес
Передача сил и моментов от колес на кузов при такой подвеске может осуществляться непосредственно металлическими упругими элементами – рессорами, пружинами или с помощью штанг – штанговая подвеска.
Металлические упругие элементы имеют линейную упругую характеристику и изготавливаются из специальных сталей, обладающих высокой прочностью при больших деформациях. К таким упругим элементам относятся листовые рессоры, торсионы и пружины.
Листовые рессоры на современных легковых автомобилях практически не применяются, за исключением некоторых моделей автомобилей многоцелевого назначения. Можно отметить модели легковых автомобилей, выпускавшиеся ранее с листовыми рессорами в подвеске, которые продолжают эксплуатироваться и в настоящее время. Продольные листовые рессоры устанавливались в основном в зависимой подвеске колес и выполняли функцию упругого и направляющего устройства.
На легковых автомобилях и грузовых или микроавтобусах применяются рессоры без подрессорников, на грузовых автомобилях – с подрессорниками.
Рис. Рессоры:
а) – без подрессорника; б) – с подрессорником
Пружины как упругие элементы применяются в подвеске многих легковых автомобилей. В передней и задней подвесках, выпускаемых различными фирмами большинства легковых автомобилей применяются винтовые цилиндрические пружины с постоянными сечением прутка и шагом навивки. Такая пружина имеет линейную упругую характеристику, а необходимые характеристики обеспечиваются дополнительными упругими элементами из полиуретанового эластомера и резиновыми буферами отбоя.
На легковых автомобилях Российского производства в подвесках применяют цилиндрические винтовые пружины с постоянными сечением прутка и шагом в сочетании с резиновыми отбойными буферами. На автомобилях производителей других стран, например, БМВ 3-й серии в задней подвеске устанавливают бочкообразную (фасонную) пружину с прогрессивной характеристикой, достигаемой за счет формы пружины и применения прутка переменного сечения.
Рис. Спиральные пружины:
а) цилиндрическая пружина; б) бочкообразная пружина
На ряде автомобилей для обеспечения прогрессивной характеристики применяется комбинация цилиндрических и фасонных пружин с переменной толщиной прутка. Фасонные пружины имеют прогрессивную упругую характеристику и называются «миниблоками» за небольшие размеры по высоте. Такие фасонные пружины применяют, например в задней подвеске автомобилей «Фольксваген», «Ауди», «Опель» и др. Фасонные пружины имеют различные диаметры в средней части пружины и по краям, а пружины «миниблок» имеют и различный шаг навивки.
Торсионы, как правило, круглого сечения применяются на автомобилях в качестве упругого элемента и стабилизатора.
Упругий крутящий момент передается торсионом через шлицевые или четырехгранные головки, расположенные на его концах. Торсионы на автомобиле могут быть установлены в продольном или поперечном направлении. К недостаткам торсионов следует отнести их большую длину, необходимую для создания требуемых жесткости и рабочего хода подвески, а также высокую соосность шлицов на концах торсиона. Однако следует отметить, что торсионы имеют небольшую массу и хорошую компактность, что позволяет успешно применять их на легковых автомобилях среднего и высокого классов.
Независимая подвеска
Независимая подвеска обеспечивает независимость перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса. По типу направляющего устройства независимые подвески делятся на рычажные, и подвески Макферсона.
Рис. Схема независимой рычажной подвески колес
Рис. Схема независимой подвески Макферсона
Рычажная подвеска – подвеска, направляющее устройство которой представляет собой рычажный механизм. В зависимости от количества рычагов могут быть двухрычажные и однорычажные подвески, а в зависимости от плоскости качания рычагов – поперечно-рычажные, диагонально-рычажные и продольно-рычажные.
Список видов подвесок легковых автомобилей
В настоящей статье рассмотрены лишь основные виды подвесок автомобилей, в то время как их видов и подвидов на самом деле существует намного больше и, к тому же инженерами постоянно разрабатываются новые модели и дорабатываются старые. Для удобства приведем список наиболее распространенных. В последующем каждая из подвесок будет рассмотрена подробней.
- Зависимые подвески
- На поперечной рессоре
- На продольных рессорах
- С направляющими рычагами
- С упорной трубой или дышлом
- «Де Дион»
- Торсионно-рычажная (со связанными или с сопряжёнными рычагами)
- Независимые подвески
- С качающимися полуосями
- На продольных рычагах
- Пружинная
- Торсионная
- Гидропневматическая
- Подвеска «Дюбонне»
- На двойных продольных рычагах
- На косых рычагах
- На двойных поперечных рычагах
- Пружинная
- Торсионная
- Рессорная
- На резиновых упругих элементах
- Гидропневматическая и пневматическая
- Многорычажные подвески
- Свечная подвеска
- Подвеска «Макферсон» (качающаяся свеча)
- На продольных и поперечных рычагах
- Активные подвески
- Пневматические подвески
