Подвеска автомобиля. Изучаем… запоминаем…
Подвеска автомобиля представляет собой совокупность узлов и механизмов, при помощи которых осуществляется упругая взаимосвязь кузова (рамы) с колесами. За всю историю развития автомобилестроения, на легковых автомобилях применялись подвески различных типов. Сегодня наиболее распространенной подвеской является McPherson (МакФерсон).
Подвеска данного типа используется преимущественно для передних колес и устанавливается на многих легковых автомобилях и малых грузовиках. Для задних колес подвеска МакФерсон также используется, но реже. Подвеска МакФерсон представляет собой несколько видоизмененную систему на двух рычагах. Однако, в случае с МакФерсон, верхний рычаг отсутствует и его роль выполняет верхняя шарнирная опора стойки амортизатора, которая обычно размещена на крыле автомобиля. Данная подвеска устанавливается на автомобили бюджетного и среднего классов.
Для спортивных машин и автомобилей премиум-класса используются более совершенные типы подвесок. Система McPherson обязана широкому распространению благодаря ряду преимуществ: простое устройство; небольшие затраты на производство; прекрасная ремонтопригодность; разгрузка мест крепления к кузову за счет больших расстояний между верхней и нижней опорой; большой ход подвески.
Однако существуют и отрицательные черты у данной подвески: чрезмерно большой ход способствуют нежелательным, пусть и кратковременным изменениям угла развала колес автомобиля; требуется усиление кузова в месте крепления верхней опоры (опорного подшипника стойки); невозможность качественно шумоизолировать арку колеса; несколько худшие параметры в плане кинематики в целом. Тем не менее, низкая стоимость изготовления данной подвески и ремонтопригодность даже в условиях гаража позволяют не учитывать отрицательные черты.
Устройство подвески МакФерсон Подвеска типа МакФерсон имеет весьма простое устройство и состоит из следующих основных конструктивных элементов: подрамник; нижний поперечный рычаг; ступица и поворотный кулак колеса; шаровая опора поворотного кулака; стойка амортизатора; пружина; верхняя опора стойки амортизатора. Подрамник представляет собой основной элемент подвески.
Данный узел крепится непосредственно к кузову автомобиля при помощи сайлентблоков или жестким креплением. Крепление подрамника на сайлентблоках позволяет уменьшить передачу вибрации на кузов автомобиля. Стоит отметить, что подрамник, как отдельный конструктивный элемент, может отсутствовать. Нижние поперечные рычаги крепятся к подрамнику или непосредственно к силовому кузову автомобиля при помощи сайлентблоков.
Каждый из рычагов имеет по две точки опоры на кузове. На противоположном конце рычага закреплена шаровая опора поворотного кулака, которая обеспечивает подвижность во всех плоскостях последнего. Ступица и поворотный кулак предназначены для крепления колеса. За счет специального шарнирного соединения через шаровую опору с нижним рычагом и рулевой тягой, поворотный кулак обеспечивает поворот управляемых колес.
Верхней точкой крепления поворотного кулака является нижняя часть амортизаторной стойки. Амортизаторная стойка является связующим элементом между кузовом и поворотным кулаком. Нижняя часть стойки при помощи клеммового соединения закреплена в поворотном кулаке, а верхняя часть соединена с кузовом при помощи специального опорного подшипника. Опорный подшипник чаще всего представляет собой втулку из толстой резины, в которой закреплен шариковый подшипник.
Шток амортизаторной стойки крепится в шариковом подшипнике, а резиновая втулка компенсирует отклонения стойки при работе подвески. Помимо этого, на амортизаторной стойке крепится пружина подвески. Помимо основных конструктивных элементов, подвеска МакФерсон в различных вариациях может содержать дополнительные узлы, такие как стабилизаторы поперечной устойчивости, стойки стабилизатора и прочее.
Стабилизатор поперечной устойчивости может иметь различное конструктивное исполнение на разных автомобилях, однако предназначение его от этого не меняется. Стабилизатор крепится в двух точках к подрамнику или к кузову и соединен с амортизаторными стойками при помощи соединительных тяг с шарнирами или резинометаллическими втулками. Основным предназначением стабилизатора является снижение боковых кренов машины и противостояние продольным перемещениям поворотного кулака или ступицы.
Что такое пружины подвески автомобиля. Особенности, для чего нужны и когда менять
— По линейным показателям: при которой сила нагрузки пропорциональна деформации элемента. Данные критерии являются самыми простыми и наиболее популярными при подборе пружин;
— Повреждение поверхностного слоя детали из-за частой деформации, чрезмерной нагрузки и механического воздействия;
— Систематическая перегрузка детали и частое преодоление дорожных неровностей на скорости;
— Коррозия, а затем появление ржавчины металла, которая зачастую появляется от повышенной влажности или воздействия дорожных солевых реагентов.
Основные причины, по которым меняются пружины подвески автомобиля:
— При визуально установленной коррозии на поверхности детали;
— При повреждении металла детали, которая четко просматривается визуально;
— При снижении дорожного просвета машины;
— При неравномерном горизонте автомобиля, который отражается в разнице высоты передней и задней частей транспортного средства.
Видео обзор: «Что такое пружины подвески автомобиля. Особенности, для чего нужны и когда менять»
Назначение, устройство и виды подвесок автомобиля
Подвеска автомобиля представляет собой совокупность элементов, обеспечивающих упругую связь между кузовом (рамой) и колесами (мостами) автомобиля. Главным образом подвеска предназначена для снижения интенсивности вибрации и динамических нагрузок (ударов, толчков), действующих на человека, перевозимый груз или элементы конструкции автомобиля при его движении по неровной дороге. В то же время она должна обеспечивать постоянный контакт колеса с дорожной поверхностью и эффективно передавать ведущее усилие и тормозную силу без отклонения колес от соответствующего положения. Правильная работа подвески делает управление автомобилем комфортным и безопасным. Несмотря на кажущуюся простоту, подвеска является одной из важнейших систем современного автомобиля и за историю своего существования претерпела значительные изменения и усовершенствования.
История появления
Попытки сделать передвижение транспортного средства мягче и комфортнее предпринимались еще в каретах. Изначально оси колес жестко крепились к корпусу, и каждая неровность дороги передавалась сидящим внутри пассажирам. Повысить уровень комфорта могли лишь мягкие подушки на сиденьях.
Первым способом создать упругую “прослойку” между колесами и кузовом кареты стало применение эллиптических рессор. Позже данное решение было позаимствовано и для автомобиля. Однако рессора уже стала полуэллиптической и могла устанавливаться поперечно. Автомобиль с такой подвеской плохо управлялся даже на небольшой скорости. Поэтому вскоре рессоры стали устанавливать продольно на каждое колесо.
Развитие автомобилестроения повлекло и эволюцию подвески. В настоящее время насчитываются десятки их разновидностей.
Основные функции и характеристики подвески автомобиля
У каждой подвески существуют свои особенности и рабочие качества, которые напрямую влияют на управляемость, комфорт и безопасность пассажиров. Однако любая подвеска вне зависимости от своего типа должна выполнять следующие функции:
Жесткая подвеска автомобиля подходит для динамичной езды, при которой требуется мгновенная и точная реакция на действия водителя. Она обеспечивает небольшой дорожный просвет, максимальную устойчивость, сопротивляемость крену и раскачиванию кузова. Применяется в основном на спортивных автомобилях.
В большинстве легковых авто применяется мягкая подвеска. Она максимально сглаживает неровности, однако делает автомобиль несколько валким и хуже управляемым. Если требуется регулируемая жесткость, на автомобиль монтируется винтовая подвеска. Она представляет собой стойки-амортизаторы с изменяемой силой натяжения пружины.
Ход подвески – расстояние от крайнего верхнего положения колеса при сжатии до крайнего нижнего при вывешивании колес. Ход подвески во многом определяет “внедорожные” возможности автомобиля. Чем больше его величина, тем большее препятствие можно преодолеть без удара об ограничитель или без провисания ведущих колес.
Устройство подвески
Любая подвеска автомобиля состоит из следующих основных элементов:
Классификация подвесок
В основном подвески подразделяются на два больших типа: зависимые и независимые. Данная классификация определяется кинематической схемой направляющего устройства подвески.
Зависимая подвеска
Колеса жестко связаны посредством балки или неразрезного моста. Вертикальное положение пары колес относительно общей оси не изменяется, передние колеса – поворотные. Устройство задней подвески аналогичное. Бывает рессорная, пружинная или пневматическая. В случае установки пружин или пневмобаллонов необходимо применение специальных тяг для фиксирования мостов от перемещения.
Независимая подвеска
Колеса могут изменять вертикальное положение относительно друг друга, оставаясь в той же плоскости.
Полузависимая подвеска или торсионная балка – это промежуточное решение между зависимой и независимой подвеской. Колеса по прежнему остаются связанными, однако существует возможность их небольшого перемещения относительно друг друга. Данное свойство обеспечивается за счет упругих свойств П-образной балки, соединяющей колеса. Такая подвеска в основном применяется в качестве задней подвески бюджетных автомобилей.
Виды независимых подвесок
МакФерсон
Подвеска McPherson – самая распространенная подвеска передней оси современных автомобилей. Нижний рычаг соединен со ступицей посредством шаровой опоры. В зависимости от его конфигурации может применяться продольная реактивная тяга. К ступичному узлу крепится амортизационная стойка с пружиной, ее верхняя опора закрепляется на кузове.
Поперечная тяга, закрепленная на кузове и соединяющая оба рычага, является стабилизатором, противодействует крену автомобиля. Нижнее шаровое соединение и подшипник чашки стойки-амортизатора дают возможность для поворота колеса.
Детали задней подвески выполнены по тому же принципу, отличие заключается лишь в отсутствии возможности поворота колес. Нижний рычаг заменен на продольные и поперечные тяги, фиксирующие ступицу.
Двухрычажная передняя подвеска
Более эффективная и сложная конструкция. Верхней точкой крепления ступицы выступает второй поперечный рычаг. В качестве упругого элемента может использоваться пружина или торсион. Задняя подвеска имеет аналогичное строение. Подобная схема подвески обеспечивает лучшую управляемость автомобиля.
Пневматическая подвеска
Роль пружин в этой подвеске выполняют пневмобаллоны со сжатым воздухом. При пневматической подвеске есть возможность регулировки высоты кузова. Также она улучшает показатели плавности хода. Используется на автомобилях класса люкс.
Гидравлическая подвеска
Амортизаторы подключены к единому замкнутому контуру с гидравлической жидкостью. Гидравлическая подвеска дает возможность регулировать жесткость и высоту дорожного просвета. При наличии в автомобиле управляющей электроники, а также функции адаптивной подвески она самостоятельно подстраивается под условия дороги и вождения.
Спортивные независимые подвески
Винтовая подвеска, или койловеры – амортизационные стойки с возможностью настройки жесткости прямо на автомобиле. Благодаря резьбовому соединению нижнего упора пружины можно регулировать ее высоту, а также величину дорожного просвета.
Подвески типа push-rod и pull-rod
Данные устройства разрабатывались для гоночных автомобилей с открытыми колесами. В основе – двухрычажная схема. Основная особенность заключается в том, что демпфирующие элементы расположены внутри кузова. Конструкция данных типов подвески очень схожа, отличие заключается лишь в расположении воспринимающих нагрузку элементов.
Спортивная подвеска push-rod: воспринимающий нагрузку элемент – толкатель, работает на сжатие.
Спортивная подвеска pull-rod: воспринимающий нагрузку элемент работает на растяжение.
Такая конструкция снижает центр тяжести и обеспечивает лучшую устойчивость автомобиля. Подвеска pull-rod имеет более низкий центр тяжести, чем push-rod. Однако на практике их общая эффективность примерно одинакова.
Устройство подвески автомобиля – описание и назначение основных элементов
Сегодня рассмотрим из чего состоит подвеска автомобиля. Разберём назначение каждого элемент, их конструкцию и принцип работы.
Назначение
Подвеска в автомобиле необходима для смягчения ударов, которые воспринимают колеса от неровностей дорог. Благодаря ей, кузов машины буквально подвешен над поверхностью на упругих элементах ходовой.
Благодаря этому обеспечивается плавность хода автомобиля и его управляемость в сложных условиях рельефа. Другими словами, она нужна для движения авто с определенным уровнем комфорта, без тряски и вибрации.
Давайте рассмотрим, что будет происходить с автомобилем, если у него не будет подвески, а колеса жестко соединены с кузовом. В этом случае удары от колеса будут полностью передаваться на кузов, немного смягчаясь шинами.
Если внести в схему подвески упругую пружину, то толчок на кузов значительно смягчится. При этом кузов будет по инерции еще долго по времени раскачиваться. Это делает управление машиной трудным, а движение опасным.
При таком устройстве, существует большая вероятность «пробоя» – когда момент сжатия пружины подвески совпадает с ударом от дороги. Есть такой термин у автомобилистов: «Пробить подвеску». Чтобы исключить этот эффект, в схему добавляют демпфирующий элемент – амортизатор. Он предназначен для гашения колебания кузова при работе пружин.
Устройство подвески
Но в каждой из них есть обязательные элементы – пружины и амортизаторы.
На старых автомобилях, а также на грузовом транспорте задняя подвеска имеет рессоры вместо пружин. Это обусловлено:
Амортизатор
Они бывают трех типов:
Первый тип больше подходит для спокойной и комфортной езды. Поэтому они устанавливаются в гражданских автомобилях. В современных машинах встречаются третий тип – комбинированные газомасляные амортизаторы.
Второй тип применяется в спортивных машинах. Он предназначен для минимизации кренов кузова в быстрых поворотах. Когда авто проходит поворот на большой скорости, её кузов сильно крениться. При этом внешнее колесо поднимается над дорогой, теряя сцепление. Чтобы увеличить скорость и безопасность прохождения виражей, применяют газовые амортизаторы. Они более жесткие, менее подвержены инерции, и быстрее придавливают колесо к асфальту.
Как он работает
Амортизатор подвески автомобиля представляет собой цилиндр, в который помещен поршень. Они не связаны друг с другом и могут независимо двигаться. В этом поршне выполнены отверстия. Цилиндр заполнен специальной жидкостью. Верхним своим концом он крепится к кузову машины. Нижним, к рычагу подвески.
При ударе колеса о яму, оно резко поднимается. Поршень в цилиндре сжимается, но это происходит не резко. Ему препятствует масло, которое через маленькие отверстия в поршне не успевает быстро перетекать через них. В результате поршень замедляет свое движение, происходит демпфирование удара, его смягчение.
При работе подвески на разжатие, происходит обратный процесс. Поршень возвращается вверх, масло перетекает обратно и замедляет скорость поднятия поршня. Таким образом, не происходит резкого скачка кузова автомобиля, когда разжимаются пружины подвески.
При неисправном амортизаторе кузов машины будет «скакать», как дикая лошадь при проезде любых неровностей, даже «лежачих полицейских».
Более подробную информацию об амортизаторах можно почитать в блоге «Автолюбитель со стажем». Там описаны все типы амортизаторов, их достоинства и недостатки, принцип работы каждого из них. Это не реклама, рекомендую.
Амортизатор в паре с пружиной называется пружинной стойкой. Ею оснащены все современные автомобили с передним приводом.
Рычаги
При помощи рычагов подвески колеса крепятся к ходовой части. Они передают к силовым элементам кузова продольные и поперечные усилия. Контролируют перемещение колеса во время движения автомобиля.
Сколько рычагов в подвеске
В недорогих моделях машин обычно применяется подвеска «Макферсон» – один рычаг на сторону с пружинной стойкой. Такой тип получил большое распространение в современных авто. Это обусловлено простотой конструкции, комфортом и дешевизной.
В классических автомобилях ВАЗ в передней подвеске два рычага на одну сторону – верхний и нижний. Это двух рычажная подвеска. Вместо пружинной стойки используется схема с раздельными амортизаторами и пружинами, они не собраны в единую конструкцию.
В зависимой подвеске рычагов нет вообще. При такой схеме противоположные колёса одной оси соединены балкой. Поэтому любое горизонтальное движение одного колеса отражается на поведении другого, они зависят друг от друга.
Стабилизатор поперечной устойчивости
Он снижает крены кузова автомобиля и улучшает его управляемость.
Он выполнен в виде русской буквы «П», на картинке хорошо видно. Представляет собой стальной прут с большой упругой деформацией. Простыми словами – его взять на излом тяжело, он всегда будет стремиться принять начальную форму.
Он имеет четыре точки крепления. Противоположными краями он зафиксирован за рычаги подвески. Центральной части крепится к кузову.
Как он работает
При появлении крена, одна часть кузова поднимается, другая опускается – это логично. Часть стабилизатора, которая закреплена на силовом элементе кузова, поднимается и выкручивает стабилизатор.
За счет большой упругости он поднимает свою противоположную точку крепления, а вместе с ней кузов. Таким образом он пытается стабилизировать его в поперечном положение относительно дороги.
Второй случай, когда он работает – наезд одним колесом на яму или кочку. Рассмотрим вариант с кочкой на дороге.
В такой ситуации одно колесо движется вверх относительно кузова. В этом случае прут стабилизатора испытывает упругую деформацию не точкой крепления к кузову, а к рычагу подвески. Стремясь принять исходную форму, он вторым своим краем поднимает противоположное колесо и опускает кузов. Кузов автомобиля прижимается к земле, снижается центр тяжести и машина становиться устойчивее.
Сайлентблоки
Например, если бы в месте крепления рычага к раме не было сайлентблока, то рычаг тёрся бы о раму. Такое соединение повышало износ металла и издавало жуткий скрип при движении автомобиля. Кроме того, любые удары по колесу от дороги передавались на кузов, вы слышали бы стуки. Это быстро разбивало бы крепёжный узел.
Поэтому, при самостоятельной диагностике подвески автомобиля, обращайте внимание на состояние сайлентблоков. Они не должны иметь трещин и повреждений. Бывают случаи, когда внутренняя втулка отслаивается от резины, начинает болтаться и стучать.
Стойки или тяги стабилизатора
Они связывают стабилизатор поперечной устойчивости с рычагами или стойками амортизатора. Не во всех автомобилях они есть, все зависит от схемы подвески.
Например, в ВАЗ 2107 их нет. Стабилизатор прикручивается к рычагам через резиновые втулки.
На тягах тоже могут быть сайлентблоки или шаровые, как на рулевых наконечниках, чтобы смягчить удары от дороги. Со временем резина дубеет и рвется. Стойка начинает стучать на неровностях. Сайлентблок отдельно от тяги не меняется. При его повреждении нужно менять стойку стабилизатора целиком.
Подведем итоги
Подвеска состоит:
Это основные элементы автомобильной подвески. В зависимости от сложности ходовой, их количество и состав может меняться.
Видео об устройстве подвески автомобиля
Если что-то упустил – напишите об этом в комментариях. Cпасибо за внимание.
Добавить комментарий Отменить ответ
Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.
Ходовая часть автомобиля, узлы и механизмы
Ходовая часть автомобиля — комплекс узлов и механизмов, основным назначением которых является перемещение транспортного средства с условием погашения вибраций, тряски и прочих факторов негативно влияющих на уровень комфорта.
Элементы ходовой части транспортного средства объединяют кузов и колеса машины, уменьшают раскачивание, принимают и обеспечивают передачу действующих сил.
В процессе движения автомобиля люди, которые находятся в салоне, ощущают на себе различные типы колебаний:
В роли «гасителей» быстрых колебаний выступают сидения, резиновые опоры (КПП и мотора), а также другие «смягчающие» элементы.
От второго типа колебаний (медленных) защищают элементы ходовой части транспортного средства — узлы подвески, покрышки и прочие.
Конструктивно в состав ходовой части машины входит:
Ниже рассмотрим каждую составляющую с позиции функций и особенностей предметно.
Подвеска автомобиля
Главным назначением подвески автомобиля является подавление и уменьшение колебаний, возникающих при попадании ТС в ямы или при наезде на подъемы дорожного покрытия. Благодаря действию подвески, подобные явления эффективно гасятся.
Кузов осуществляет различные типы колебаний — поперечно-угловые, продольные, угловые и вертикальные. Их характеристики формируют общую плавность перемещения транспортного средства для пассажиров и водителя в салоне.
Отдельного внимания заслуживает тип связи колес и кузова автомобиля.
Люди, которые хотя бы раз в жизни ездили на деревянной телеге, ощутили на себе «прелести» движения по неровному покрытию.
Это легко объяснить, ведь колеса этого средства для передвижения жестко сидят на «основе», а выбоины и ямы передаются «пассажирам».
По телевизору можно наблюдать картину, когда при увеличении скорости движения телега буквально разваливается.
Причиной является именно жесткость, из-за которой элементы ходовой части получают огромную нагрузку.
Для продления срока службы современных транспортных средств и повышения уровня комфорта «наездников» кузовная часть и колеса автомобиля не имеют жесткой связи.
Это легко подтвердить, если поднять ТС на определенно расстояние от земли и подергать за колеса — они будут свободно перемещаться и слегка отвиснут.
Это обусловлено особым типом крепления с помощью специальных пружин и рычагов.
Группа механизмов, обеспечивающих «гибкую» связь, относятся к подвеске.
Ее элементы (пружины и рычаги) изготовлены из металла и имеют определенный уровень прочности.
Но при изготовлении автомобиля предусматривается определенный запас, позволяющий колесам перемещаться по отношению к кузовной части в определенных плоскостях.
Если быть точнее, обеспечивается свобода перемещения кузова по отношению к колесам, движущимся по дорожному покрытию.
Подвеска — элемент ходовой части автомобиля, который может быть двух видов:
Недостаток жесткого крепления очевиден. Почти все неровности дорожного покрытия передаются кузову автомобиля, а далее — людям в салоне.
В роли спасителя выступают только шины, которые берут на себя «удар». При такой конструкции кузов сильнее раскачивается и с более высоким ускорением.
Добавление в конструкцию ходовой части упругой составляющей (рессора или пружин) позволяет более эффективно гасить удары от неровного дорожного покрытия.
Недостаток в том, что машина начинает раскачиваться, а сами колебания сохраняются в течение продолжительного времени. В итоге машина менее управляема, а движения становятся опасными.
Авто с таким типом подвески будет раскачиваться во всех направлениях, что повышает риск «пробоя». Он может возникнуть в случае совпадения двух составляющих — толчка от дорожного покрытия и работы подвески из-за продолжительного колебания.
Сегодня элементы ходовой части более продуманы. В конструкцию подвески входят не только упругие, но и демпфирующие узлы — амортизаторы.
В задачу последних входит контроль работы пружины и гашение чрезмерных колебательных движений.
После наезда на неровность происходит сжатие пружины, а в процессе расширения большую часть энергии принимает на себя амортизатор автомобиля.
Он не дает пружине растянуться на длину, которая больше положенной. Как следствие, колебательный процесс имеет ограниченный характер — в среднем одно 0,5 до 1,5 циклов.
Элементы ходовой части, обеспечивающие качественный контакт с покрытием
Бытует мнение, что качество контакта с поверхностью дороги зависит только от покрышек, упругих и демпфирующих узлов (амортизатора, пружин).
На практике не меньшее значение имеют дополнительные элементы ходовой части, взаимодействующие друг с другом и кинематикой направляющих устройств.
Так, для обеспечения достаточного уровня безопасности и комфорта в промежутке между кузовом и покрытием должны находиться следующие элементы:
Мы рассмотрели основные элементы ходовой части автомобиля, которые конструктивно отличаются друг от друга на разных моделях машин, но в итоге несут в себе основное назначение – обеспечить комфортное и безопасное движение транспортного средства.