Общие сведения о подвеске автомобиля
- Общие сведения о подвеске автомобиля
- Screenshot_12.jpg (102.79 КБ) 168 просмотров
- Общие сведения о подвеске автомобиля
- Screenshot_11.jpg (144.99 КБ) 380 просмотров
Колесная база и колея. Расстояние между средними линиями шин одной оси автомобиля называется колеей. Расстояние между центрами переднего и заднего колес называется колесной базой. Если углы установки колес отрегулированы правильно, колеса будут катиться параллельно продольной оси автомобиля. От величины сцепления шины с дорогой зависят максимальное ускорение автомобиля, его управляемость в поворотах и тормозной путь. Чем выше сцепление, тем быстрее автомобиль разгоняется, проходит повороты и останавливается. На контакт шины с дорогой оказывают влияние несколько сил. Предметом изучения динамики автомобиля является природа и действие этих сил на автомобиль во время движения. Геометрия кузова автомобиля, конструкция подвески и рулевого управления определяют управляемость автомобиля. Плавность хода — это способность автомобиля поглощать или демпфировать колебания и вибрации кузова, не передавая их в салон. Комфорт движения в значительной степени определяется характеристиками подвески. Правильно работающая подвеска повышает плавность колебаний кузова при наезде на дорожные неровности. Это достигается за счет комбинированного действия пружин, амортизаторов и втулок.
Изменение силы сцепления в пятне контакта шины с дорогой влияет на курсовую устойчивость автомобиля. Сцепление с дорогой напрямую зависит от рабочих характеристик амортизаторов или телескопических стоек. Амортизаторы и стойки воспринимают вертикальные нагрузки на колеса, гасят вертикальные и угловые колебания кузова автомобиля, в том числе при прохождении поворотов и при перераспределении его массы. Они также способствуют снижению продольного крена или «клевка» кузова при торможении и во время разгона, что благоприятно сказывается на ездовом комфорте. Вертикальные нагрузки на колеса меняются вследствие переноса центра тяжести автомобиля при разгоне, торможении и при прохождении поворотов. Центр тяжести представляет собой точку равновесия автомобиля. Во время торможения вследствие инерции центр тяжести автомобиля и его масса смещаются от задней к передней оси автомобиля. Этот эффект называется «клевок». Точно так же при разгоне масса переносится с передних на задние колеса. Этот эффект называется «приседание», или «прижатие», автомобиля. При прохождении поворота центробежная сила смещает центр тяжести автомобиля в сторону, противоположную центру поворота. Ей противодействует поперечная сила сцепления колес с дорогой. В результате взаимодействия этих сил происходит перенос массы автомобиля с внутренней по отношению к центру поворота стороны на наружную, поэтому автомобиль наклоняется. При этом пружины внутренних колес разгружаются, и эта сторона автомобиля поднимается, а пружины наружных колес нагружаются, и эта сторона автомобиля опускается. Это явление называется поперечным креном.
- Общие сведения о подвеске автомобиля
- Screenshot_2.jpg (127.56 КБ) 376 просмотров
Подвеска состоит из пружин, амортизаторов и тяг, соединяющих кузов автомобиля с колесами. Подвеска имеет двойное предназначение. Во-первых, она улучшает управляемость и повышает эффективность торможения автомобиля, что обеспечивает высокую активную безопасность и удобство вождения. Во-вторых, благодаря подвеске повышается комфортабельность движения, снижаются шум, стуки и вибрации при движении по дорожным неровностям. Кроме того, подвеска обеспечивает безопасность движения автомобиля и сохранность груза. Конструкции передней и задней подвесок могут отличаться друг от друга. Амортизаторы являются устройствами, гасящими колебания и вибрации. Однако, понятие «амортизатор» в подвеске автомобиля имеет более широкое значение. Как известно, на автомобиль воздействует много факторов движения. Распределение массы автомобиля по осям, скорость движения, дорожные условия и направление ветра — вот лишь несколько факторов, от которых зависит характер движения автомобиля по дороге. Несмотря на это, подвеска автомобиля, в состав которой входят амортизаторы, стойки и пружины, должна быть всегда в рабочем состоянии. Эксплуатация автомобиля с изношенными элементами подвески может привести к ухудшению управляемости и устойчивости автомобиля. При этом ускоряется износ других элементов подвески. Без подвески: автомобиль довольно жесткий и теряет контакт с дорогой каждый раз при езде через препятствие. С пружинами, но без амортизаторов: автомобиль проглатывает неровности дороги, но вследствие отсутствия демпфирующих элементов возникают колебания и вибрации кузова, и колеса теряют контакт с дорогой. С пружинами и амортизаторами: автомобиль не только поглощает энергию толчков при наезде на дорожные неровности, но и посредством амортизаторов рассеивает ее, тем самым предотвращается возникновение вибраций и колебаний кузова. Только совместное действие пружин и амортизаторов обеспечивает постоянный контакт колес с дорогой.
Шасси соединяет кузов автомобиля с колесами и шинами. Шасси автомобиля состоит из рамы, подвески, рулевого управления, шин и колес. Рама представляет собой несущий элемент автомобиля, на который устанавливается двигатель и крепится кузов. Рама, в свою очередь, опирается на подвеску и колеса. Подвеска — это несущая конструкция, служащая для поглощения и рассеивания силового воздействия со стороны дорожных неровностей и для обеспечения контакта шин с дорогой, а также для связи колес и шасси. Рулевое управление — это механизм, с помощью которого водитель поддерживает постоянным или изменяет направление движения автомобиля.
Пружина
- Пружина подвески автомобиля
- Screenshot_4.jpg (110.54 КБ) 374 просмотра
Пружины воспринимают массу автомобиля, обеспечивают неизменную высоту кузова и поглощают нагрузки от дорожных неровностей. Пружины осуществляют упругую связь, которая позволяет раме и кузову совершать плавные колебания, в то время как шины и подвеска воспринимают резкие толчки при движении по плохой дороге. Пружины установлены между рамой и рычагом подвески и работают на сжатие. Увеличение нагрузки на пружины, например, при переезде препятствия, сопровождается поглощением энергии этой нагрузки путем сжатия пружины. Поэтому пружины являются очень важным элементом подвески, обеспечивающим ездовой комфорт. Применительно к пружинам под колебаниями понимаются вертикальные (вверх-вниз) перемещения подвески. Движение подвески вверх, сопровождаемое сжатием пружин и амортизаторов, называется ходом сжатия. Движение колес вниз, в результате которого происходит растяжение пружин и увеличение длины амортизаторов, называется ходом отбоя или растяжением.
Цилиндрическая пружинаНаибольшее распространение на автомобилях получили цилиндрические пружины, выполненные из прутка круглого сечения, скрученного в форме цилиндра. Жесткость пружины зависит от диаметра и длины прутка. Чем толще пруток, тем выше ее жесткость. С увеличением длины пружины, наоборот, жесткость пружины снижается. Коэффициент упругости или коэффициент сжатия пружины определяет ее жесткость. Он рассчитывается исходя из массы груза, который необходимо положить на пружину для ее сжатия на 2,5 см. Некоторые цилиндрические пружины имеют переменную жесткость. Ее можно получить, навив пружину из прутка разной толщины, или с помощью прогрессивной характеристики в конце хода сжатия. Пружины переменной жесткости обладают меньшей жесткостью в слабонагруженном состоянии, что повышает плавность движения автомобиля, и высокой жесткостью под нагрузкой, что улучшает устойчивость и управляемость автомобиля.
Цилиндрическая пружинаНаибольшее распространение на автомобилях получили цилиндрические пружины, выполненные из прутка круглого сечения, скрученного в форме цилиндра. Жесткость пружины зависит от диаметра и длины прутка. Чем толще пруток, тем выше ее жесткость. С увеличением длины пружины, наоборот, жесткость пружины снижается. Коэффициент упругости или коэффициент сжатия пружины определяет ее жесткость. Он рассчитывается исходя из массы груза, который необходимо положить на пружину для ее сжатия на 2,5 см. Некоторые цилиндрические пружины имеют переменную жесткость. Ее можно получить, навив пружину из прутка разной толщины, или с помощью прогрессивной характеристики в конце хода сжатия. Пружины переменной жесткости обладают меньшей жесткостью в слабонагруженном состоянии, что повышает плавность движения автомобиля, и высокой жесткостью под нагрузкой, что улучшает устойчивость и управляемость автомобиля.
Листовая рессора Листовые рессоры бывают двух видов: многолистовые и однолистовые. Многолистовая рессора составлена из нескольких стальных листов разной длины, стянутых хомутами. В ходе работы рессора сжимается, поглощая энергию толчков, воспринимаемых от неровностей дороги. Изгиб и продольное смещение рессор (благодаря подвижному креплению концов) позволяют подвеске перемещаться. Например, однолистовую рессору также называют клиновидной. Она утолщена в середине и сужается к концам. Большинство рессор выполнены из композитного материала, некоторые рессоры — стальные. Чаще всего пары рессор расположены параллельно оси автомобиля. Однако все большее распространение получают однолистовые поперечные рессоры.
Пневмобаллон
Пневмобаллон — это еще один тип упругого элемента, который все чаще применяют на легковых автомобилях, легких и тяжелых грузовиках. Пневмобаллон — это резинокордный цилиндр, наполняемый сжатым воздухом. Поршень, прикрепленный к нижнему рычагу привода, перемещается вместе с ним. Это приводит к тому, что сжатый воздух выполняет роль упругого элемента. Если нагрузка на автомобиль изменилась, клапан открывается для подвода дополнительного количества сжатого воздуха или его отвода из пневмобаллона. Сжатый воздух производится специальным компрессором.
Пневмобаллон
Пневмобаллон — это еще один тип упругого элемента, который все чаще применяют на легковых автомобилях, легких и тяжелых грузовиках. Пневмобаллон — это резинокордный цилиндр, наполняемый сжатым воздухом. Поршень, прикрепленный к нижнему рычагу привода, перемещается вместе с ним. Это приводит к тому, что сжатый воздух выполняет роль упругого элемента. Если нагрузка на автомобиль изменилась, клапан открывается для подвода дополнительного количества сжатого воздуха или его отвода из пневмобаллона. Сжатый воздух производится специальным компрессором.
Принцип действия амортизатора
- Принцип действия амортизатора
- Screenshot_6.jpg (173.5 КБ) 374 просмотра
Без амортизаторов и амортизаторных стоек возникают затухающие колебания пружин, сопровождающиеся их периодическим расширением и сжатием. При этом желаемого эффекта гашения колебаний не происходит. Геометрия подвески и пружин должна изменяться в соответствии с определенными условиями. Только в этом случае гарантируется нормальная работа таких узлов, как рулевые тяги, и сохранение регулировок углов установки колес при движении автомобиля. Стандартные амортизаторы не воспринимают нагрузку от массы автомобиля. Вместе с тем, основное назначение амортизатора состоит в обеспечении определенного сопротивления подвески и пружины перемещению. При этом кинетическая энергия колебаний подвески преобразуется в теплоту, которая рассеивается гидравлической жидкостью амортизатора. В принципе, амортизаторы представляют собой насосные механизмы. Поршень, закрепленный на конце штока, сжимает гидравлическую жидкость в рабочем цилиндре. При ходе колеса вверх и вниз происходит принудительное перетекание жидкости через малые проходные отверстия, или каналы, выполненные в корпусе поршня. Однако, вся жидкость через эти небольшие отверстия пройти не сможет. Поэтому в процессе прокачивания жидкости движение поршня замедляется, что приводит к росту сопротивления перемещению пружин и подвески в целом. Величина сопротивления, создаваемая амортизатором, зависит от скорости смещения подвески, количества и диаметра калиброванных отверстий в корпусе поршня. Характеристики демпфирования всех современных амортизаторов зависят от скорости перемещения поршня, то есть чем быстрее меняется положение подвески, тем выше сопротивление, создаваемое амортизатором. Таким образом, амортизаторы сами адаптируются к условиям движения автомобиля. В результате, они снижают колебания, крены и раскачивания подвески, а также «клевки» при торможении и «приседания» при разгоне.
Принцип работы амортизатора основан на дросселировании потока жидкости при сжатии и отдаче. На легковых автомобилях и легких грузовиках сопротивление амортизатора больше при отдаче, чем при сжатии. Ход сжатия зависит от скорости движения неподрессоренных масс (колес). Вместе с тем, отдача связана с движением более тяжелых подрессоренных масс (кузова). Ход сжатия: при этом ходе амортизатор сжимается и определенная часть жидкости вытесняется поршнем из камеры В в камеру А, а излишки жидкости прокачиваются через клапан сжатия в компенсационную камеру. Для управления протеканием жидкости применяются клапаны сжатия и отдачи, выполненные в поршне и нижней части рабочего цилиндра амортизатора. Они работают в трех разных режимах. При малых скоростях перемещения штока используется первый режим, клапаны создают сопротивление протеканию жидкости, управляя перетеканием жидкости из камеры В в камеру А. По мере роста скорости перемещения поршня, повышение давления жидкости в подпоршневом пространстве в камере B приводит к тому, что диски клапана открывают проход жидкости в нижней части рабочего цилиндра. При быстром перемещении поршня отжимаются диски клапана, так чтобы вступили в работу дроссельные отверстия клапанного механизма. Ход отдачи: при движении поршня и штока вверх объем верхней камеры А уменьшается, а давление, наоборот, повышается и становится больше, чем давление в камере В. Под действием высокого давления жидкость проходит в камеру В через трехрежимный клапан отдачи в поршне. Но образуется недостаток жидкости, объем которого равен объему выводимого из цилиндра штока. Поэтому жидкости в камере А недостаточно для заполнения камеры В. Вместе с тем давление в компенсационной камере теперь превышает давление в камере В, поэтому жидкость поступает из нее через открытый перепускной клапан отдачи. Недостающая жидкость направляется в камеру В и полностью ее заполняет. Сопротивление ходу отдачи возникает в результате нарастания давления в камере А, которое воздействует на верхнюю часть поршня.
Типы амортизаторов
- Типы амортизаторов автомобиля
- Screenshot_8.jpg (201.84 КБ) 374 просмотра
В настоящее время применяются однотрубные и двухтрубные амортизаторы, газонаполненные или гидравлические. Двухтрубный амортизатор состоит из цилиндра, который устанавливается внутрь трубчатого кожуха так, что между их стенками образуется резервуар, называемый компенсационной камерой, в которую отводится излишек гидравлической жидкости. Следует отметить, что шток поршня перемещается в направляющей втулке и герметизируется манжетой, расположенной в верхней части цилиндра. Направляющая втулка штока обеспечивает соосность штока и цилиндра, а также позволяет поршню свободно перемещаться внутри цилиндра. Манжета не позволяет жидкости вытекать из амортизатора и препятствует попаданию в него посторонних частиц. Клапан сжатия распо¬ложен в нижней части цилиндра. Он регулирует перетекание жидкости при ходе сжатия. Наружный диаметр поршня соответствует внутреннему диаметру цилиндра. В принципе, чем больше амортизатор, тем шире его рабочий диапазон демпфирования. Этому способствует увеличенный объем цилиндра и расширение области рабочего давления. Чем выше площадь поршня, тем ниже давление жидкости и ее температура внутри амортиза¬тора, демпфирующая способность которого благодаря этому повышается.
Двухтрубный газонаполненный амортизатор
Оснащение автомобилей такими амортизаторами значительно улучшило их управляемость. Это позволило решить ряд проблем с управляемостью из-за увеличения числа автомобилей, построенных на одной платформе с укороченной колесной базой, а также с применением более высоких значений давления в шинах. Давление газообразного азота изменяется в пределах 6 10 бар в зависимости от объема жидкости в компенсационной камере. Под действием давления газа воздушные пузырьки в гидравлической жидкости сжимаются. Это предотвращает вспенивание жидкости. В отличие от несжимаемой гидравлической жидкости, вспененная эмульсия воздуха и жидкости может привести к ухудшению рабочих характеристик амортизатора. Снижение эмульгирования, а значит и вероятности вспенивания, позволяет амортизаторам быстрее и точнее реагировать на изменение профиля дороги, сокращает время их реакции и обеспечивает постоянное сцепление колес с дорогой при прохождении дорожных неровностей.
Двухтрубный газонаполненный амортизатор
Оснащение автомобилей такими амортизаторами значительно улучшило их управляемость. Это позволило решить ряд проблем с управляемостью из-за увеличения числа автомобилей, построенных на одной платформе с укороченной колесной базой, а также с применением более высоких значений давления в шинах. Давление газообразного азота изменяется в пределах 6 10 бар в зависимости от объема жидкости в компенсационной камере. Под действием давления газа воздушные пузырьки в гидравлической жидкости сжимаются. Это предотвращает вспенивание жидкости. В отличие от несжимаемой гидравлической жидкости, вспененная эмульсия воздуха и жидкости может привести к ухудшению рабочих характеристик амортизатора. Снижение эмульгирования, а значит и вероятности вспенивания, позволяет амортизаторам быстрее и точнее реагировать на изменение профиля дороги, сокращает время их реакции и обеспечивает постоянное сцепление колес с дорогой при прохождении дорожных неровностей.
Еще одним преимуществом газонаполненного амортизатора является то, что он немного увеличивает степень упругости подвески автомобиля. Это не означает, что амортизаторы смогут восстановить положение кузова при осадке пружин. Они способствуют уменьшению кренов, раскачки, «клевков» при торможении и «проседания» при разгоне. Появлению эффекта дополнительной упругости также способствует наличие разницы в площади нижней и верхней поверхностей поршня. Поскольку нижняя поверхность поршня имеет большую площадь, чем верхняя, шире и зона контакта этой поверхности с гидравлической жидкостью под давлением. В результате под действием силы упругости газонаполненный амортизатор растягивается.
Однотрубный амортизатор
Однотрубный амортизатор заполнен газом под высоким давлением и имеет только один цилиндр. В цилиндре расположены два поршня: разделительный и рабочий. Рабочий поршень и шток имеют сходную с двухтрубным амортизатором конструкцию. Основное отличие от двухтрубных амортизаторов состоит в том, что однотрубный амортизатор можно устанавливать в любом положении, в том числе штоком вниз. Кроме того, эти амортизаторы совместно с пружинами воспринимают массу автомобиля. Другим отличием однотрубных амортизаторов является то, что в них нет клапана сжатия, и при ходах сжатия и отбоя движется разделительный поршень. Длина цилиндра у однотрубного амортизатора больше, чем у двухтрубного, для перемещения штока амортизатора без помех. Разделительный поршень изолирует газ и жидкость друг от друга и свободно перемещается в нижней части цилиндра. Газообразный азот находится под давлением около 24 бар. Благодаря высокому давлению газа амортизатор служит дополнительной опорой, воспринимающей массу автомобиля. Жидкость находится в полости цилиндра над разделительным поршнем. Во время работы амортизатора разделительный поршень перемещается вверх или вниз в зависимости от направления движения штока, компенсируя изменения объема жидкости в цилиндре.
Однотрубный амортизатор
Однотрубный амортизатор заполнен газом под высоким давлением и имеет только один цилиндр. В цилиндре расположены два поршня: разделительный и рабочий. Рабочий поршень и шток имеют сходную с двухтрубным амортизатором конструкцию. Основное отличие от двухтрубных амортизаторов состоит в том, что однотрубный амортизатор можно устанавливать в любом положении, в том числе штоком вниз. Кроме того, эти амортизаторы совместно с пружинами воспринимают массу автомобиля. Другим отличием однотрубных амортизаторов является то, что в них нет клапана сжатия, и при ходах сжатия и отбоя движется разделительный поршень. Длина цилиндра у однотрубного амортизатора больше, чем у двухтрубного, для перемещения штока амортизатора без помех. Разделительный поршень изолирует газ и жидкость друг от друга и свободно перемещается в нижней части цилиндра. Газообразный азот находится под давлением около 24 бар. Благодаря высокому давлению газа амортизатор служит дополнительной опорой, воспринимающей массу автомобиля. Жидкость находится в полости цилиндра над разделительным поршнем. Во время работы амортизатора разделительный поршень перемещается вверх или вниз в зависимости от направления движения штока, компенсируя изменения объема жидкости в цилиндре.
Независимая передняя подвеска
- Независимая передняя подвеска
- Screenshot_10.jpg (124.37 КБ) 373 просмотра
Подвеска на стойках Мак-Ферсона Конструктивно стойка состоит из пружины и амортизатора, которые могут поворачиваться на шаровой опоре нижнего рычага подвески. В верхней опоре некоторых стоек более сложной конструкции установлен игольчатый подшипник. Стойка является несущим элементом подвески, поэтому пружина и амортизатор воспринимают массу автомобиля. На данном рисунке не видно амортизатора, так как он скрыт черным защитным чехлом за пружиной. Рулевой механизм присоединяется либо к нижней части корпуса амортизатора, либо к поворотному кулаку спереди или сзади (как в данном случае) через поворотный рычаг. При вращении рулевого колеса управляемые колеса поворачиваются вместе со стойкой и корпусом амортизатора (и, соответственно, с пружиной). Пружина упирается верхним концом в специальную чашку, благодаря которой вся стойка может поворачиваться.
Подвески на сдвоенных поперечных рычагах (с цилиндрическими пружинами первого типа)Подвеска этого типа выполнена на верхнем и нижнем треугольном поперечных рычагах, к которым крепится поворотный кулак. В подобной конструкции нижний рычаг воспринимает основную часть нагрузки. Если посмотреть на эту конструкцию сверху, то можно заметить, что рычаги, образуя параллелограмм, позволяют перемещаться поворотным кулакам только в вертикальном направлении. Но при вертикальных перемещениях кузова рычаги описывают дугу вокруг точек их крепления, поэтому возникает незначительное поперечное смещение колеса, приводящее к изменению колеи. Это смещение колеса тем меньше, чем больше длина нижнего рычага подвески. Вследствие применения в подвеске шарнирных соединений в ней происходят два других смещения колес относительно кузова. Во-первых, это угол схождения колес (угол поворота). Во-вторых, угол развала колес. Углы схождения и развала колес влияют на износ шин.
Подвески на сдвоенных поперечных рычагах (с цилиндрическими пружинами первого типа)Подвеска этого типа выполнена на верхнем и нижнем треугольном поперечных рычагах, к которым крепится поворотный кулак. В подобной конструкции нижний рычаг воспринимает основную часть нагрузки. Если посмотреть на эту конструкцию сверху, то можно заметить, что рычаги, образуя параллелограмм, позволяют перемещаться поворотным кулакам только в вертикальном направлении. Но при вертикальных перемещениях кузова рычаги описывают дугу вокруг точек их крепления, поэтому возникает незначительное поперечное смещение колеса, приводящее к изменению колеи. Это смещение колеса тем меньше, чем больше длина нижнего рычага подвески. Вследствие применения в подвеске шарнирных соединений в ней происходят два других смещения колес относительно кузова. Во-первых, это угол схождения колес (угол поворота). Во-вторых, угол развала колес. Углы схождения и развала колес влияют на износ шин.
- Подвески на сдвоенных поперечных рычагах (с цилиндрическими пружинами второго типа)
- Screenshot_13.jpg (41.65 КБ) 373 просмотра
Подвески на сдвоенных поперечных рычагах (с цилиндрическими пружинами второго типа) Подвеска этого типа также выполнена из двух треугольных рычагов, но иногда нижний треугольный рычаг заменяют одноплечим (как показано на рисунке). Единственное отличие этой подвески от предыдущей заключается в том, что узел, состоящий из пружины и амортизатора, расположен над верхним рычагом, а не между рычагами. В результате основная часть нагрузки воспринимается верхним рычагом и опорными чашками пружины. Нижний рычаг выполняет функцию направляющего элемента.
Многорычажная подвеска Принцип работы многорычажной подвески такой же, как и подвески на двойных рычагах, но при этом каждое плечо в поперечных рычагах имеет шарнирное соединение. Они крепятся к поворотному кулаку сверху и снизу, образуя профиль треугольных поперечных рычагов. При повороте кулака и управляемых колес изменяется геометрия подвески за счет поворота каждого из четырех рычагов. Поэтому многорычажные подвески имеют сложную систему шарнирных соединений. Они могут отличаться друг от друга по количеству рычагов, местам их крепления и расположению. Также разным может быть количество и конструкция самих шарнирных соединений. Следует обратить внимание на то, что в такой подвеске пружина (отмечена красным цветом) и амортизатор (отмечен желтым цветом) — это отдельные узлы.
Подвеска на продольных рычагах
Эта подвеска выполнена на продольных рычагах, передние концы которых крепятся к кузову, а задние могут качаться в вертикальном направлении. В подвеске с двойными продольными рычагами они работают аналогично двойным поперечным рычагам в подвеске, рассмотренной ранее. Отличие состоит лишь в том, что продольные рычаги перемещаются параллельно оси автомобиля.
Многорычажная подвеска Принцип работы многорычажной подвески такой же, как и подвески на двойных рычагах, но при этом каждое плечо в поперечных рычагах имеет шарнирное соединение. Они крепятся к поворотному кулаку сверху и снизу, образуя профиль треугольных поперечных рычагов. При повороте кулака и управляемых колес изменяется геометрия подвески за счет поворота каждого из четырех рычагов. Поэтому многорычажные подвески имеют сложную систему шарнирных соединений. Они могут отличаться друг от друга по количеству рычагов, местам их крепления и расположению. Также разным может быть количество и конструкция самих шарнирных соединений. Следует обратить внимание на то, что в такой подвеске пружина (отмечена красным цветом) и амортизатор (отмечен желтым цветом) — это отдельные узлы.
Подвеска на продольных рычагах
Эта подвеска выполнена на продольных рычагах, передние концы которых крепятся к кузову, а задние могут качаться в вертикальном направлении. В подвеске с двойными продольными рычагами они работают аналогично двойным поперечным рычагам в подвеске, рассмотренной ранее. Отличие состоит лишь в том, что продольные рычаги перемещаются параллельно оси автомобиля.
Зависимая задняя подвеска
- Зависимая задняя подвеска
- Screenshot_14.jpg (124.81 КБ) 370 просмотров
Неразрезной мост, цилиндрические пружины. Принцип работы этой подвески аналогичен, но вместо рессор применяются цилиндрические пружины и амортизаторы, которые могут быть выполнены в сборе или устанавливаются отдельно (как показано на рисунке). Вместо рессор применяются два продольных рычага, которые воспринимают поперечную и продольную нагрузки. Передними концами рычаги крепятся к раме (кузову), а задними — к балке моста. Применяются более компактные варианты подвески этого типа по сравнению с вариантом с амортизатором в сборе с пружиной. При этом устанавливаются более короткие пружины меньшего размера. Это позволяет сэкономить место, необходимое для установки подвески под автомобилем.
Поперечная балка - Эта подвеска применяется на переднеприводных автомобилях. Балка проходит под автомобилем. Колеса крепятся к цапфам балки. Амортизаторы в сборе с пружинами или стойки нижней частью крепятся болтами к кронштейнам балки, а верхней частью крепятся к опоре на кузове. К балке приварены два продольных рычага в отличие от продольных рычагов с шарнирным креплением для подвески с неразрезным мостом и цилиндрическими пружинами. Возможны разные варианты установки пружин и амортизаторов: отдельно или в виде сборки амортизатора с пружиной (как показано на рисунке).
Отличительной особенностью подвески этого типа является применение поперечной реактивной штанги, или тяги Панара. Она представляет собой стержень, который одним концом крепится к кронштейну балки, а другим — к противоположному продольному рычагу (как показано на рисунке) или реже — к верхней части опоры диагонально расположенной пружины. Тяга Панара позволяет исключить поперечное смещение балки, которое может привести к потере устойчивости автомобиля. Одним из вариантов данной конструкции служит торсионная балка, но без тяги Панара. Во время движения балка может немного скручиваться. Такая конструкция представляет собой полузависимый вариант подвески. При наезде одним из задних колес автомобиля на неровность балка, скручиваясь, создает дополнительное упругое сопротивление. Еще одной разновидностью данной конструкции является система, в которой вместо пружин применяются поперечные торсионы, которые присоединяются к продольным рычагам вблизи колес.
Неразрезной мост, связанный с кузовом четырьмя штангами. Неразрезной мост, связанный с кузовом четырьмя штангами, может применяться как в передней, так и в задней подвесках автомобиля в двух вариантах исполнения.
Подвеска может быть выполнена по треугольной схеме, как показано на рисунке справа, либо по параллельной схеме, как на рисунке слева. В последней конструкции подвеска работает по принципу «динамического параллелограмма». Длина четырех штанг подобрана таким образом, что картер главной передачи всегда находится в плоскости, перпендикулярной поверхности дороги, а угол заднего карданного шарнира не изменяется. Это в сочетании с тягой Панара, уменьшающей боковые крены кузова, одновременно обеспечивает оптимальные условия работы заднего редуктора и его правильное расположение.
Подвеска, выполненная по треугольной схеме, работает по тому же принципу, но две верхних штанги находятся под углом и крепятся к балке заднего моста ближе к картеру главной передачи. Поэтому необходимость в тяге Панара отпадает, а конструкция подвески становится более компактной.
Вариантов исполнения подвески с неразрезным мостом, связанной с кузовом четырьмя штангами, много. Если все четыре штанги крепятся к балке моста ближе к колесам, а к кузову или раме — ближе к продольной оси автомобиля, то такая система называется «системой Сатчела». Она имеет ряд преимуществ по сравнению с подвесками, рассмотренными ранее. Так, под балкой моста можно закрепить две штанги под углом, а две других — над балкой параллельно. Центр крена располагается ниже. Добиться этого без нижних угловых штанг сложно.
Независимая задняя подвеска
- Независимая задняя подвеска
- Screenshot_15.jpg (103.97 КБ) 369 просмотров
Независимой может быть не только передняя, но и задняя подвеска, конструкция которой упрощается вследствие отсутствия рулевого механизма. Более простые варианты независимых подвесок устанавливают на заднюю часть автомобиля. В результате все колеса могут перемещаться независимо друг от друга. Основная цель использования подвесок этого типа состоит в увеличении внутреннего пространства в автомобиле. В большинстве случаев в подвесках применяются телескопические стойки спереди и сзади. Если размещение стоек передней подвески не создает затруднений, то на задней оси их установка приводит к уменьшению полезного объема багажника. В независимых задних подвесках пружины и амортизаторы устанавливаются отдельно. Поэтому в подвесках с продольными рычагами нет поворотных рычагов под колесными арками. Пружины короткие и размещены внутри подвески в нижней ее части. При одной компоновочной схеме амортизаторы располагаются вертикально, но благодаря тому, что они не размещаются в пружинах, для их установки не требуется много места. В другой компоновочной схеме компактные амортизаторы находятся внутри пружин под кузовом автомобиля.
Стабилизаторы поперечной устойчивости, растяжка стойки, резинометаллические втулки
- Стабилизаторы поперечной устойчивости, растяжка стойки, резинометаллические втулки
- Screenshot_16.jpg (121.83 КБ) 368 просмотров
Втулки в подвесках: в настоящее время применяются различные типы креплений амортизаторов. Большинство из них представляют собой резинометаллические втулки, которыми амортизаторы крепятся к кузову или элементам подвески. Такое соединение снижает шум от дороги и вибрации в подвеске. Благодаря своей эластичности резинометаллические втулки немного деформируются при ходах подвески. Верхним резинометаллическим шарниром амортизатор крепится к кузову автомобиля.
Стабилизатор поперечной устойчивости (другие названия: стабилизатор поперечного крена, стабилизатор колебаний, стабилизатор поперечных колебаний). Стабилизатор является элементом подвески автомобилей и представляет собой стержень, изготовленный из пружинной стали. Он соединяет левое и правое колесо одной оси автомобиля посредством коротких тяг. Стабилизатор поперечной устойчивости оказывает сопротивление крену кузова при прохождении поворотов независимо от степени упругости подвески в вертикальном направлении. При возрастании жесткости подвески, препятствующей поперечным колебаниям кузова, увеличивается нагрузка на колеса, которые являются внешними по отношению к центру поворота. В результате растет сцепление внешних колес с дорогой, пока оно не достигнет своего предельного значения. Это приводит к увеличению углов увода. Вследствие неравномерного перераспределения массы между передней и задней частями автомобиля углы увода колес, на которые приходится большая масса, растут, поэтому возникает недостаточная или избыточная поворачиваемость автомобиля. Применение стабилизаторов поперечной устойчивости позволяет компенсировать неравномерное перераспределение нагрузки между передними и задними колесами и улучшить управляемость.
Растяжка стоек. Растяжка может использоваться в сочетании со стойками «Мак-Ферсон» на автомобилях с несущим кузовом и обеспечивает очень жесткую связь между ними. Фактически такое соединение телескопических стоек ограничивает их взаимное перемещение. При прохождении поворота благодаря сжатию или растяжению соединяющей тяги каждая стойка нагружается одинаково. В результате повышается жесткость подвески, снижаются недостаточная (избыточная) поворачиваемость автомобиля, износ шин и знакопеременные нагрузки на телескопические стойки.
Стабилизатор поперечной устойчивости (другие названия: стабилизатор поперечного крена, стабилизатор колебаний, стабилизатор поперечных колебаний). Стабилизатор является элементом подвески автомобилей и представляет собой стержень, изготовленный из пружинной стали. Он соединяет левое и правое колесо одной оси автомобиля посредством коротких тяг. Стабилизатор поперечной устойчивости оказывает сопротивление крену кузова при прохождении поворотов независимо от степени упругости подвески в вертикальном направлении. При возрастании жесткости подвески, препятствующей поперечным колебаниям кузова, увеличивается нагрузка на колеса, которые являются внешними по отношению к центру поворота. В результате растет сцепление внешних колес с дорогой, пока оно не достигнет своего предельного значения. Это приводит к увеличению углов увода. Вследствие неравномерного перераспределения массы между передней и задней частями автомобиля углы увода колес, на которые приходится большая масса, растут, поэтому возникает недостаточная или избыточная поворачиваемость автомобиля. Применение стабилизаторов поперечной устойчивости позволяет компенсировать неравномерное перераспределение нагрузки между передними и задними колесами и улучшить управляемость.
Растяжка стоек. Растяжка может использоваться в сочетании со стойками «Мак-Ферсон» на автомобилях с несущим кузовом и обеспечивает очень жесткую связь между ними. Фактически такое соединение телескопических стоек ограничивает их взаимное перемещение. При прохождении поворота благодаря сжатию или растяжению соединяющей тяги каждая стойка нагружается одинаково. В результате повышается жесткость подвески, снижаются недостаточная (избыточная) поворачиваемость автомобиля, износ шин и знакопеременные нагрузки на телескопические стойки.
Обслуживание и диагностика неисправностей
- Обслуживание и диагностика неисправностей
- Screenshot_17.jpg (208.22 КБ) 367 просмотров
Цилиндрические пружины не требуют обслуживания в процессе эксплуатации и редко выходят из строя. Наиболее распространенной неисправностью является просадка пружины. Осевшие пружины приводят к опусканию кузова и изменению углов установки колес. Это, в свою очередь, вызывает износ шин, ухудшение управляемости и повышенный износ других элементов подвески. При обслуживании подвески необходимо обязательно измерить расстояние между контрольными точками нижней части кузова и уровнем пола. Если полученные значения не соответствуют предписанным заводом-изготовителем, пружины подлежат замене. Амортизаторы можно проверить на специальном стенде, непосредственно на автомобиле путем регистрации его осевых колебаний или предварительно сняв их с автомобиля. При визуальной проверке можно выявить такие неисправности, как повреждение уплотнителей (которое может привести к блокировке штока), появление потертостей на штоке и отрыв проушин. Все болты крепления амортизаторов необходимо закручивать требуемым моментом, указанным в заводской инструкции.
Регулировка углов установки колес
- Регулировка углов установки колес
- Screenshot_18.jpg (159.38 КБ) 366 просмотров
Обычно водители считают, что автомобиль едет по прямой, не отклоняясь в сторону, если рулевое колесо находится в положении «прямо» и не вращается. В повороте автомобиль должен ехать только в сторону поворота рулевого колеса. Руль должен сам возвращаться в положение для движения по прямой после прохождения поворота. Нарушение углов установки колес может привести к следующим серьезным последствиям: рулевое колесо в неправильном положении при прямолинейном движении по ровной дороге, необычные шумы в подвеске, автомобиль рыскает, автомобиль тянет или уводит в сторону при торможении на прямой, ощущаются вибрации на рулевом колесе или в сиденье, неинформативное рулевое управление или потеря чувства остроты управления, преждевременный износ шин, писк шин в повороте или рулевое колесо вяло возвращается в исходное положение после поворота. Правильная установка углов колес очень важна, так как обеспечивает безопасное управление автомобилем, необходимую устойчивость при торможении, снижает износ шин и позволяет получить удовольствие от вождения. Сложная конструкция современных подвесок требует проведения точных измерений и регулировки всех четырех колес.
Угол смещения на этом автомобиле задние колеса не параллельны передним. Независимо от того, регулируются углы установки задних колес или нет, это расхождение в геометрии может привести к повышенному износу шин и появлению дополнительных нагрузок в подвеске. В подобной ситуации чтобы ехать прямо, необходимо слегка повернуть передние колеса вправо. В результате автомобиль будет перемещаться «крабом» и, возможно, «пятиться» в сторону. Несомненно, если углы смещения большие, это легко заметить. Но даже незначительного нарушения регулировки достаточно для появления подобных проблем.
Поэтому очень важно, чтобы траектории движения передних и задних колес совпадали.
Перекос оси
В этом случае одно колесо расположено несоосное с другим. Если стенд для измерения углов установки колес измеряет схождение только с помощью датчиков на передних колесах, перекос оси можно определить по неправильной установке рулевого колеса. На стендах для регулировки углов установки четырех колес можно определить относительное положение задних колес при регулировке схождения, что позволит выявить и устранить перекос оси. Некоторые стенды позволяют измерять перекос оси и выдают показания в дюймах или миллиметрах. Если полученное значение выходит за пределы допуска, значит какой-то элемент деформирован.
Исходное положение рулевого колеса Исходное, или нейтральное, положение рулевого колеса должно соответствовать прямолинейному движению автомобиля по ровной дороге. Смещение центра колеса после регулировки углов установки колес — очень распространенная жалоба клиентов. Принимая во внимание, что рулевое колесо при движении по прямой останется в определенном положении, даже если его отпустить (другим словами, автомобиль не уводит), исходное положение рулевого колеса можно определить путем измерения схождения передних и задних колес.
Поэтому очень важно, чтобы траектории движения передних и задних колес совпадали.
Перекос оси
В этом случае одно колесо расположено несоосное с другим. Если стенд для измерения углов установки колес измеряет схождение только с помощью датчиков на передних колесах, перекос оси можно определить по неправильной установке рулевого колеса. На стендах для регулировки углов установки четырех колес можно определить относительное положение задних колес при регулировке схождения, что позволит выявить и устранить перекос оси. Некоторые стенды позволяют измерять перекос оси и выдают показания в дюймах или миллиметрах. Если полученное значение выходит за пределы допуска, значит какой-то элемент деформирован.
Исходное положение рулевого колеса Исходное, или нейтральное, положение рулевого колеса должно соответствовать прямолинейному движению автомобиля по ровной дороге. Смещение центра колеса после регулировки углов установки колес — очень распространенная жалоба клиентов. Принимая во внимание, что рулевое колесо при движении по прямой останется в определенном положении, даже если его отпустить (другим словами, автомобиль не уводит), исходное положение рулевого колеса можно определить путем измерения схождения передних и задних колес.