Ні для кого не є секретом, що будь-який автомобіль має передню і задню підвіски, що представляють собою сукупність амортизаторів пружин, важелів. Підвіска забезпечує плавність ходу транспортного засобу і безпосередньо впливає на його динамічні характеристики.
Існує кілька видів підвісок автомобіля: двохважіль, багатоважільна, підвіска Макферсона, підвіска «Де Діон», залежна задня підвіска, незалежна задня підвіска. Будь-яка підвіска має свої переваги і недоліки і може застосовуватися на певному типі транспорту. Розглянемо докладніше всі види підвісок автомобіля.
двохважеля підвіска
Даний вид підвіски має короткий верхній важіль і довгий нижній важіль. Завдяки конфігурації поперечного важеля кожне колесо автомобіля незалежно сприймає нерівності дороги, залишаючись в оптимальному вертикальному положенні. Таким чином забезпечується хороше зчеплення з дорогою і мінімальний знос шин.
підвіска МакФерсона
Підвіска МакФерсона - це підвіска, яка має в своєму складі один важіль, стабілізатор поперечної стійкості, блок з пружинного елемента. У конструкцію підвіски Макферсона входить також телескопічний амортизатор, який отримав назву «коливається свічка», так як під час руху колеса він може розгойдуватися вгору і вниз. Незважаючи на недосконалість конструкції, підвіска Макферсона широко використовується в сучасному автомобілебудуванні через технологічності і дешевизни.
підвіска
Даний вид підвіски, багато в чому нагадує двохважеля, забезпечує плавний хід і поліпшену керованість транспортного засобу. У конструкцію многоричажной підвіски входять сайлент-блоки і кульові шарніри, ефективно пом'якшують удари під час подолання автомобілем перешкод. Всі елементи підвіски закріплюють через сайлент-блоки на підрамнику. Таким чином вдається поліпшити шумоізоляцію машини від коліс.
Незалежна підвіска зазвичай використовується на авто представницького класу, які відрізняються поліпшеною керованістю і стабільним контактом коліс з будь-яким дорожнім покриттям. Серед основних переваг многоричажной підвіски можна виділити незалежність коліс машини один від одного, низьку неподрессорную масу, незалежну подовжню і поперечну регулювання. Підвіска відмінно підходить для установки в схему 4 × 4.
Задня залежна підвіска
Підвіска, де роль пружних елементів виконують циліндричні гвинтові пружини - це і є задня залежна підвіска, яку часто встановлюють на «Жигулі». Найбільшим недоліком такого типу підвіски є велика вага, який має балка заднього моста. Вага ще більше збільшується, якщо задній міст є провідним, так як на балці розміщується редуктор, картер головної передачі. Це, в свою чергу, викликає збільшення неподрессорних мас, що погіршує плавність ходу автомобіля і приводить до виникнення вібрацій.
а - залежна підвіска; б - незалежна підвіска
Підвіска «Де Діон»
Даний вид підвіски відрізняється «полегшеним» заднім мостом, так як картер відділяється від балки і прикріплюється безпосередньо до кузова. Двигун передає крутний момент на ведучі колеса через полуоси, які гойдаються на шарнірах кутових швидкостей. Підвіска «Де Діон» може бути як залежною, так і незалежною. Головним недоліком залежною підвіски є «присідання» машини при старті. Під час гальмування автомобіль починає явно нахилятися вперед. Щоб уникнути такого ефекту, в залежних підвісках використовують спеціальні напрямні елементи.
Задня незалежна підвіска
Полунезависимая задня підвіска являє собою два поздовжніх важеля, з'єднаних посередині поперечиною. Задня підвіска застосовується тільки ззаду, але на більшості передньопривідних авто. Плюси даної конструкції складаються в легкості монтажу, компактності, невеликій вазі, зменшеній неподрессорной масі, що в результаті позитивно позначається на кінематики коліс. Єдиним мінусом задньої напівнезалежною підвіски є те, що вона може використовуватися тільки на непровідних задніх мостах.
Підвіски вантажних автомобілів
Найбільш поширеним типом залежної підвіски є підвіска з поперечними або поздовжніми ресорами і гідравлічними амортизаторами. Такий тип підвіски широко використовується на вантажівках, а також на деяких позашляховиках. Цей варіант вважається найлегшим, так як міст розміщують на поздовжніх ресорах, які кріплять в кронштейнах кузова. Відразу ж помітна очевидна простота подібної конструкції, яка і є головною перевагою задньої залежною підвіски, які мають значення в першу чергу для виробника. Автомобіліст отримує тільки недоліки, які полягають в неефективній роботі ресор в якості направляючих. М'якість ресор негативно позначається на керованості автомобіля на високих швидкостях і на зчепленні шин з дорогою.
Підвіски пікапів і позашляховиків
Якщо говорити про позашляховики і пікапи, то для даних типів автомобілів найбільш часто використовують кілька типів підвісок:
Залежну передню і задню підвіски;
- незалежну передню і незалежну задню підвіски;
- повністю незалежну підвіску.
Серед найбільш поширених задніх підвісок позашляховиків і пікапів зустрічаються пружинні і ресорні. Ресорні відрізняються надійністю і простотою конструкції. Пружинні підвіски конструктивно складніші, але виділяються компактністю і м'якістю, тому встановлюються на легких пікапах і позашляховиках. «Паркетники» зазвичай обладнуються незалежними важільними задніми підвісками. Що стосується передньої підвіски позашляховиків, то найбільш часто виробники віддають перевагу торсійним і незалежним пружинним підвісок.
Підвіски легкових автомобілів
Якщо говорити про легкові автомобілі, які в основному мають передні провідні колеса, то в якості передньої підвіски використовується незалежна підвіска Макферсона або незалежна двохважіль підвіска. Говорячи ж про задній підвісці, варто зауважити, що виробники зазвичай вибирають незалежну мультіричажную або напівзалежну задню підвіску.
Знати і розуміти, що таке підвіска і які функції вона виконує, повинен кожен водій. І не важливо, керуєте Ви автомобілем вже протягом 10 років, або тільки збираєтеся отримати права. Однак, багато хто має прогалини в цьому питанні, і навіть не уявляють, на що саме впливає автомобільна підвіска. А адже саме від неї безпосередньо залежить той комфорт і зручність, які ми відчуваємо, керуючи власним автомобілем. Але, разом з цим, проїжджаючи по пересіченій місцевості, саме підвіска може стати причиною дискомфорту. Так за що де відповідає цей вузол? З яких деталей він складається?
Саме на всі ці питання Ви зможете отримати розгорнуті відповіді в статті, яка наводиться нижче. Однак, ми приділимо увагу не тільки конструкційним і функціональним особливостям, якими володіє підвіска автомобіля, але і познайомимося з найбільш поширеними її типами.
1. Підвіска автомобіля: все найважливіше про конструкційних особливостях та його роботи
В першу чергу варто розібратися з питанням, що ж із себе представляє автомобільна підвіска? За своєю суттю це вузол або ж конструкція з конкретної кількості деталей, які скріплені між собою певним чином. Для чого ж служить підвіска? Завдяки певній конструкції вона з'єднує між собою машини з її колесами, забезпечуючи, таким чином, можливість пересування. Залежно від елементів і деталей, з яких складається підвіска, а також особливостей їх установки, зв'язок між кузовом і колесами може бути або жорсткою, або пружною.
В цілому підвіска є елементів ходової частини автомобіля і грає дуже важливу роль в його функціонуванні.Розглянемо найбільш загальний список деталей, який складають цілісну конструкцію підвіски сучасних авто:
1. Напрямні елементи.Саме завдяки їм колеса з'єднуються з кузовом і передають на нього силу руху. Також, завдяки їм визначається характер руху коліс щодо самого корпусу автомобіля. Під напрямними елементами варто розуміти всі можливі важелі кріплення і з'єднання деталей. Вони можуть бути поздовжніми, поперечними і здвоєними.
2. Пружний елемент.Є таким собі «переходником» між колесами і кузовом автомобіля. Саме він сприймає навантаження від нерівностей дороги, накопичує її і передає на кузов. Пружні елементи можуть виготовлятися як з металу, так і з інших доступних і міцних матеріалів. Металеві - це пружини, ресори (литі ресори застосовуються в основному на вантажних автомобілях) і торсіони (в торсіонних типах підвіски). Що ж стосується неметалевих пружних елементів, то вони можуть виготовлятися з гуми (буфери і відбійники, але вони в основному використовуються як доповнення до металевих пристроїв), пневматичних (використовуються властивості стиснутого повітря) і гідропневматичних (використовується аз і робоча рідина) елементів.
3. гасячи пристрій.Іншими словами, це і є автомобільний амортизатор.Потрібен він для того, щоб зменшувати амплітуду коливань кузова, які як раз таки і викликає робота пружного елемента. Грунтується робота цього пристрою на гідравлічному опорі, яке виникає під час протікання рідини по калібрувальним клапанів з однієї порожнини циліндра в іншу. Хоча в загальному амортизатор може складатися як з двох циліндрів (двотрубний), так і з одного (однотрубний).
4. Завдяки йому є можливим протидіяти стрімко зростаючому за величиною крену, який утворюється при здійсненні повороту. Працює це за рахунок розподілу ваги по всіх колеса машини. За своєю суттю стабілізатор - це пружна штанга, яка з іншими елементами підвіски з'єднується через стійки. Він може встановлюватися як на передню, так і на задню вісь автомобіля.
5. Опора колеса.Розташовується на задній осі і сприймає все навантаження від колеса, розподіляючи її на важелі і амортизатор. Таке ж пристрій є і на передній осі, тільки називається воно «поворотний клак».
6. Елементи кріплення.Завдяки їм все елементи і деталі підвіски з'єднуються як між собою, так і кріпляться до кузова машини. До основних видів кріплень, який найчастіше використовуються в підвісці, слід віднести: жорстке з'єднання за допомогою болтів; з'єднання з використанням еластичних елементів, якими є резино-металеві втулки або ж сайлент-блоки); кульовий шарнір.
Взагалі існує досить велика кількість видів і типів підвісок, які можуть виконувати різні функції і мати різне призначення і розміщення. Візьмемо наприклад задню залежну підвіску. Її конструкція відрізняється простотою і доступністю для розуміння звичайним людям: тримається на автомобілі вона за допомогою двох, досить міцних циліндричних пружинах, а також має додаткове кріплення на чотирьох важелях, які знаходяться в поздовжньому положенні. В цілому ця конструкція має досить не маленький вага, тому вона досить сильно відбивається на плавності ходу автомобіля. Але давайте все-таки не будемо так стрімко забігати вперед, і спочатку розглянемо ряд ознак, за якими автомобільна підвіска ділиться на наступні кілька типів:
- двохважіль і багатоважільна;
активна;
торсіонна;
Залежна і незалежна;
Передня і задня.
Підемо по порядку і більш детально ознайомимося з дво- і підвіска автомобіля.
Які особливості ховаються за дво- і багатоважільна автомобільними вузлами?
Взагалі їх назва походить від типу кріплення, а якщо бути ще точнішим - то від особливостей конструкції важелів, якими ці підвіски кріпляться до кузова машини. У першому випадку кріпляться вони на два поперечних важеля, один з яких є верхнім (він короткий), а другий нижнім (він довший). Також, спеціально для зменшення чутливості автомобіля і даного вузла до поштовхів, які можуть надходити при русі по нерівній поверхні, між зазначеними кріпленнями також знаходиться пружний елемент циліндричної форми.
Однак, подібна двохважіль конструкція підвіски має значний недолік, який пов'язаний з надзвичайно швидким зносом покришок. Відбувається це тому, що поперечні руху коліс є зовсім незначними і це відбивається на бічній стійкості колеса. Але от якщо говорити про плюси двохважелем підвіски, то тут не можна не згадати про незалежність, яку отримує кожне колесо автомобіля. Така особливість сприяє стійкості автомобіля при їзді по нерівностях, а також дає можливість створювати якісне і тривалий зчеплення коліс з дорожньою поверхнею.
Тепер же давайте спробуємо більш детально розібратися з тим, що ж із себе представляє багатоважільна схема автомобільної підвіски, і чим вона відрізняється від вищеописаної. Всі основні відміну можна розкрити наступними трьома пунктами:
- по перше, Вона є більш ускладненим варіантом двохважелем підвіски;
- по-друге- її конструкція включає кульові шарніри, завдяки яким збільшується м'якість ходу автомобіля;
- третя відмінність- це спеціальні сайлент-блоки або ж поворотні опори, які кріплять на рамі. Завдяки цим блокам забезпечується надійна шумоізоляція автомобільного кузова від знаходяться в русі коліс.
На таку підвіску можна також додати поздовжні і поперечні регулювання, який, до речі, можуть встановлюватися окремо на кожен незалежний елемент. Але, не дивлячись на всі ті переваги, які дає підвіска і можливі способи її модернізації, вона має не жартівливу вартість. Щоб дати Вам уявлення про ціну, скажемо тільки те, що такого типу вузли встановлюються тільки на автомобілі представницьких моделей. Правда і цінність такої підвіски є очевидною, оскільки вона дозволяє максимально точно контролювати рух автомобіля по дорозі і забезпечує відмінний контакт колісних шин з покриттям дороги.
2. Знайомимося з активним і торсійним типами автомобільних вузлів: їх основні переваги та недоліки
Якщо Ви хочете орієнтуватися в тому, які типи підвісок автомобілів є найбільш сучасними і найчастіше встановлюються на суперкари, Вам обов'язково варто ознайомитися з активним і торсійним типами вузлів. Почнемо по порядку.
Особливої уваги автовласників заслуговуєНазва її походить від французького слова «torsion» і перекладається на російську мову як «скручування», яке є основним візитних властивістю даного типу автомобільного вузла. У чому ж криється секрет і переваги? Найцікавіше, чим відрізняється конструкція такої підвіс - це наявність спеціального пружного елемента, який виготовляється з легованої сталі. Але що ж такого особливого в цій стали, запитаєте Ви?
Справа в тому, що перед установкою на автомобіль ця сталь піддається цілому ряду обробок, завдяки яким вона набуває здатності закручуватися навколо поздовжньої осі стержня. При цьому, сам пружний елемент може мати найрізноманітнішу форму перетину (квадратну або круглу), складатися з однієї суцільної пластини або ж бути набраними з кількох окремих. Найважливіше те, що за своєю суттю він є прототипом распрямленной пружини, проте з більш хорошими характеристиками і стійкістю до механічних впливів. Те, яким саме чином буде встановлюватися торсіонна підвіска, безпосередньо залежить від типу автомобіля.Якщо це звичайний легковий - то установка проводиться поздовжньо. Якщо ж мова йде про вантажівках - то торсіонний вузол буде кріпитися поперечно. Як Ви зрозуміли, такий тип підвіски є дуже зручним при експлуатації автомобіля. Зокрема, слід виділити наступні її переваги:
- пружний елемент відрізняється надзвичайною легкістю, особливо якщо його порівнювати зі звичайними пружинами;
Компактність конструкції.
Якщо спробувати пояснити значення і роль пружних деталей, то слід навести такий приклад. Якщо Вам раптом знадобитися виїхати на путівець з великою кількістю глибоких вибоїн, маючи на своєму автомобілі торсионную підвіску, Ви без особливих зусиль зможете підняти кузов. Для цього Вам буде потрібно всього лише стягнути за допомогою спеціального мотора стрижні тріснув, що дозволить Вам відрегулювати необхідну висоту дорожнього зазору.
Але і це ще не всі переваги такої підвіски. Якщо Вам знадобитися замінити колесо і в цей момент у Вас під рукою не виявиться домкрата, за допомогою цього пристрою Ви без особливих труднощів підніме кузов автомобіля на трьох колесах. Напевно саме з цієї причини, найбільш широко торсіонний тип автомобільної підвіски застосовується на військовій броньованій техніці.
Тепер же приділимо трохи уваги і активного типу автомобільної підвіски. Приступаючи до знайомства з її конструкцією відразу приготуйтеся: тут все кардинально відрізняється від класичної конструкції, немає ні стрижнів, ні гвинтових пружин, ні будь-яких інших пружних елементів, які є обов'язковими для інших типів підвісок. Для того, щоб пом'якшити і повністю нівелювати поштовхи і інші неприємні «наслідки» нерівностей дорожнього покриття, на таку підвіску встановлюється спеціальна пневматична або ж гідравлічна стійка, або ж їх комбінація. Здивовані? Спробуємо розібратися більш детально.
За своєю суттю така конструкція є нічим іншим, як звичайним балоном, всередині якого знаходиться або рідина, або стиснений газ. На вищезазначені стійки вміст балона поширюється завдяки роботі компресорів. Зручність такого типу підвіски безпосередньо пов'язано з тим, що її використання піддається повної комп'ютеризації. Так, за допомогою електроніки можна повністю контролювати жорсткість амортизації автомобіля, і компенсувати перекоси кузова під час руху по схилах і нерівних дорогах.
Таким чином, підсумувати ми можемо наступне. Описані в даному розділі статті типи підвісок дають водієві величезну кількість переваг, які починаються в комфорті пересування, і закінчуються в можливості управляти роботою підвіски прямо з салону автомобіля. Однак, підійдуть вони далеко не всім. При чому причиною тому є не тільки стара модель автомобіля або його зношеність, а й цінова недоступність.
3. Залежна і незалежна підвіска - на чому раціональніше зупинити свій вибір?
Що таке залежна підвісканапевно знають ті, хто придбав свій перший автомобіль ще в кінці минулого століття або ж ще до розпаду СРСР. Думаємо, це підказало всім - на сьогоднішній день залежна підвіска вважається застарілим варіантом і на сучасних автомобілях її не можна зустріти. Єдине, вона встановлюється на ті марки і моделі автомобілів, конструкція яких не змінюється ось уже на протязі декількох десятків років. Звичайно ж, мова може йти про автомобілі, які ми завжди вважали «дітищами» вітчизняного автопрому - Волзі і Жигулях. Також, залежну підвіску сьогодні можна зустріти на автомобілях УАЗ, а також на більш старих і класичних моделях Jeep.
Чому ж підвіска називається «залежною»? Спробуємо пояснити на дуже простому прикладі: коли, перебуваючи в такому автомобілі, Ви випадково тільки одним колесом робите наїзд на купину, змінюється кут всій осі підвіски. Не складно здогадатися, що комфорту від такої їзди дуже мало. Однак не варто думати, що виробники дійшли до маразму, раз досі встановлюють такого роду підвіски. Їх найголовніша перевага - це простота конструкції, а також її дешевизна, яка дозволяє скинути ціну і з вартості всього автотранспортного засобу.
Є ще один варіант залежною підвіски автомобіля, який на сьогоднішній день вже можна вважати «древнім». Йдеться про залежною схемою «де Діон», перші екземпляри якої встановлювалися ще на найперші автомобілі. Особливість такої підвіски полягає в тому, що її картер головної передачі кріпиться до кузова автомобіля незалежно від моста. Ну а тепер давайте ж перейдемо до найбільш сучасного типу підвіски, яка є незалежною. По суті, її цілком можна вважати повною протилежністю залежною схеми підвіски, оскільки в даному варіанті ми отримуємо можливість переміщення всіх чотирьох коліс абсолютно незалежно один від одного. Тобто, якщо одне колесо потрапляє на купину, це зовсім не означає, що підстрибувати будуть всі чотири колеса. До слова, одним з варіантів такої незалежної підвіски ми вже згадували, і їм є двохважіль система.
Однак, незалежна підвіска може виконуватися і в інших варіантах, серед яких необхідно звернути Вашу увагу на схему МакФерсона, яка є дуже цікавим прикладом. Вперше її використовувати почали ще в далекому 1965 році, а першим автомобілем, на який вона була встановлена, є легендарний Пежо-204. Як же функціонує така підвіска і з яких елементів вона складається? Насправді, тут немає нічого складного:
- один єдиний важіль;
Блок, який забезпечує підвісці стабілізацію поперечної стійкості;
Другий блок, який складається з телескопічного амортизатора і гвинтовий пружини.
Звичайно ж, такого варіанту далеко до двохважелем підвіски. Основні недоліки схеми МакФерсона полягають в тому, що при їзді в автомобілі досить сильно відчувається зміна розвалу, особливо якщо автомобіль їде на високо піднятою підвісці. Також, дорожні вібрації практично не ізолюються.
Сподіваємося, що наша стаття допомогла Вам більш детально розібратися з тим, які саме типи підвісок існують і чим вони відрізняються один від одного. Така інформація стане в нагоді Вам не тільки в ситуації, коли автомобілю буде потрібно ремонт, але і при придбанні нового «залізного коня». Залишається тільки порекомендувати, бути більш уважним при здійсненні управління автомобіля і завжди прислухатися до того, що він Вам «говорить». Вдалих поїздок!
Ходова частина автомобіля - комплекс вузлів і механізмів, основним призначенням яких є переміщення транспортного засобу з умовою погашення вібрацій, трясіння і інших чинників, що негативно впливають на рівень комфорту.
Елементи ходової частини транспортного засобу об'єднують кузов і колеса машини, зменшують розгойдування, приймають і забезпечують передачу діючих сил.
У процесі руху автомобіля люди, які знаходяться в салоні, відчувають на собі різні типи коливань:
- Повільні - відрізняються великою амплітудою;
- Швидкі - мають мінімальний рівень розгойдування.
У ролі «гасителей» швидких коливань виступають сидіння, гумові опори (КПП і мотора), а також інші «пом'якшувальні» елементи.
Від другого типу коливань (повільних) захищають елементи ходової частини транспортного засобу - вузли підвіски, покришки та інші.
Конструктивно до складу ходової частини машини входить:
- Підвіска (задня і передня);
- Шини;
- Колеса.
Нижче розглянемо кожну складову з позиції функцій і особливостей предметно.
Підвіска автомобіля
Елементи ходової частини, що забезпечують якісний контакт з покриттям
Існує думка, що якість контакту з поверхнею дороги залежить тільки від покришок, пружних і демпфуючих вузлів (амортизатора, пружин).
На практиці не менше значення мають додаткові елементи ходової частини, які взаємодіють один з одним і кінематикою направляючих пристроїв.
Так, для забезпечення достатнього рівня безпеки та комфорту в проміжку між кузовом і покриттям повинні знаходитися наступні елементи:
- Шини - пристрої, які першими приймають на себе негативні впливи ям або «наростів» на поверхні дорожнього покриття. Завдяки певній пружності, покришки зменшують коливання і грають роль індикаторів стану підвіски. Якщо малюнок стирається нерівномірно, це говорить про порушення роботи елементів ходової частини (наприклад, про зменшення опору підвіски автомобіля).
- Пружні деталі (ресори, пружини) - пристрої, в завдання яких входить утримування кузова транспортного засобу на певному рівні і підтримування якісного зв'язку машини з покриттям. Тривале застосування цих виробів призводить до поступового старіння металу, його «втоми» через регулярних перевантажень. В результаті характеристики автомобіля, що впливають на рівень комфорту, погіршуються. Зміні піддається величина кліренсу, параметр симетричності навантаження, кути розташування коліс і інші параметри. Важливо розуміти, що пружини, а не амортизатори підтримують масу машини. Якщо зменшується дорожній просвіт і транспортний засіб «просаживается» без навантаження, пора встановлювати нові пружини.
- Напрямні деталі. До цих елементів ходової частини відносяться торсіони, ресори і важеля, що забезпечують кинематику взаємодії кузовний частини і коліс. Головною функцією вузлів полягає підтримку переміщається вгору або вниз колеса в одній площині обертання. Іншими словами, останнє повинно знаходитися приблизно в одній позиції, під 90 градусів до дороги. При порушенні геометрії направляючих вузлів автомобіль стає непередбачуваним на дорозі, протектор покришок швидко зношується, зменшується ресурс амортизаторів та інших елементів підвіски.
- Допоміжні пружні вузли автомобіля. Сюди можна віднести резинометаллические шарніри, які часто називаються буферами стиснення. В їх завдання входить придушення вібрацій і ВЧ коливань, що виникають від взаємодії металевих елементів ходової частини. Наявність цих вузлів сприяє підвищенню ресурсу деталей підвіски автомобіля, а саме амортизаторів. Ось чому так важливо перевіряти стан гумово деталей, що забезпечують з'єднання підвіски. Чим краще виконують роботу допоміжні пружні елементи, тим довше служать амортизатори.
- Стабілізатор поперечної стійкості (СПУ) - елемент ходової частини автомобіля, необхідний для поліпшення керованості і зниження рівня крену ТЗ при входженні в поворот. При різкому маневрі одна сторона транспортного засобу притискається до поверхні дороги, а друга - навпаки, «відривається» від покриття. Завдання СПУ - запобігти цьому відрив і забезпечити достатню притиснення «відривається» сторони автомобіля до дороги. Крім того, в разі наїзду машини на перешкоду СПУ закручується і гарантує швидке повернення колеса на первісну позицію.
- Елемент демпфірування (амортизатор) - пристрій ходової частини, що забезпечує гасіння кузовних коливань, що виникають через наїзд на нерівності дорожнього покриття, а також через появу інерційних сил. Амортизатор також обмежує коливання непідконтрольних елементів (балки, мостів, шин, маточини та інших) по відношенню до кузова. В результаті якість контакту колеса і поверхні дорожнього покриття поліпшується.
Ми розглянули основні елементи ходової частини автомобіля, які конструктивно відрізняються один від одного на різних моделях машин, але в підсумку несуть в собі основне призначення - забезпечити комфортне і безпечне рух транспортного засобу.
Підвіска автомобіля являє собою сукупність елементів, що забезпечують пружний зв'язок між кузовом (рамою) і колесами (мостами) автомобіля. Головним чином підвіска призначена для зниження інтенсивності вібрації і динамічних навантажень (ударів, поштовхів), що діють на людину, вантаж, що перевозиться або елементи конструкції автомобіля при його русі по нерівній дорозі. У той же час вона повинна забезпечувати постійний контакт колеса з дорожньою поверхнею і ефективно передавати провідне зусилля і гальмівну силу без відхилення коліс від відповідного положення. Правильна робота підвіски робить керування автомобілем комфортним і безпечним. Незважаючи на гадану простоту, підвіска є однією з найважливіших систем сучасного автомобіля і за історію свого існування зазнала значних змін і удосконалення.
Історія появи
Спроби зробити пересування транспортного засобу м'якше і комфортніше робилися ще в каретах. Спочатку осі коліс жорстко кріпилися до корпусу, і кожна нерівність дороги передавалася сидить всередині пасажирам. Підвищити рівень комфорту могли лише м'які подушки на сидіннях.
Залежна підвіска з поперечним розташуванням ресори
Першим способом створити пружну «прошарок» між колесами і кузовом карети стало застосування еліптичних ресор. Пізніше це рішення було запозичено і для автомобіля. Однак ресора вже стала напівеліптичними і могла встановлюватися поперечно. Автомобіль з такою підвіскою погано управлявся навіть на невеликій швидкості. Тому незабаром ресори стали встановлювати поздовжньо на кожне колесо.
Розвиток автомобілебудування спричинило і еволюцію підвіски. В даний час нараховуються десятки їх різновидів.
Основні функції і характеристики підвіски автомобіля
У кожної підвіски існують свої особливості і робочі якості, які безпосередньо впливають на керованість, комфорт і безпеку пасажирів. Однак будь-яка підвіска незалежно від свого типу повинна виконувати наступні функції:
- Поглинання ударів і поштовхів з боку дорогидля зниження навантажень на кузов і підвищення комфорту руху.
- Стабілізація автомобіля під час рухуза рахунок забезпечення постійного контакту шини колеса з дорожнім покриттям і обмеження надмірних кренів кузова.
- Збереження заданої геометрії переміщення і положення колісдля збереження точності рульового управління під час руху і гальмування.
Дрифт-кар з жорсткою підвіскою Жорстка підвіска автомобіля підходить для динамічної їзди, при якій потрібно миттєва і точна реакція на дії водія. Вона забезпечує невеликий дорожній просвіт, максимальну стійкість, опірність крену і розгойдування кузова. Застосовується в основному на спортивних автомобілях.
Автомобіль класу «Люкс» з енергоємної підвіскою У більшості легкових авто застосовується м'яка підвіска. Вона максимально згладжує нерівності, однак робить автомобіль кілька хитким і гірше керованим. Якщо потрібно регульована жорсткість, на автомобіль монтується гвинтова підвіска. Вона являє собою стійки-амортизатори із змінною силою натягу пружини.
Позашляховик з длінноходной підвіскою Хід підвіски - відстань від крайнього верхнього положення колеса при стисненні до крайнього нижнього при вивішуванні коліс. Хід підвіски багато в чому визначає «позашляхові» можливості автомобіля. Чим більше його величина, тим більше перешкода можна подолати без удару об обмежувач або без провисання ведучих коліс.
пристрій підвіски
Будь-яка підвіска автомобіля складається з наступних основних елементів:
- пружне пристрій- сприймає навантаження від нерівностей дорожньої поверхні. Види: пружини, амортизатори, пневмоелементи і т.д.
- демпфуючий пристрій- гасить коливання кузова при проїзді через нерівності. Види: всі типи.
- направляючий пристрій—забезпечує заданий переміщення колеса щодо кузова. види:важелі, поперечні і реактивні тяги, ресори. Для зміни напрямку впливу на демпфуючий елемент в спортивних підвісках pull-rod і push-rod застосовуються рокери.
- Стабілізатор поперечної стійкості- зменшує поперечний крен кузова.
- Гумово-металеві шарніри- забезпечують пружне з'єднання елементів підвіски з кузовом. Частково амортизують, пом'якшують удари і вібрації. Види: сайлент-блоки і втулки.
- Обмежувачі ходу підвіски- обмежують хід підвіски в крайніх положеннях.
Класифікація підвісок
В основному підвіски поділяються на два великих типи: і незалежні. Дана класифікація визначається кінематичною схемою направляючого пристрою підвіски.
залежна підвіска
Колеса жорстко зв'язані за допомогою балки або нерозрізного моста. Вертикальне положення пари коліс щодо загальної осі не змінюється, передні колеса - поворотні. Пристрій задньої підвіски аналогічне. Буває ресорна, пружинна або пневматична. У разі установки пружин або пневмобаллонов необхідне застосування спеціальних тяг для фіксування мостів від переміщення.
Відмінності залежною і незалежною підвіски - проста і надійна в експлуатації;
- висока вантажопідйомність.
- погана керованість;
- погана стійкість на великих швидкостях;
- менша комфортабельність.
незалежна підвіска
Колеса можуть змінювати вертикальне положення відносно один одного, залишаючись в тій же площині.
- хороша керованість;
- хороша стійкість автомобіля;
- велика комфортабельність.
- більш дорога і складна конструкція;
- менша надійність при експлуатації.
напівзалежна підвіска напівзалежна підвіскаабо торсіонна балка- це проміжне рішення між залежною і незалежною підвіскою. Колеса і раніше залишаються пов'язаними, проте існує можливість їх невеликого переміщення відносно один одного. Дана властивість забезпечується за рахунок пружних властивостей П-образної балки, що з'єднує колеса. Така підвіска в основному застосовується в якості задньої підвіски бюджетних автомобілів.
Види незалежних підвісок
Макферсон
- найпоширеніша підвіска передньої осі сучасних автомобілів. Нижній важіль з'єднаний з маточиною за допомогою кульової опори. Залежно від його конфігурації може застосовуватися поздовжня реактивна тяга. До маточинного вузлу кріпиться амортизаційна стійка з пружиною, її верхня опора закріплюється на кузові.
Поперечна тяга, закріплена на кузові і з'єднує обидва важеля, є стабілізатором, протидіє крену автомобіля. Нижня кульове з'єднання і підшипник чашки стійки-амортизатора дають можливість для повороту колеса.
Деталі задньої підвіски виконані за тим же принципом, відмінність полягає лише у відсутності можливості повороту коліс. Нижній важіль замінений на поздовжні і поперечні тяги, що фіксують маточину.
- простота конструкції;
- компактність;
- надійність;
- недорога у виробництві та ремонті.
- середня керованість.
Двохважеля передня підвіска
Більш ефективна і складна конструкція. Верхньою точкою кріплення маточини виступає другий поперечний важіль. Як пружний елемент може використовуватися пружина або. Задня підвіска має аналогічну будову. Подібна схема підвіски забезпечує кращу керованість автомобіля.
Пневматична підвіска
пневмопідвіска Роль пружин в цій підвісці виконують пневмобаллона зі стисненим повітрям. При є можливість регулювання висоти кузова. Також вона покращує показники плавності ходу. Використовується на автомобілях класу люкс.
гідравлічна підвіска
Регулювання висоти і жорсткості гідропідвіска Lexus Амортизатори підключені до єдиної замкнутому контуру з гідравлічною рідиною. дає можливість регулювати жорсткість і висоту дорожнього просвіту. При наявності в автомобілі керуючої електроніки, а також функції вона самостійно підлаштовується під умови дороги і водіння.
Спортивні незалежні підвіски
Гвинтові підвіска (койловеров) Гвинтові підвіска, або койловеров - амортизаційні стійки з можливістю настройки жорсткості прямо на автомобілі. Завдяки загвинчування нижнього упору пружини можна регулювати її висоту, а також величину дорожнього просвіту.
Підвіски типу push-rod і pull-rod
Дані пристрої розроблялися для гоночних автомобілів з відкритими колесами. В основі - двохважіль схема. Основна особливість полягає в тому, що демпферні елементи розташовані всередині кузова. Конструкція даних типів підвіски дуже схожа, відмінність полягає лише в розташуванні сприймають навантаження елементів.
Різниця спортивних підвісок push-rod і pull-rod Спортивна підвіска push-rod: сприймає навантаження елемент - штовхач, працює на стиск.
Підвіска коліс з'явилася значно раніше автомобіля. Вперше вона з'явилася ще на кінних екіпажах, призначених для більш комфортного пересування на великі відстані. Кількість коліс таких екіпажів було не менше чотирьох, тому їх конструктори змушені були передбачити можливість вертикального переміщення коліс щодо кузова для подолання нерівних доріг.
Саме тоді з'явилися перші конструкції підвісок, які потім практично без змін використовувалися в найперших автомобілях, швидкість яких не перевищувала 30 км / год. Але автомобілі удосконалювалися, швидкості їх руху швидко зростали, і підхід до конструкцій підвісок змінювався.
Якщо на початковому етапі автомобілебудування підвіска розглядалася тільки як засіб підвищення комфортабельності руху, то з ростом швидкості автомобілів всѐ більшу увагу доводилося приділяти питанням керованості. У третьому десятилітті 20 століття проявилася тенденція створення незалежної системи спочатку передніх, а згодом і задніх коліс автомобілів.
В даний час на легкових автомобілях застосовується тільки незалежна підвіска передніх коліс, яка може поєднуватися з незалежної, напівнезалежною і залежною системою задніх. Незважаючи на велику кількість застосовуваних в даний час схем, всі вони в даний час містять такі основні елементи:
- Напрямні елементи, що забезпечують задану траєкторію переміщення коліс щодо кузова;
- Пружні елементи, що забезпечують необхідне зусилля переміщення коліс;
- Елементи, що забезпечують гасіння коливань.
До тих, що направляють елементам можна віднести важелі, стійки, шарові опори і резинометаллические шарніри.
До пружним елементам можна віднести пружини, ресори, торсіони і пневматичні камери.
До елементів, що гасять коливання можна віднести амортизатори всіх типів.
Викладена вище класифікація елементів значною мірою умовна, так як в різних типах підвісок деякі деталі можуть поєднувати кілька функцій.
Як приклад можна розглянути ресору, яка застосовувалася ще в каретах. Ресора може виконувати роль відразу всіх трьох основних елементів, так як взаємне тертя її листів дозволяє досягти ефекту гасіння коливань, а ділянки ресор несиметричною форми можна використовувати в якості важелів.
Саме цими властивостями ресор і пояснюється їх широке поширення. Проте, такий поділ основних елементів дозволяє краще зрозуміти залежність зміни її характеристик від заміни будь-якого з перерахованих вище елементів. Тобто положення коліс залежить від напрямних елементів, жорсткість пристрої підвіски залежить від пружних елементів, а ефективність гасіння коливань - від амортизаторів.
Найбільш поширені конструкції і пристрій передньої підвіски
В даний час на легкових автомобілях малого і середнього класів найбільш поширеною є пристрій типу Мак - Ферсон.
Пристрій переднього вузла такого типу показана на малюнку.
Головна особливість підвісок цього типу - спільне використання нижнього важеля і телескопічною вертикальної стійки. У цій системі основне навантаження від ваги автомобіля передається на кузов в місці верхнього кріплення телескопічної стійки, так як пружний елемент (на малюнку пружина) розташовується безпосередньо на стійці.
Нижній важіль трикутної форми контролює траєкторію руху колеса і передає на силові елементи кузова поздовжні і поперечні зусилля, що виникають при русі автомобіля. Така система дуже добре поєднується з приводом передніх коліс, так як вісь обертання колеса проходить вище нижнього її важеля.
Переваги вузла типу Мак - Ферсон наступні:
- Простота конструкції, що дозволяє зменшити кількість деталей і їх масу;
- Можливість збільшення ширини моторного відсіку;
- Відносно мала трудомісткість обслуговування і ремонту.
Однак такий вузол не позбавлений недоліків:
- Характер зміни кута розвалу при роботі не оптимальний;
- Значна зміна кутів установки коліс при зміні завантаження автомобіля;
- Верхня точка кріплення стійок обмежує можливість зниження лінії капота.
В автомобілях, на яких встановлюється така передня підвіска, найчастіше використовують пружини як пружні елементи. Амортизатор телескопічного типу конструктивно виконує додатково функцію направляючого елемента, тому штоки амортизаторів Мак - Ферсон мають збільшений діаметр.
Для компенсації згинальних зусиль, що діють на амортизатор, пружину на ньому часто встановлюють під кутом до осі штока (див. Малюнок). Для зменшення крену автомобіля при проходженні повороту передбачається стабілізатор поперечної стійкості. Найчастіше застосовують стабілізатор торсіонного типу з вигнутого сталевого прута круглого перетину. Загнуті кінці стабілізатора шарнірно з'єднують з важелями або стійками лівого і правого коліс.
Проміжні опори стабілізатора закріплюють на кузові або спеціальному підрамнику. При нахилі автомобіля балка стабілізатора працює на скручування і перерозподіляє частину зусилля з найбільш навантаженого колеса на менш навантажене, зменшуючи таким чином крен автомобіля.
З'єднання нижнього важеля з поворотним кулаком здійснюється через кульову опору. Таке з'єднання дозволяє не тільки змінювати кут між поворотним кулаком і важелем, але і повертати колесо при зміні напрямку руху.
Пристрій кульової опори показано на малюнку:
Для того щоб полегшити зусилля повороту передніх коліс, у верхній опорі стійки застосовують спеціальний опорний підшипник. Найбільш часто застосовують завзятий шарикопідшипник.
Для того щоб стійка в процесі роботи мала вільний кутове переміщення, опора містить або еластичний гумовий елемент, або спеціальний шарнір. Схема пристрою верхньої опориі діючих на неї сил показана на малюнку.
Під впливом ударних знакозмінних навантажень на підшипник може відбуватися утомлююча руйнування деталей підшипника, що призводить до порушення його роботи.
Зовнішніми ознаками несправності підшипника є сторонні звуки при повороті коліс під навантаженням. В цьому випадку підшипник необхідно замінити. Крім того, в процесі експлуатації автомобіля може відбутися руйнування гумових елементів опори.