Как работает подвеска автомобиля – Подвеска автомобиля, элементы, схема и разновидности

Типы подвесок автомобилей, устройство пневмоподвески

Те детали, механизмы и узлы, которые соединяют колеса с корпусом автомашины, называются подвеской. Надо ли говорить, что за долгое время развития и совершенствования автомобиля было изобретено и применено на практике большое количество различных способов соединения колес с корпусом. Все эти виды подвесок автомобилей различаются по виду связи между колесами, по используемому амортизирующему элементу и т.д. У каждой из них свои достоинства и недостатки, их лучше знать, чтобы полностью реализовать возможности своего авто.

О роли подвески при движении

Кроме уже обозначенной задачи по соединению колес с рамой автомобиля, подвеска решает еще и дополнительные задачи. Одна из них – снижение динамических нагрузок на кузов машины. Вибрация, тряска, удары – наверняка всем знакомы эти неприятные ощущения, возникающие при движении по кочкам или неровной дороге. Их устранение или, по крайней мере, минимизация воздействия – одна из задач, для решения которой предназначена подвеска.

Немаловажную роль играет подвеска и в режиме движения машины. От нее во многом зависит скорость и управляемость. Если она «мягкая», т.е. обеспечивает для колеса постоянный контакт с дорогой, то это позволяет осуществить лучшее торможение и разгон, но излишняя мягкость приводит к сильным кренам в поворотах и ухудшению устойчивости автомобиля.
«Жесткая» подвеска, не дающая колесам гулять из стороны в сторону, создает хороший контакт с дорогой и не позволяет машине крениться в поворотах, давая возможность прохождения поворотов с повышенной скоростью.

Все вышесказанное не охватывает всех аспектов работы подвески. Некоторые ее виды имеют преимущества в отдельных режимах движения, то в других случаях это может уже считаться недостатком. Так, подвеска, наилучшим образом работающая на бездорожье и обеспечивающая отличную проходимость, не может позволить автомобилю двигаться с высокой скоростью по хорошему покрытию.

Что входит в подвеску

Несмотря на многообразие подвесок, в их конструкции используют схожие по назначению узлы и детали. Некоторые из них кратко представлены ниже:

  • обеспечивающие упругость. К ним относятся рессоры, пружины и торсионы;
  • направляющие, определяющие перемещение колес, их связь с автомобилем и передачу боковых сил и моментов. В качестве таких деталей выступают рычаги: сдвоенные, поперечной и продольной устойчивости;
  • гасящие, противодействующие элементам упругости и устраняющие их колебания. Для этого используют амортизаторы;
  • элементы стабилизации, служащие для распределения боковой нагрузки в поворотах и уменьшения крена автомобиля. С подобными задачами справляются штанги с элементами крепления к кузову.

Основные типы подвесок автомобиля

Здесь сразу необходимо отметить, что существующие типы подвесок, используемые на самых разных транспортных средствах, можно классифицировать по нескольким признакам, но для современных легковых автомобилей общепринятым является разделение на зависимые и независимые.

Зависимая подвеска

Она подразумевает жесткую связь между колесами. Исторически это был первый созданный тип подвески. По сути дела, она недалеко ушла от конструкции телег, когда два колеса соединялись между собой осью. Как выглядит такая подвеска, понятно из рисунка


В данном случае видно, что положение одного колеса сказывается на другом. Так, при наезде правого колеса на препятствие, изменяется положение левого, оно наклоняется влево, при этом колесо располагается под углом к поверхности, что несколько уменьшает пятно сцепления с дорогой. Такой тип подвески был характерен для автомобилей на заре их становления. Сейчас, если используется, то обычно в качестве заднего моста и на машинах повышенной проходимости.

Такая подвеска обычно бывает рессорная или пружинная. В первой из упомянутых как упругий элемент используется рессора, которая крепится к балке моста, а своими концами к раме или корпусу автомобиля. Другим типом зависимой подвески является пружинная, в которой упругим элементом служит пружина. Как выглядят рессорная (1) и пружинная (2) подвески, хорошо видно на приведенных рисунках.



Несмотря на то, что зависимая подвеска изобретена давно и считается устаревшей, она применяется до сих пор, в первую очередь на грузовых машинах и, как уже упоминалось, на внедорожниках. Ее несомненным достоинством является простота конструкции и надежность, особенно это актуально для джипов. Что пружинная, что рессорная подвески для любых автомобилей обеспечивают:

  1. постоянный клиренс, а это в условиях бездорожья является огромным плюсом и служит дополнительным фактором повышения проходимости;
  2. постоянную ширину колеи;
  3. большую артикуляцию. Под артикуляцией понимается ход переднего колеса относительно заднего, при котором заднее колесо полностью теряет контакт с дорогой (см. фото ниже). Чем позже это происходит, т.е. чем это расстояние (артикуляция) больше, тем это лучше при движении по плохой дороге;
  4. надежность, устойчивость к повреждениям;
  5. дешевизну эксплуатации;
  6. возможность проведения эффективного внедорожного тюнинга.


Из приведенных достоинств зависимой подвески, рессорная она или пружинная, следует однозначный вывод, что она прекрасно работает на бездорожье. Однако общая картина становится не такой благостной, когда бездорожье кончается, и автомобиль начинает двигаться по асфальту. В этом случае те виды недостатков, которые были безразличны на плохой дороге, становятся очевидными:

  • не самая лучшая управляемость из-за значительных подрессоренных масс при высоких скоростях движения;
  • плохая курсовая устойчивость;
  • недостаточный комфорт для легковых автомобилей.

Независимая подвеска

Это совсем другой вариант подвески, ничего общего не имеющий с уже рассмотренной зависимой. При такой конструкции между колесами нет жесткой связи. Как схематично это выглядит, можно понять из приведенного ниже рисунка

Фактически, такая подвеска означает, что колесо (каждое) крепится к кузову автомобиля отдельно и при колебании одного колеса эти изменения не передаются на другое, благодаря чему крен кузова уменьшается и повышается устойчивость. Вариантов, как такое сделать, существует множество, но все их можно разделить на основные типы: рычажные и свечные.

К последним относятся подвески МакФерсона, к первым:

  1. двухрычажные;
  2. поперечнорычажные;
  3. косорычажные;
  4. продольнорычажные.

Наиболее распространены подвеска МакФерсона и поперечнорычажная. Причиной этого являются те преимущества, которые они обеспечивают для легковых автомобилей:

  • хорошая управляемость;
  • хорошая обратная связь при рулении;
  • высокий уровень комфорта;
  • малые крены;
  • высокая скорость движения.

Комбинированная подвеска

Она представляет собой комбинацию двух уже описанных подвесок. Спереди ставится независимая подвеска автомобиля, сзади мост (зависимая). Является в какой-то мере компромиссом, позволяя достаточно комфортно передвигаться по асфальту, но в то же время без особых трудностей преодолевать незначительное бездорожье.

Такая комбинация хорошо подходит для кроссоверов и паркетников, обеспечивая возможность свободно двигаться по городу и заезжать в лес на пикник или проехать немного по проселочным дорогам. По своим возможностям получается нечто среднее, но для большинства обеспечивающие приемлемые условия движения.

Другие типы подвесок

Описанными выше типами подвесок далеко не исчерпывается их многообразие. Есть еще и другие, которых следует обязательно коснуться.

Торсионная

Торсионная подвеска основана на работе специального элемента – торсиона, представляющего собой металлический вал, работающий на скручивание при возникновении нагрузки. Как это происходит, должно быть понятно из приведенного рисунка. Один конец вала жестко закреплен на основании, на другой его конец прикладывается момент силы. Под действием этого момента вал скручивается. Если один конец торсиона прикрепить к колесу, а противоположный жестко к кузову автомобиля, то между ними будет образована упругая связь.


Конструктивно торсионная подвеска может быть выполнена:

  1. на двойных поперечных рычагах;
  2. на продольных рычагах;
  3. как торсионная балка (с продольными рычагами).

Если два первых исполнения можно отнести к независимой подвеске, у которой торсион используется как упругий элемент, то торсионную балку считают полузависимой, т.к. у нее перемещение одного колеса отражается на положении другого.



Приведенные рисунки позволяют лучше понять, как работают описанные разные виды подвески (на 1 – на продольных рычагах, на 2 – торсионная балка).
Торсионная подвеска достаточно широко и давно применяется в конструкции легковых автомобилей. Чаще всего она используется в роли задней подвески переднеприводных автомашин. Основное ее достоинство – долговечность, компактность и легкость регулирования в составе транспортного средства.

Активная

Это уже можно считать непременной принадлежностью современного автомобиля. В попытках найти возможный компромисс между устойчивостью, управляемостью и комфортом появилось подобное техническое решение. Вся проблема в том, что, как уже отмечалось выше, жесткая подвеска при высокой скорости обеспечивает минимальные крены, что дает хорошую управляемость и устойчивость, но недостаточный комфорт. Мягкая дает плавный ход, но приводит к раскачиванию автомобиля и, как следствие, к ухудшению управляемости и устойчивости. Для преодоления этих противоречий и создается активная подвеска.

В данном случае термин «активная» подразумевает возможность изменения параметров подвески при ее эксплуатации. Каждый разработчик автомашины идет своим путем, но уже существуют различные виды подвески, использующие:

  1. амортизаторы с изменяемой степенью демпфирования;
  2. регулируемые упругие элементы.

Независимо от конкретной реализации идеи, активная подвеска легковых автомобилей, подразумевает изменение характеристик подвески непосредственно во время движения.

Пневматическая

Пневматическая подвеска позволяет изменять высоту автомашины относительно дороги, т.е. меняется клиренс. Это используется на внедорожниках, автомобилях бизнес-класса, а также на грузовиках и полуприцепах. Устройство пневмоподвески предполагает применение пневмоупоров на каждом колесе. Сама по себе пневматическая подвеска не является каким-то отдельным видом, а служит своеобразным дополнением обычной. Она может входить в комплектацию машины, а может устанавливаться дополнительно.
Устройство пневмоподвески в самом простейшем виде состоит из таких элементов, как:

  • пневматическая стойка;
  • компрессор;
  • датчики и блок управления;
  • воздушные магистрали.

Управление такой системой может выполняться как в автоматическом, так и в ручном режиме. В последнем случае водитель сам задает необходимый дорожный просвет, а в автоматическом режиме по сигналам от датчиков в зависимости от скорости блок управления меняет клиренс автомобиля.


За всю историю развития автомобиля было разработано множество способов соединения колеса и кузова, однако лучший способ так и не найден до сих пор. Эти работы продолжаются, и их итогом являются новые варианты подвески, однако найти одну, подходящую для всех возможных режимов движения автомобиля пока не удается.

znanieavto.ru

Подвеска автомобиля – особенности различных схем + видео » АвтоНоватор

Что такое подвеска автомобиля, знает каждый, кто получил хоть небольшой опыт вождения, и только новички имеют лишь смутное представление об этом важном узле. А ведь именно эта совокупность деталей создает те условия движения, которые мы привыкли называть комфортными. Впрочем, она же может стать причиной некоторых неудобств на пересеченной местности. Итак, что же собой представляет подвеска?

Подвеска автомобиля как его основа

Так оно и есть, этот узел или, как было сказано выше, конструкция из ряда деталей, соединяет кузов машины с колесами, причем эта связь может быть как жесткой, так и упругой, в зависимости от установленных элементов. К примеру, задняя зависимая подвеска автомобиля, устройство которой отличается простотой, держится на двух цилиндрических пружинах и дополнительно крепится на 4 продольных рычагах. Однако такая конструкция имеет немалый вес, а значит, будет влиять на плавность хода. Но будем последовательны. Рассматриваемый нами узел делится по ряду признаков на следующие типы: многорычажный и двухрычажный, активный, торсионный, зависимый и независимый. Кроме того, есть деление на передние и задние подвески.

Для начала рассмотрим двухрычажный и многорычажный виды подвесок автомобилей. Первый вариант имеет короткий верхний и длинный нижний поперечные рычаги, на которых и закреплен к кузову. Помимо этого, между крепежами предусмотрен цилиндрический упругий элемент, смягчающий толчки на неровной местности. Однако у такой схемы есть существенные недостатки – поперечные движения колеса слишком незначительны, что влияет на боковую устойчивость и, как следствие, ускоряет износ покрышек. Плюсом является то, что каждое колесо независимо, и благодаря этому автомобиль устойчивее держится на неровностях, поддерживая качественное сцепление с дорогой.

Многорычажная схема представляет собой усложненный вариант двухрычажной со всеми ее достоинствами и отличается наличием шаровых шарниров, которые увеличивают мягкость хода, и сайлент-блоков (поворотных опор), которыми она и закреплена на раме. Эти блоки обеспечивают шумоизоляцию кузова от колес. Помимо прочего, добавьте сюда продольные и поперечные регулировки, возможные для каждого независимого элемента отдельно. Однако все эти преимущества увеличивают стоимость устройства, в результате чего подобные узлы ставят только на автомобили представительского класса, чем и объясняется их идеальный контроль на дороге, а также мягкость контакта с дорожным покрытием.

Активный и торсионный типы подвесок автомобилей

Очень интересна подвеска, название которой говорит само за себя – torsion, что на французском языке означает скручивание. Именно это свойство лучше всего характеризует торсионную схему. Изготавливается ее упругий элемент из легированной стали, которая после ряда обработок обретает очень интересную способность закручиваться вокруг продольной оси стержня. Он может иметь квадратное или круглое сечение, быть сплошным или набранным из отдельных пластин, в любом случае в результате получается подобие распрямленной пружины, но с лучшими характеристиками.

Устанавливается torsion как продольно, так и поперечно, причем в первом случае на грузовики, а во втором – на легковые машины. Преимуществами торсионные типы подвесок автомобилей обладают следующими: легкость в сравнении с пружинными упругими элементами, компактность. Благодаря этим упругим деталям, можно с легкостью отрегулировать высоту дорожного зазора, стянув с помощью специального мотора стержни торсионов и, таким образом, приподняв кузов. Подобное устройство имеется во многих автомобилях, причем оно позволяет приподнять транспортное средство на трех колесах для замены четвертого без участия домкрата.

Наиболее эффективное применение торсионные подвески нашли в производстве военной бронетехники.

Активная подвеска имеет схему, разительно отличающуюся от классической, то есть никаких упругих элементов, будь то стержни или винтовые пружины, в данном узле нет. Все нагрузки из-за толчков колес или крена кузова на неровной местности компенсируются специальными пневматическими или гидравлическими стойками, в некоторых случаях возможна их комбинация. По сути, данный узел – не что иное, как баллон, заполненный жидкостью или сжатым газом, что распределяются на вышеозначенные стойки с помощью компрессоров. Подобная схема очень удобна ввиду возможности ее полной компьютеризации, когда электроникой регулируется жесткость амортизации, а также компенсируются перекосы кузова.

 

Что лучше – зависимая или независимая схема подвески автомобиля?

По сути, сегодня зависимая схема все больше устаревает и используется в тех немногих марках и моделях транспортных средств, которые выпускаются уже много десятков лет и еще не сняты с производства. Так, ярким примером узла такого типа является Волга или Жигули. Такая подвеска характерна также для УАЗа и некоторых классических моделей Jeep. Ее основным признаком является то, что при наезде на кочку одним колесом, вы получаете изменение угла всей оси. Комфорт движения в таких условиях – минимален, плюсом же является простота такой конструкции и, соответственно, ее низкая стоимость. Еще один вариант – зависимая схема де Дион, которая существует практически с начала автомобилестроения. В ней картер главной передачи крепится независимо от моста.

Независимая схема подвески автомобиля имеет явные преимущества в том отношении, что каждое колесо перемещается на неровной местности само по себе, не влияя на второе. Один такой вариант мы уже рассматривали, это двухрычажная система. Другой, не менее интересный пример – схема МакФерсона, используемая с 1965 года, когда впервые была установлена на Пежо-204. Данная подвеска основана на одном единственном рычаге, блоке, стабилизирующем поперечную устойчивость, и еще одном блоке, состоящем из телескопического амортизатора в совокупности с винтовой пружиной. Такой вариант хуже двухрычажного, поскольку в схеме МакФерсона довольно ощутимо меняется развал при высоком ходе подвески, а также отсутствует изоляция дорожных вибраций.

carnovato.ru

Подвеска спортивного автомобиля. Часть #1: теория

Начиная рассказ про подвеску спортивного автомобиля, особое внимание нужно уделить амортизаторам.

У всех на слуху такие фирмы, как Reiger, Ohlins, Proflex, EXE-TC, KW, TEIN, KONI, AST и другие. Часть производителей специализируются на ралли, часть на кольце. Кто-то делает подвески для тюнинга. Есть и менее известные производители как с простыми, так и с очень сложными и дорогими продуктами.

У всех достойных производителей самым сложным элементом подвески является амортизатор, именно он либо позволяет быстро ехать, либо нет.

В чем состоит задача амортизатора? В способности гасить колебания кузова автомобиля при движении по различным покрытиям. Если амортизатор не справляется – машина слишком раскачивается. Если амортизатор слишком жесткий – машина «подпрыгивает». Но это слишком просто. На самом деле, амортизатор должен по-разному работать в разных условиях, обеспечивая постоянство контакта колеса с дорогой и не передавая излишние колебания на кузов.

В обычных автомобилях сейчас широко используются двухтрубные газо-масляные амортизаторы. Они компактны, просты в изготовлении и служат достаточно долго. Из минусов можно отметить то, что газ смешан с маслом, при активной работе идет нагрев и появляются пузыри. Все это ухудшает стабильность работы.

Спортивный амортизатор, во-первых, должен позволять быстро ехать. Во-вторых, он должен быть надежным. Поэтому «размер не имеет значения». Спортивный амортизатор больше.

Вот пример того, как работает раллийная подвеска. Короткий кусочек видео.

Если кто бывал на гонке «Южный Урал», тот знает, насколько это покрытие требовательное. Нам удавалось несколько лет там выигрывать и занимать призовые места, в том числе благодаря правильно сконструированной и настроенной подвеске.

В спортивном амортизаторе гораздо больший объем масла, поэтому он более громоздкий и имеет выносную камеру, резервуар. Наличие выносного резервуара позволяет увеличить рабочий ход амортизатора, т.к. газ и разделительный поршень не находятся на оси движения штока амортизатора. Иногда выносной резервуар выполнен на гидравлическом шланге. В этом случае резервуар крепится где-то в подкапотном пространстве или в багажнике автомобиля. Некоторые амортизаторы выполнены с резервуаром, жестко закреплённым к корпусу в нижней части (рюкзачного типа). Все зависит от конструкции и компоновки. В любом случае суть одна. Больший объем масла внутри – большая стойкость к продолжительным нагрузкам с разной амплитудой и как следствие, меньший нагрев. Большая стойкость, в данном случае – отсутствие эффекта вспенивания масла и потери рабочих характеристик. Гонка может быть и в пустыне, где температура на улице плюс 40-50 градусов.

Также в выносном резервуаре имеется отсек для закачки инертного газа (как правило, азота), который имеет низкий коэффициент расширения при нагреве, что обеспечивает практически одинаковую характеристику газового подпора во всем диапазоне работы.

Часто спортивная подвеска выполнена «перевернутой», а именно шток амортизатора «спрятан» внутри стойки, т.е. находится внизу. Из явных плюсов:

  • на шток нет изгибающих нагрузок;
  • на шток нет внешнего механического воздействия, т.к. не летят камни, пыль, влага.

То есть, когда вы смотрите через витки пружины и видите полированную трубу большого диаметра – это только корпус амортизатора, который по тефлоновым направляющим скользит в корпусе стойки.

Работа амортизатора обычного автомобиля осуществляется практически по линейным зависимостям, а именно, чем выше колебания в подвеске, тем выше сопротивление перемещению поршня. Но любой гражданский амортизатор имеет ограничение по работе гидравлики, и при скоростях перемещения поршня около 2 м/c амортизатор «пробивает», гидравлика не справляется.

Спортивный амортизатор рассчитан на гораздо большие нагрузки. К тому же есть принципиальная разница в базовом алгоритме работы амортизаторов на скользких (гравий, грунт, снег) и твердых (асфальт, особенно кольцевой) покрытиях.

В ралли автомобиль постоянно скользит и задача подвески – обеспечить максимально возможный контакт всех колес с поверхностью дороги в скольжении.

В кольце автомобиль движется без явных скольжений, на пределе сцепления шины с полотном, и в этих условиях важно максимально нагрузить опорное колесо, перемещая на него вес.

В гражданском же автомобиле задача сделать езду предельно комфортной, максимально уменьшив колебания кузова.

На рисунке ниже схематически показаны алгоритмы работы подвески (пружина и амортизатор) на гражданском, раллийном и кольцевом автомобиле.
Эскиз графика создан исключительно для наиболее наглядной иллюстрации различных процессов, это не результаты замеров на стенде конкретных амортизаторов.

Здесь хочу остановиться подробнее и разобрать работу каждого типа подвески в различных условиях для разных характеристик.

Сжатие – способность подвески сжиматься при внешнем воздействие на колесо. Обратите внимание, насколько абсолютные величины по сопротивлению сжатию для кольцевого автомобиля больше, чем для раллийного, при скорости штока до 1 м/c. Это важно для понимания анализа ниже.

Диапазон 1 (см. рисунок) – «Low speed» или низкая скорость перемещения штока поршня. Пусть это будут скорости от 0 до 0,25 м/c. На практике это движение по ровной дороге или вход в поворот.

Кольцевой автомобиль должен быть пропорционально жестким в этом режиме. Вся энергия должна уходить в разгон или поддержание скорости, а не теряться на «отработку» раскачки. Если на входе в поворот подвеска мягкая на сжатие, то выберется весь ход амортизатора (который достаточно короткий) и машину «сорвет».

Раллийный автомобиль здесь должен быть гораздо мягче кольцевого, и сопротивление на сжатие должно быть небольшим для обеспечения максимального пятна контакта колес с дорогой и постоянного плавного перераспределения веса. Если на входе в поворот подвеска будет сильно сопротивляться приходу веса на колесо, то автомобиль «сорвет», а не «загрузит».

Диапазон 2а – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 0,25 до 1 м/c.

Для кольцевого автомобиля задача – уменьшить сопротивление сжатию, т.к. любая неровность может начать его подбрасывать и разбалансировать. Конструктивно усилие уменьшить практически невозможно (только сложной системой клапанов с электронным управлением), поэтому сопротивление сжатию стараются сохранить хотя бы на постоянном уровне.

На неровной дороге сопротивление сжатию для раллийного автомобиля растет пропорционально самим неровностям, но график пока не резкий.

Диапазон 2b – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 1 до 1,5 м/c.

Волны, подбросы и поребрики – враги кольцевого автомобиля. Характеристику в этом диапазоне стараются также сохранить ровной.

В ралли кочки и волны на траектории это норма. Сопротивление сжатию (усилие демпфирования) увеличивается достаточно сильно и пропорционально. Чем больше кочка или подброс, тем лучше подвеска должна сопротивляться перемещению колеса в арку.

Диапазон 3 – «High Speed», скорость перемещения штока поршня от 1,5 м/c и выше.

Малоактуально для кольца, разве что в случае внезапного наезда на высокий поребрик.

А вот тут начинается то, за что все любят ралли: полеты и трамплины! На некоторых спецучастках автомобиль проводит в воздухе не меньше времени, чем на земле. Усилие на шток поршня при приземлении очень большое, соответственно скорость перемещения резко растет – как видно на рисунке – кривая сжатия имеет резкий рост. При приземлении подвеску не должно «пробить», раллийный автомобиль должен «прилипать» к дороге. Этот эффект достигается и за счет правильной характеристики сжатия.

Отбой – способность подвески выталкивать колесо при потере пятна контакта. Это может быть как отрыв колеса при прыжке, так и наезд на яму. Отбой также вступает в работу, когда колесо сначала на кочке ушло в арку. Его тоже нужно вытолкнуть, вернув на землю и обеспечив контакт.

Вообще, настройка отбоя это всегда компромисс, тема неоднозначная. Если сопротивление отбою настроено слишком мягко, то возникает раскачка автомобиля, т.к. колесо слишком энергично выталкивается. Если сопротивление отбою слишком велико, колесо «подвисает» и не возвращается на землю. А дальше может возникнуть эффект «сбора» подвески, когда сопротивление отбою значительно превышает динамическую характеристику пружины и подвеска перестает отрабатывать.

В кольце сопротивление отбою масштабно всегда выше, т.к. используются более жесткие пружины.

Диапазон 1 – «Low Speed», скорость перемещения штока поршня от 0 до 0,25 м/c.

При движении по относительно ровной дороге (кольцо) задача отбоя «успокоить» колесо при наличии жесткой пружины, поэтому величина сопротивлению отбоя очень высокая при практически нулевой скорости хода штока. То есть пружина всегда стремится вытолкнуть колесо, гидравлика удерживает, компенсируя жесткость.

В ралли характеристика похожа, но диапазон сдвинут пропорционально мягкости пружины.

Диапазон 2 – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 0,25 до 1,5 м/c.

Идеология базово одинакова. При движении по неровностям, волнам и кочкам пружина стремится вытолкнуть колесо и неподрессоренную массу для возврата в пятно контакта, сопротивление отбою не должно мешать ей это сделать, поэтому по графику характеристика практически не растет. Разве что в ралли сопротивление увеличивается в абсолютном значении при больших неровностях.

В диапазоне быстрых скоростей тенденция такая же.

Как все просто в теории и как сложно порой настроить автомобиль!

Но это еще не все. Помимо трех характеристик (отбой, медленное сжатие, быстрое сжатие), которые мы можем самостоятельно регулировать в достаточно широком диапазоне, подбирая настройки под ту или иную трассу и погодные условия, у продвинутых спортивных амортизаторов бывают еще две системы с регулировками: быстрый отбой (fast rebound) и гидробуфер (сжатие).

На чертеже видно, что при нормальном режиме работы амортизатора (движение по дороге) работает калиброванный канал. Именно он определяет работу амортизатора на отбой. Вращая регулировку на штоке сверху между тестовыми заездами можно изменять проходное сечение, перемещая конус вверх или вниз. Тем самым подбирается наилучшее постоянно проходное сечение, что гарантирует наилучшую работу подвески по отбою на конкретной дороге в данных условиях.

Если же автомобиль прыгает, и особенно если прыжок высокий, но короткий по времени, то за время полета колесо не успевает полностью выйти из арки (не выбран весь ход отбоя) и приземление получается очень жёстким, потому что именно на такое же расстояние будет сжиматься подвеска при приземлении.

Но есть ноу хау. При резком перемещении штока поршня открывается канал большего сечения, вся жидкость моментально получает свободу движения из одной полости в другую и колеса как бы «выпадают» сами под силой тяжести (работа системы на рисунке усилия демпфирования показана черными линиями).

Пересмотрите на видео как прыгает машина WRC – колеса именно «выпадают»! Захватывающе выглядит!

Машина без проблем продолжает ускорение, поскольку полный ход сжатия амортизатора дает возможность «отработать» приземление.

Стоит хоть раз попробовать проехать с такой подвеской, ощущения изнутри непередаваемые. Кажется, ты совсем не прыгаешь, а когда тебе показывают фото, ты не веришь своим глазам – ты летишь и достаточно высоко.

Вы сталкивались с тем, что подвеска пробивается при слишком жестком приземлении или наезде на препятствие? Каким бы большим не был ход сжатия, порой его недостаточно. Инженеры придумали систему, которая называется гидробуфер. Это дополнительный гидравлический демпфирующий элемент, состоящий из клапана и поршня и установленный ближе к концу хода сжатия. При высокой скорости движения штока, когда на ход сжатия остается от 30 до 60 мм, он включается в работу и сопротивление сжатию резко возрастает, тем самым шансы пробить подвеску, получить жесткий подброс автомобиля при наезде на препятствие или пробить колесо сильно уменьшаются.

Исполнение такого элемента может быть разным, но цель у всех одна. У TEIN она называется “H.B.S. – Hydraulic Bump Stopper”, у Reiger – “Double Piston”. Нужная и полезная опция для современного спортивного автомобиля.

Статическая функция пружины – поддержание высоты кузова автомобиля относительно дороги, динамическая – обеспечение плавности его перемещения при движении. В принципе, все просто. Упругий элемент подвески, в профессиональной терминологии – витая цилиндрическая пружина сжатия.

Не буду вдаваться сильно в подробности на тему пружин, т.к. все можно прочитать в интернете. Выделю только самое необходимое.

Обычно используется пружина постоянной жесткости, реже с переменным витком.

Тенденция последних десятилетий в автомобильном спорте – это более мягкая пружина, т.к. инженеры далеко продвинулись в разработках гидравлики амортизаторов и теперь могут добиваться энергоемкости именно амортизатором, а не пружиной.

В кольце обычно используют пружины жесткостью 70-150 Н/мм, в ралли 25-50 Н/мм на гравии и 50-90 Н/мм на асфальте. Конечно, это не догма, пружины могут быть и другой жесткости.

Я раньше и сам считал, что маленький подпружинник в подвеске служит для улучшения ее работы в строго определенном диапазоне. На самом деле его первая задача – это не давать «вывешиваться» основной пружине при максимальном ходе отбоя, что особенно актуально для асфальтовых настроек, когда машина низкая. Часто конструктивно невозможно разместить основную пружину нужной длины, не задирая автомобиль, и рабочий ход подвески получается больше рабочего хода пружины. Подпружинник обычно мягче пружины в несколько раз и не должен влиять на работу стойки. В статическом состоянии он полностью сжат.

Служит для минимизации кренов автомобиля в поворотах.

При крене автомобиля без стабилизатора центр масс (к которому прикладываются векторы ускорений) уходит наверх и смещается наружу, что негативно влияет на устойчивость автомобиля. Вообще, работа с точкой g-force – это сложная инженерно-практическая тема, не буду ее сейчас касаться, это повод для отдельного разговора.

Но есть и ряд негативных факторов при использовании стабилизатора.

Стабилизатор не дает разгружаться внутреннему колесу в повороте, что порой делает машину «недостаточной» на входе в поворот. Могут появляться дополнительные демпфирующие силы.

Если перевести в практическую плоскость, чем больше «зацеп», тем жестче нужен стабилизатор. Если двигаться по голому льду на нешипованном колесе, стабилизатор лучше отключить.

Обычно усилие сопротивления у стабилизатора неодинаково во всем диапазоне его работы. То есть сначала он работает мягко, по мере его скручивания усилие увеличивается.

Стабилизаторы бывают съемными и не съемными, регулируемыми и с постоянной жесткостью. В современныx раллийных автомобилях категории R омологируются по несколько стабилизаторов разной жёсткости для передней и задней оси. На тестах подбираются комбинации под конкретные условия. Но использование активных или регулируемых стабилизаторов запрещено, и сейчас уже не только в ралли. До введения запрета использование стабилизатора с механической регулировкой из салона (да, бывают и такие) позволяло, если пошел дождь посредине гонки, перевести его в самое мягкое положение прямо на ходу.

На гражданском автомобиле она выполнена из резинового материала с металлической обоймой. В центре стоит подшипник качения, чтобы шток амортизатора мог вращаться при повороте колеса автомобиля.

В спортивном автомобиле верхняя опора часто выполнена полностью из металла, без упругих элементов. Лишние упругие колебания тут ни к чему. В центре шарнир сферический, т.к. стойка амортизатора за счет кинематики подвески вращается в трех плоскостях, и подшипник качения работал бы на излом.

Часто опора имеет регулировку, и дает возможность изменять продольный (кастор) и поперечный углы наклона стойки.

Закончить первую часть я бы хотел, сказав пару слов про углы. Каждый из нас хотя бы раз сталкивался с регулировкой углов схождения и развала.

Для кольцевых автомобилей нужен больший угол развала, т.к. автомобиль движется по дуге поворота без скольжения, и, таким образом, мы можем обеспечить большее пятно контакта.

В ралли, наоборот, автомобиль скользит и чем «прямее» стоит колесо, тем больше пятно контакта. Конечно, абсолютно прямо колесо не ставится, небольшой угол развала есть всегда.

Схождение колес может влиять на прямолинейность движения автомобиля при разгоне. Если спереди выставлено расхождение, автомобиль будет «рыскать», но при этом более охотно заезжать в поворот в начальной фазе – входная поворачиваемость будет избыточной.

Если полноприводный автомобиль не стабилен на дуге поворота в небольшом скольжении и норовит «поехать боком», увеличение схождения задних колес поможет ему двигаться по дуге строже.

Иными словами, «углы» (схождение, развал, кастор) – это переменные параметры для разных погодных условий и разных трасс. Углы порой дают даже больше, чем щелчки настроек на амортизаторах.

Более того, углы схождения и развала влияют друг на друга. При больших отрицательных значениях углов развала нужно выставлять расхождение, т.к. иначе при прямолинейном движении колесо автомобиля будет стремиться внутрь по принципу катящегося «бочонка».

Вот мы и перешли плавно ко второй, практической части рассказа о работе подвески Renault Clio R3 Maxi на гравийном и снежно-ледовом покрытиях и особенностях ее настройки. Но это уже в следующей публикации, которая выйдет через неделю-две.

Надеюсь, у меня получилось рассказать про особенности подвески спортивного автомобиля понятным и несложным языком. Пост получился объемным, но надеюсь, легко читаемым.

Автор: Михаил Скрипников
Графика: Никита Абрамов

www.kramar-motorsport.ru

Подвеска автомобиля


Категория:

   Автомобили и трактора


Публикация:

   Подвеска автомобиля


Читать далее:

Подвеска автомобиля

Передний и задний мосты крепятся к раме или несущему кузову автомобиля, воспринимают от них вертикальную нагрузку, и передают от колес на раму продольные и боковые силы, вызываемые неровностями дороги.

Подвеска осуществляет упругую связь рамы или кузова с мостами или непосредственно с колесами,воспринимая вертикальные усилия и обеспечивая необходимую плавность хода. Кроме того, она служит для восприятия продольных и поперечных усилий и реактивных моментов, действующих между опорной плоскостью и рамой. Подвеска должна обеспечивать также передачу толкающих и скручивающих усилий.

Подвеска состоит из направляющего устройства, упругих элементов и устройства, гасящего колебания. С помощью направляющего устройства определяется характер перемещений (кинематика) колес относительно рамы или кузова автомобиля и передаются продольные усилия (толкающее или тормозное), боковые усилия, а также реактивные моменты .

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

По типу направляющего устройства подвески разделяются на зависимые и независимы. Независимые подвески получили широкое распространение на передних управляемых колесах легковых автомобилей, так как обеспечивают лучшую плавность хода. Подавляющее большинство автомобилей имеет подвеску с металлическими упругими элементами, главным образом рессорную и пружинную.

У автомобилей с зависимой подвеской передняя ось делается неразрезной, и при наездах на препятствие наклон одного колеса вызывает наклон другого, как показано на рис. 1, а. При независимой подвёске ось делается разрезной и каждое из колес может изменять свое положение при наездах на неровности пути независимо от положения другого колеса или рамы автомобиля.

Все отечественные грузовые автомобили и автобусы, а также большинство задних мостов легковых автомобилей имеют зависимую рессорную подвеску с расположением рессор вдоль рамы автомобиля. Иногда в подвеску входят дополнительные упругие элементы, удерживающие кузов автомобиля от крена на поворотах (стабилизаторы).

Упругий элемент служит для передачи в основном вертикальных усилий и смягчения ударной нагрузки при движении по дороге с неровной поверхностью, обеспечивая при этом необходимую плавность хода.

По типу упругого элемента подвески разделяются на рессорные пружинные, стержневые (торсионные), резиновые, пневматические, гидравлические и комбинированные (с несколькими упругими элементами).

Рессоры служат для смягчения ударов, воспринимаемых колесами при движении по неровной дороге, и подразделяются на листовые, пружинные и стержневые. Листовые рессоры позволяют не только осуществлять упругую связь рамы с мостами автомобиля, но и передавать через них силы и моменты на раму автомобиля при сравнительной простоте устройства подвески.

Листовая рессора представляет собой упругую балку, собранную из ряда тонких стальных листов. Листы рессоры различны по длине, но одинаковы по ширине. Чем больше листов и чем они тоньше, тем лучше эластичность рессоры.

На грузовых автомобилях задняя подвеска состоит из четырех рессор — двух основных и двух дополнительных. Дополнительные рессоры включаются в работу лишь при определенном прогибе основных рессор, поэтому улучшается эластичность подвески ненагруженного автомобиля и надежность его работы при полной нагрузке.

Гашение вертикальных колебаний в рессорной подвеске осуществляется за счет трения между листами рессор. Однако величина трения не постоянна, так как зависит от состояния поверхности листов, наличия смазки и других причин. Кроме того, трение вызывает износ листов рессор. В связи с этим для гашения колебаний обычно применяют гасящее устройство — амортизатор, в котором энергия колеблющихся частей преобразуется в тепловую вследствие трения в жидкости, возникающего при ее протекании через отверстие с малым проходным сечением.

По конструкции амортизаторы делятся на рычажные и телескопические, а по принципу работы — на амортизаторы двустороннего и одностороннего действия. Амортизаторы двустороннего действия гасят колебания как при сжатии, так и при распрямлении (отдаче) рессор, а амортизаторы одностороннего действия, применяемые весьма редко, — лишь при отдаче.

Наибольшее распространение получили телескопические амортизаторы, которые отличаются простотой конструкции, малой массой и размерами, удобством расположения на автомобиле, большой долговечностью и надежностью в работе.

Рис. 1. Схема подвесок колес

Телескопический гидравлический амортизатор состоит из резервуара, рабочего цилиндра, поршня со штоком и клапанов: перепускного, отдачи, впускного сжатия. Внутренняя полость амортизатора заполнена маловязкой жидкостью—-веретенным маслом АУ (ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-53А, ЗИЛ-130 и др.) или смесью 50% трансформаторного и 50% турбинного масла (МАЗ-500А и др.). Верхняя и нижняя части цилиндра сообщаются через два ряда отверстий и в поршне. Наружный ряд отверстий закрыт сверху перепускным клапаном, а внутренний ряд отверстий перекрывается снизу тонким дроссельным диском клапана отдачи. Клапан отдачи состоит из двух плоских стальных дисков, прижимаемых к поршню пружиной. В верхней части резервуара установлены манжеты — войлочная и резиновая, прижимаемые пружиной и гайкой, ввернутой в резервуар.

К штоку и резервуару приварены проушины. Верхней проушиной амортизатор крепится к кронштейну рамы или кузова, а нижней — к кронштейну оси.

Во время распрямления рессоры поршень движется вверх, вытесняя жидкость из верхней полости рабочего цилиндра в нижнюю. При этом перепускной клапан закрывается и жидкость через внутренний ряд отверстий в поршне и клапан отдачи продавливается в полость под поршнем.

Жесткость дисков клапана и усилие пружины создают дополнительное сопротивление. В это время впускной клапан, расположенный на корпусе клапана сжатия, открыт и свободно пропускает через отверстие из полости резервуара в рабочий цилиндр часть жидкости, равную по объему той части штока, которая в данный момент выводится из цилиндра.

При сжатии рессоры поршень движется вниз, перепускной клапан открывается и жидкость через отверстия наружного ряда, а также (в незначительном количестве) через вырезы дроссельного диска и отверстия внутреннего ряда поступает в пространство над поршнем. При этом жидкость в объеме, равном вводимой части штока, вытесняется в пространство между цилиндром и резервуаром через отверстие, предварительно преодолев сопротивление клапана сжатия. Усилие пружины клапана сжатия создает необходимое сопротивление амортизатора в период хода сжатия. После этого основная часть жидкости перетекает через центральное отверстие с большим проходным сечением, и сила сопротивления амортизатора остается почти постоянной.

Таким образом, при работе амортизатора создается сопротивление, препятствующее как сжатию, так и распрямлению рессоры. Благодаря этому, колебания кузова и осей, возникающие при движении по неровной дороге быстро затухают.

На автомобилях ЗИЛ-130 устанавливается передняя подвеска, в которой рессоры (рис. 124, а) своими передними концами закреплены с помощью ушек и пальцев на кронштейнах рамы. Ушко крепится в рессоре через прокладку двумя болтами и стремянкой от смещений рессора удерживается выступами на коренном листе и прокладке. В ушко запрессована втулка из высокоизносостойкого материала.

Задние концы рессор опираются на сухари кронштейна и могут в них перемещаться при прогибе рессоры. На пальцы сухарей установлены вкладыши, которые предохраняют от износа стенки кронштейнов и закрепляются стяжными болтами, на которых установлены втулки. На скользящем конце коренного листа прикреплена двумя заклепками накладка, предохраняющая его от износа. Все детали, работающие на трение, проходят термическую обработку для повышения срока их службы. Средняя часть рессоры крепится к подушке передней оси двумя стремянками с накладкой. Накладка и подушка передней оси имеют фиксаторы. препятствующие продольному перемещению рессор. В подвеске установлены два телескопических гидравлических амортизатора двойного действия, которые верхней проушиной прикреплены к кронштейну рамы, а нижней к передней оси. Вертикальные перемещения рессор ограничены буферами, которые смягчают удары.

Рис. 2. Конструкция и схемы работы телескопического амортизатора

Задняя подвеска автомобиля ЗИЛ-130 состоит из основной и дополнительной рессор. Концы задней основной рессоры имеют такой же тип крепления, как и концы передней. Дополнительная рессора не соединена с рамой -она кренится как одно целое с основной теми же стремянками и вступает в работу при полной нагрузке автомобиля, опираясь кон нами на специальные кронштейны рамы.

Рис. 3. Подвеска автомобиля ЗИЛ-130:
а — передняя: б — задняя

На автомобилях Г А – А передняя подвеска также выполнена на двух полуэллиптических рессорах с двумя телескопическими амортизаторами двойного действия. Крепление концов рессоры с рамой показано на рис. 4. В этом случае двойной коренной лист рессоры закрепляется концами в установленных на раме кронштейнах и с помощью толстостенных резиновых вкладышей (опорных и торцового). Концы коренных листов отогнуты вверх и вниз и охвачены обоймами. Необходимое продольное перемещение рессор при прогибах происходит за счет перемещения их задних концов. Прогибы рессор ограничиваются резиновыми буферами. Рессора стянута центровым болтом и хомутиками и крепится к передней оси стремянками. Амортизатор верхней проушиной прикреплен к кронштейну рамы, а нижний к передней оси.

Задняя подвеска автомобиля FA3-53A состоит из основных и дополнительных рессор. Основная рессора крепится к раме с помощью нижней и верхней резиновых подушек. Передний конец задней рессоры упирается в дополнительную резиновую подушку. Нагрузка на дополнителную рессору передается через кронштейны с резиновыми подушками.

На автомобилях семейства в передней подвеске передний конец рессоры крепят посредством накладного ушка, в отверстие которого входит палец, соединяющий рессору с кронштейном. Задний конец рессоры — плавающий. Ушко одной стороной прикреплено пальцем к коренному и второму листам рессоры. Диаметр отверстия во втором листе больше диаметра пальца, благодаря чему образуется зазор, позволяющий листам рессоры перемещаться в продольном направлении. Другой стороной ушко приклепано к коренному листу, и также посредством стремянки соединено с четвертым листом рессоры. Между накладкой и гайкой стремянки также имеется зазор, позволяющий листам рессоры перемещаться в продольном направлении. В средней части рессоры установлены две стремянки для крепления ее к передней оси автомобиля.

Задняя подвеска состоит из основной и дополнительной рессор. Передний конец основной рессоры имеет накладное ушко с втулкой и крепится пальцем в кронштейне. Задний конец основной рессоры и концы дополнительной рессоры плавающие.

У автомобилей самосвалов семейства БелАЗ грузоподъемностью 25 т и выше возможность подвески на листовых рессорах весьма ограничена. Особенностью таких автомобилей является значительное изменение массы подрессоренной части. Так, для автомобилей БелАЗ-540 масса передней подрессоренной части при полной нагрузке увеличивается в 1,7 раза по сравнению с ненагруженным автомобилем, а масса задней подрессоренной части увеличивается соответственно в 4,2 раза. Подвеска на листовых рессорах при таком изменении нагрузки не обеспечивает удовлетворительную плавность хода, в особенности при движении ненагруженного автомобиля.

Плавность хода автомобиля при значительном изменении нагрузки на упругий элемент можно улучшить путем применения подвески с нелинейной упругой характеристикой, у которой жесткость изменяется при изменении нагрузки.

Применительно к автомобилю-самовалу, особенно большой грузоподъемности, предъявленным требованиям наиболее полно удовлетворяет пневматическая подвеска поршневого типа. В конструкции подвески автомобилей БелАЗ пневматическая рессора объединена с гидравлическим амортизатором в одном узле — пневмогидравлическом цилиндре. Такая подвеска названа пневмогидравлической.

Передняя ось автомобиля БелАЗ-540 подвешена к раме на двух пневмогидравлических цилиндрах, расположенных сбоку лонжеронов рамы; задний мост подвешен на двух цилиндрах. расположенных в пределах ширины рамы.

Рис. 4. Передняя подвеска автомобиля ГАЗ-53А

На автомобилях ГАЗ-24 «Волга» установлена независимая рычажная подвеска на винтовых цилиндрических пружинах с телескопическими гидравлическим амортизатором двойного действия и стабилизатором поперечной устойчивости. Узлы подвески с поперечным расположением рычагов закреплены на поперечине (рис. 127), которая жестко соединяется с подрамником. Масса автомобиля распределяется ни каждое колесо через пружину, верхний конец которой опирается на штампованную головку поперечины, а нижний— на опорную чашку нижнего рычага. Колесо подвижно на верхнем и нижнем рычагах, шарнирно соединенных с поперечиной и стойкой подвески. Стойки подвески соединены с рычагами и посредством резьбовых пальцев. Шкворень закреплен в поворотной цапфе с помощью штифта, входящего в полукруглую лыску на верхнем конце шкворня. Ступица вращается на двух радиально-упорных конических роликовых подшипниках, установленных на шейках поворотных цапф. Затяжку подшипников регулируют гайкой. Регулировочные прокладки, установленные между осью верхних рычагов и верхней полкой кронштейна поперечины. позволяют регулировать развал и продольный наклон шкворня. Амортизаторы установлены внутри пружин подвески. В нижний конец амортизатора запрессован резиновый шарнир, ось которого прикреплена к опорной чашке пружин подвески. Верхний конец штока амортизатора крепится через резиновые подушки к верхней штампованной головке поперечины, на которой закреплена ось верхних рычагов.

Для уменьшения бокового крена и колебаний кузова на повороте (без изменения мягкости подвески) на большинстве легковых автомобилей устанавливают стабилизаторы поперечной устойчивости.

Стабилизатор представляет собой П-об-разный стережень из пружинной стали, расположенный поперек автомобиля и скручивающийся при наклоне кузова. В укрепленных на подрамнике обоймах помещаются резиновые втулки, сквозь которые проходит П-образный стержень. Стойки, на которых закреплен этот стержень, установлены в опорных чашках пружины.

Рис. 5. Подвеска автомобиля МАЗ-500А:

При прямолинейном движении автомобиля но ровной дороге кузов совершает вертикальные колебания, при которых стабилизатор поворачивается во втулках, не влияя на работу подвески.

На поворотах происходит боковой крен кузова, деформация упругих звеньев подвесок получается различной, стойки сдвигаются в вертикальной плоскости одна относительно другой и стержень закручивается, что и препятствует наклону кузова.

Рис. 6. Независимая подвеска передних колес автомобиля ГАЗ-24 «Волга»

К раме автомобиля в специальных кронштейнах прикреплена ось, на концах которой во втулках установлена ступица, которая стремянками прикреплена к рессоре. Концы рессоры опираются на кронштейны полу-осевых рукавов задних мостов.

Ведущие мосты соединяются с рамой штангами, воспринимающими реактивный момент от мостов и передающими на раму толкающие усилия. Для этой цели каждый ведущий мост имеет на концах полуосевых рукавов нижние кронштейны, соединяемые с кронштейнами рамы двумя нижними штангами. Кроме того, на каждом ведущем мосту прикреплен верхний кронштейн, соединяемый верхними штангами с кронштейном рамы. Соединение штанг с кронштейнами осуществляется при помощи шаровых пальцев.

Рис. 7. Стабилизатор поперечной устойчивости кузова

При балансирной подвеске оба задних моста образуют общую тележку, которая может качаться вместе с рессорами на оси 6”, и, кроме того, вследствие прогиба рессоры каждый мост может иметь независимые перемещения, что обеспечивает хорошую приспособляемость колес к неровностям дороги и высокую проходимость автомобиля. При угловом смещении мостов концы рессор скользят в опорных кронштейнах.

Для предохранения от ударов и толчков, получаемых колесами при движении по неровной дороге, раму подвешивают к осям с помощью упругих элементов, образующих подвеску автомобиля. Основными элементами подвески являются рессоры, смягчающие получаемые колесами толчки, и амортизаторы, поглощающие колебания рамы и кузова.

Различают зависимую и независимую подвески. Зависимой называется подвеска, при которой правое и левое колеса одной оси установлены на жесткой балке, соединенной рессорами с рамой. У автомобилей с независимой подвеской каждое из колес оси самостоятельно соединено с рамой рычагами и колеблется независимо от другого. На изучаемых грузовых автомобилях передняя и задняя подвески зависимые. У автомобиля ГАЗ-24 подвеска передних колес независимая, а подвеска заднего моста — зависимая.

Независимая подвеска передних колес ГАЗ-24 шкворневая, пружинно-рычажная, с телескопическим амортизатором.

Рис. 8. Передняя подвеска автомобиля ГАЗ-24: 1 — поворотная цапфа, 2 — нижний рычаг, 3 — опорная чашка пружины, 4 и 6 — нижняя и верхняя резиновые подушки, 5 — стойка, 7 — пружина, 8 — штанга, 9 — поперечная балка, 10 — амортизатор, 11 — регулировочные прокладки, 12 — ось верхних рычагов, 13 — верхний рычаг, 14 — кронштейн кузова, 15 и 16 — верхний и нижний буфера, 17 — стойка подвески, 18 — шкворень

Верхние и нижние рычаги соединены шарнирно со стойкой и поперечной балкой, прикрепленной к подрамнику. Нагрузка от массы автомобиля передается через пружину, опорную чашку, нижние рычаги, стойку и шкворень на поворотную цапфу. Цилиндр амортизатора шарнирно соединен с опорной чашкой пружины, а шток — через резиновые подушки с кронштейном кузова.

В передней подвеске имеется стабилизатор поперечной устойчивости торсионного типа, представляющий собой штангу, прикрепленную средней частью к подрамнику на резиновых втулках, а изогнутыми концами — к опорным чашкам пружин с помощью стоек с резиновыми подушками. При поперечном наклоне кузова штанга закручивается и, сопротивляясь наклону, уменьшает его величину.

Вертикальное перемещение колес ограничивается упором резиновых буферов в кронштейн кузова.

Зависимая подвеска передних мостов грузовых автомобилей состоит из двух полуэллиптических рессор с двумя гидравлическими амортизаторами.

Рессора состоит из набора стальных упругих листов, соединенных стяжным центральным болтом (ГАЗ-53А) и хомутами, предотвращающими их боковой сдвиг. На листах рессор автомобилей ЗИЛ-130 и КамАЗ вместо стяжного болта имеются выступы и углубления, удерживающие листы от смещения.

Передние концы рессор ЭИЛ-130—со съемными подушками, которые крепятся к раме пальцами, задние опираются и скользят на подушках кронштейнов рамы.

На автомобиле ГАЗ-53А передние концы рессор упираются в дополнительные резиновые подушки кронштейнов рамы, а задние также скользят на подушках. Средняя часть рессор крепится стремянками соответственно к балкам переднего и заднего мостов.

У автомобиля ГАЗ-24 рессоры задней зависимой подвески крепятся передними концами к кронштейнам кузова пальцами на резиновых втулках, которые смягчают передачу толчков и вибраций на кузов. Задний конец рессор крепится к кузову с помощью серьги, также имеющей резиновые втулки.

В подвеске заднего моста автомобилей ГАЗ-53А и ЭИЛ-130 кроме основных имеются дополнительные рессоры, которые работают при полной нагрузке автомобиля, опираясь концами на соответствующие кронштейны рамы.

Задняя подвеска автомобиля КамАЗ — балансирная, на двух продольных полуэллиптических рессорах. Каждая рессора крепится средней частью к балансиру, установленному на подшипниках на прикрепленной к раме оси, а концами опирается на кронштейны мостов. Толкающие усилия и реактивные моменты от мостов к раме автомобиля передаются шестью реактивными штангами, которые соединены с рамой и мостами с помощью шарниров.

Рис. 9. Задняя подвеска автомобиля ЗИЛ-130:
1 — кронштейн задней рессоры, 2— кронштейн дополнительной рессоры, 3 — стремянка, 4 и 12 — накладка и подкладка стремянок, 5 — дополнительная рессора, 6 – промежуточный лист, 7 — основная рессора, 8 — сухарь, 9 — палец сухаря, 10 — втулка, 11 — подкладка задней рессоры, 13 — масленка, 14 — палец рессоры

Рис. 10. Задняя подвеска автомобиля КамАЗ-5320:
1 — средний мост, 2 и 3— кронштейны верхней и нижней реактивных штанг, 4— кронштейн установки рессоры среднего моста, 5—хомут, 6— кронштейн задней подвески (левый), 7— стремянка рессоры, 8, 10 и 13— реактивные штанги, 9— задний мост, 11— башмак рессоры, 12— крышка оси балансира, 14— стяжка задней подвески

Амортизатор представляет собой цилиндрический резервуар, к которому приварено дно с проушиной. В резервуаре установлен рабочий цилиндр, в нижнюю часть которого запрессован корпус клапана сжатия и впускного клапана. Внутри рабочего цилиндра помещается укрепленный на штоке поршень, в котором смонтированы клапан отдачи и перепускной клапан.

Рис. 11. Телескопический амортизатор:
а — ход отдачи, б — ход сжатия; 1 — верхняя проушина, 2 — сальник, 3 — шток, 4 — цилиндр, 5 и 9 — перепускной и впускной клапаны, 6 — поршень, 7 — клапан отдачи, 8 — резервуар, 10 — клапан сжатия, 11 — кожух резервуара, 12 — гайка резервуара

Принцип действия амортизатора основан на использовании гидравлического сопротивления, возникающего при перетекании жидкости из одной полости цилиндра в другую через малые проходные отверстия, открываемые клапанами сжатия и отдачи. При наезде колеса на препятствие резервуар с цилиндром быстро перемещается вверх (ход сжатия), под поршнем создается давление жидкости, которая, преодолевая сопротивление пружины, через перепускной клапан перетекает в полость над поршнем. Одновременно часть жидкости через клапан сжатия проходит в резервуар. После проезда препятствия резервуар с цилиндром движется вниз (ход отдачи), под поршнем создается разрежение, под действием которого открывается клапан отдачи и жидкость перетекает в полость цилиндра под поршнем. Одновременно открывается впускной клапан и жидкость из резервуара также заполняет пространство под поршнем.


Рекламные предложения:

Читать далее: Тормозные системы автомобиля

Категория: —
Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

подвеска, устройство, что это такое и что входит, схема и назначение

3215 Просмотров

В каждом автомобиле существует ходовая. Практически каждый водитель знает об этом и знает, как она работает, но есть и такие любители автомобилей, которые не осведомлены в данной теме. На самом деле ходовая часть автомобиля состоит из нескольких элементов и агрегатов. Все эти элементы нужны для того, чтобы смягчить неровности дорожного покрытия, которые передаются на кузов во время езды. Для того, чтобы подвеска автомобиля правильно работала, за ней нужно вовремя и качественно ухаживать. Перед тем, как что-то менять в этой системе, нужно подробно изучить устройство подвески.

Устройство

Благодаря этой системе водитель, проезжая незначительные неровности дороги, их может даже не ощутить. Итак, чтобы что-то менять или ремонтировать в этой системе, нужно знать основные ее составляющие.  В устройство ходовой части автомобиля входят:

  • Колеса. Они нужны, чтобы автомобиль смог передвигаться.
  • Передний и задний мосты. Их предназначение в том, чтобы держать колеса, крепить к кузову с помощью амортизирующих элементов.
  • Система подвески. Сюда входит много амортизирующих элементов, бывает нескольких видов.
  • Кузов. Предназначен для того, чтобы водитель и пассажиры смогли с комфортом передвигаться.

Разобравшись с тем, что включает в себя ходовая часть автомобиля, нужно разобраться с тем, как это должно все работать. Чаще всего здесь в негодность приходят многие элементы подвески. Дело в том, что эти элементы и агрегаты работают постоянно и за счет того, что дороги редко бывают идеально ровными, подвеска автомобиля быстро изнашивается. Опытный водитель всегда сможет определить для себя, что сломано в его легковом автомобиле, но есть совсем неопытные водители, и для них часто бывает трудно определить неисправность. Таких неопытных владельцев автомобилей, водители со стажем часто называют чайниками. Для таких чайников мы и постарались описать принцип работы и строение подвески.

Вся ходовая автомобиля включает в свой состав еще много элементов, которые не озвучены в этом списке строения. Сделано это по причине того, что в списке указаны основные компоненты, а это уже дополнительные, которые появляются со временем. У этих приборов одна цель и чаще всего один принцип работы и строение.

Главной задачей этих устройств является минимизировать вибрацию, которая передается на кузов, когда машина едет.

Когда на легковой автомобиль установлены подобные устройства и механизмы, в книгу по эксплуатации всегда кладется подробная схема работы, в которой описан принцип работы и как что-то менять, если это требуется. Если в вашем автомобиле этой схемы нет, а приспособление есть, то схему можно найти в Интернете и узнать, для чего нужны все эти приспособлении, о принципе работы и о параметрах всех агрегатов.

Мосты автомобиля

Как уже было сказано, ходовая автомобиля включает в свой состав передний и задний мосты. Их назначение в том, чтобы соединить колеса на одной оси и присоединить их к кузову машины. Когда мост ведущий, он передает движения на колеса.

Мост – это сложный агрегат, включающий в себя множество деталей или элементов. Мосты бывают нескольких видов. Вид устанавливаемого моста напрямую зависит от привода машины. Итак, бывает четыре типа мостов.

  • Первый – это ведущий, на чертеже такого моста изображено много различных деталей и механизмов, которые входят в его состав. Чаще всего в этой же схеме написано, для чего нужны все эти агрегаты, как они работают, их параметры.
  • Второй тип – это управляемый, чаще всего установлен в передней части, как понятно из названия, главной его целью является поворот колеса.
  • Третий тип – это управляемые ведущие, здесь устройство выполняет две роли, это приводить в движение машину и управлять ей одновременно.
  • Четвертый тип – это поддерживающий, этот мост просто связывает колеса на одной оси и крепит их к кузову. Это устройство принимает на себя всевозможные нагрузки, поэтому его корпус должен быть выполнен из крепкого металла. По этой же причине мост не может быть плотно связанным с кузовом, для этого и была придумана подвеска.

Подвеска

Как правило, ходовая автомобиля состоит из еще одной очень важной системы, под названием подвеска автомобиля. Ее назначение в том, чтобы смягчать удары о дорогу. В состав этой системы входят амортизирующие устройства, чаще всего это рессоры или пружины, гасящие устройства, направляющие элементы и крепления. На схеме можно найти все эти элементы, узнать, где они находятся на вашей машине, для чего нужны и о том, на какие параметры рассчитаны. Сегодня есть два вида подвески, которые считаются основными.

  • Первый тип – это зависимая подвеска, в этом случае оба колеса сцеплены.
  • Второй тип – это независимая подвеска, здесь колеса амортизируют не вместе.

Первый тип подвески устанавливают на бюджетные варианты машин или на отдельные комплектации. Второй вид устанавливают на машины дороже. Дело в том, что принцип работы независимой подвески основан на том, что одно колесо никак не зависит от другого, из-за чего конструкция машины не нарушается во время переезда сложных неровностей.

Понятие большой эксплуатационный срок не относится к амортизаторам, они чаще приходят в негодность. Срок службы подвески чаще всего очень большой, но производитель дает гарантию только на такие условия, для которых рассчитано устройство. Поэтому если машина эксплуатируется не по регламенту, то гарантия предоставляться не будет. Следует отметить, что надежность подвески зависит от производителя запчастей, а срок службы – от водителя.

Кузов

Последний элемент, который включает в себя ходовая автомобиля, – это кузов, так как ходовая часть крепится непосредственно на кузов автомобиля.  Конструкция кузова должна быть изготовлена только из прочных металлов, так как ходовая часть смягчает не все удары и нагрузки от дороги, которые испытывает конструкция во время движения, не малые. Надежность кузова напрямую зависит от конструкции.

Чаще всего каркас кузова – это цельное устройство из металла, на которое крепятся внешние детали кузова, такие как: крылья, двери, фары и другие. Срок службы двигателя напрямую зависит от внешней среды. Чаще всего срок службы короче в регионах с повышенной влажностью, потому что металл очень боится влаги. У каркаса автомобиля срок службы дольше, чем у внешних элементов. Дело в том, что корпус каркаса защищен этими внешними частями кузова.

Резюме

Каждый водитель знает о том, что ходовая часть машины является одной из главных систем во всем механизме. Для того, чтобы на машине было комфортно передвигаться, все механизмы должны работать правильно и быть исправными. Если на вашем автомобиле что-то пришло в негодность, то это нужно немедленно заменить. Перед тем, как менять сломанную деталь, нужно подробно изучить схемы автомобиля и только после этого приступать к ремонтным работам. Схемы всех автомобилей есть в Интернете или в книге по эксплуатации.

portalmashin.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о