Используются подвески – Типы подвесок и что о них нужно знать

Виды подвесок

На проходимость, плавность хода, управляемость влияет ряд характеристик. Один из основных факторов влияния – подвеска.

Автомобильная промышленность выпускает три разных вида подвесок:

1. зависимая;
2. независимая;
3. полузависимая.

Внутри каждого вида существуют подтипы – это многорычажная, двухрычажная, рессорная, пружинная и другие. Также есть адаптивная подвеска, созданная на основе гидропневматики.

Виды подвесок. Преимущества и недостатки

Зависимая подвеска

Этот тип отличает от прочих наличие жесткой балки, которая осуществляет связь между колесами. Функциональный принцип предусматривает влияние работы одного колеса на другое. Простая конструкция, неприхотливость в обслуживании, и как следствие, бюджетная стоимость. Чаще используется на легковых автомобилях эконом класса, грузовиках и внедорожниках.

В процессе работы такой подвески, если одно колесо попадает на неровность (поднимается или опускается), то второе колесо, как на рычаге, принимает противоположную позицию. В стандартном виде балка соединена с кузовом рессорами. Этот тип соединения считается наиболее надежным. При езде по ухабистому покрытию кренится весь кузов автомобиля. В салоне ощущаются все неровности дорожного полотна, на которые попадают колеса авто.

Маневренность, управляемость, плавность хода имеют средние показатели при зависимом типе подвески.

Подтипы подвески

Жесткий мост подвешен на продольных рессорах. Балка (мост) связана с рессорами прочными креплениями-хомутами. Рессора является «смягчающим» элементом, который первым принимает удары и сглаживает их силу. Это самый первый тип устройств, которые использовались еще в египетских колесницах, но не потерявший свою актуальность и в современном автомобилестроении.

Этот подтип подразумевает использование поперечной (реактивной) штанги и диагональных или продольных рычагов. Кузов автомобиля соединяется каждым из рычагов с балкой. Рычаги выполняют функцию мягкой фиксации оси. Смягчение ударов в таком подтипе подвески выполняют амортизаторы и пружины.

Для прицепов и отечественных грузовых автомобилей часто применяется зависимая рессорно-балансирная подвеска. Нейтрализаторами ударов выступают не только рессоры, но и балансиры, перераспределяя нагрузку по осям.

Составные части подвески:

• Основа (мост). Жесткая балка, которая соединяет колеса.
• Рессора. Устанавливается количество n рессорных листов на каждую сторону (продольные элементы) или поперечных, расположенных вдоль балки. Рессоры принимают участие в демпфировании. Количество листов зависит от марки/модели автомобиля и его назначения.
• Кронштейн. Крепление рессор к кузову. Кронштейны устанавливаются фиксировано или не фиксировано. Нефиксированные кронштейны называют серьгой.
• Хомуты.
• Амортизаторы.
• Стремянка.
• Рессорные опоры.
• Ступицы.
• Пружины.
• Рычаги.
• Тяга Панара.
• Стабилизаторы.
• Придаточный вал (Де Дион подвеска).
• Дифференциал.
• Муфта.
• Тормозной диск.
• Балансиры.

В зависимости от вида и подтипа, составные элементы имеют отличия и не каждый элемент присутствует в определенном подтипе подвески. Реже используются пневмоэлементы.

Независимая подвеска

Этот вид подвески используется наиболее часто. В отличие от зависимой, здесь колеса не имеют жесткой связи, и не влияют в полной мере друг на друга. Внутри независимой системы есть много подтипов, чаще применяют такие как:

• Двухрычажные. Два рычага, верхний и нижний, выполняют функцию крепежа. Один конец рычага установлен на ступице, а второй крепится на кузове. Более полувека этот тип применяется в различного типа автомобилях, чаще для легковых. В «Формуле-1» использовалась именно двухрычажная система. Большинство представителей семейства Жигулей оборудованы такой подвеской.

Конструктивно, нижний рычаг от ступицы направляется к балке или подрамнику, а верхний, вторым концом крепится к кузову. За основу шарнирных креплений выступают сайлентблоки. Нейтрализатором ударов в таком типе могут применятся пружины, пневмабаллоны, рессоры полуэллиптические, торсионы.

• Пневматические. По сути, это оборудование амортизирующей части подвески на пневматике. Следовательно, тип подвески может быть различным (одно, двух и четырехконтурные, зависимым, независимым, полузависимым и т.д.).

Пневмооборудование позволяет изменять клиренс, настраивать жесткость подвески. Автоматический режим предусматривает адаптацию подвески к характеру дорожного покрытия и интенсивности движения.

• Дюбонне. В довоенное время эта система была популярна за счет улучшеных ходовых качеств при недорогой стоимости. Технически, устройство представляло рычаг, упирающийся в пружину, которая заключалась вместе с амортизатором в общий корпус. Рычаг представлял вид колена. В корпусе находилась амортизаторная жидкость. Распространение этот способ не нашел, так как из кожуха с амортизатором и пружиной, в месте выхода рычага постоянно сочилась жидкость. Но есть интересный факт, такую систему применяли в подвеске Leopard 1 и течь амортизатора на подвеске танка была устранена, что не отразилось на автомобильных пневмоэлементах.
• Гидравлические. Принцип работы таких систем схож с пневматикой. Различие в упругом элементе и специальной жидкости. Гидравлические системы рассчитаны на более длительный срок службы.
• Макферсон. Создана в 1960 году инженером МакФерсоном. Состоит из рычага, пружинного блока с амортизатором «качающаяся свеча», выполняющего роль шкворня и стабилизатора устойчивости. Менее эффективная система против двухрычажной поперечной или продольной, но нашедшая широкое применение за счет малой себестоимости и технологичности.

Преимущества и недостатки независимых подвесок

Независимые подвески популярны на легковых автомобилях за счет высокой эффективности и повышения ходовых качеств. Находясь в салоне при движении на автомобиле с независимой подвеской менее ощутимы неровности дороги. Значительно смягчаются даже грубые удары при попадании одного колеса в выбоину. Такая подвеска повышает безопасность минимизируя крен автомобиля при значительном изменении положения одной оси. Повышена управляемость в сравнении с авто, имеющими зависимую подвеску. Осуществляется более совершенное сцепление с дорожным полотном, что имеет значение, особенно на высокой скорости.

Из недостатков, такие системы имеют больше элементов, дороже в эксплуатации и ремонте. В некоторых случаях, независимость осей может влиять на просвет в худшую сторону. При значительном изменении положения одного колеса есть вероятность повредить днище.

Полузависимая подвеска

Такой тип подвески используется для заднего моста, при условии, что автомобиль переднеприводный. Два продольных рычага подвески соединены поперечной балкой, в результате внешне получается П-образная форма. Один конец рычага закреплен на ступице, а второй на кузове или раме авто.

В отечественном автопроме такую схему можно увидеть на ВАЗах от 2108 до 2115 моделей.

К положительным моментам полунезависимых подвесок относятся:

• высокая ремонтопригодность;
• простота обслуживания и ремонта;
• при изменении геометрии поперечного сечения балки, можно регулировать характеристики подвески;
• высокая жесткость в поперечном сечении;
• компактность и легкость, что снижает неподрессоренные массы;
• оптимальные кинематические характеристики.

Полунезависимая подвеска, в основном, собирается на производстве на отдельном конвейере. Полностью собранная подвеска готова к установке в один прием.

К недостаткам относят:

• применение только на заднем мосту авто с передним приводом;
• система предусматривает определенную форму днища.

В целом, полунезависимая подвеска находит положительный отклик и аргументы в поддержку эффективности по многим ходовым показателям.

Заключение

Многие типы подвесок можно самостоятельно заменить. Если нет цели экспериментировать, то автомобильный рынок, как российский, так и зарубежный предлагает большое количество вариантов с различными типами подвесок. При выборе следует руководствоваться такими факторами, как, условия эксплуатации, интенсивность, требования к техническим данным и комфорту, возможность обслуживания и просто собственные предпочтения.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

vazweb.ru

Независимая подвеска. Виды независимой подвески автомобиля.

В первой части материала мы рассказали о существующих видах подвесок, и подробно остановились на видах зависимой подвески. Сегодня же мы поведаем о видах независимой подвески.

Итак, видов независимых подвесок – девять, причем, у двух из них есть по несколько разновидностей.

Первый вид подвески такого типа – с качающимися полуосями. Уже из самого названия понятно, что основными элементами конструкции такой подвески выступают полуоси. На их внутренних концах имеются шарниры, при помощи которых полуоси прикреплены к главной передаче с дифференциалом. Внешние концы полуосей прочно сочленены с колесами. Упругими элементами в таких подвесках служат рессоры или пружины. Особенность этой конструкции независимой подвески в том, что при наезде на препятствие колесо всегда сохраняет свое перпендикулярное размещение относительно полуоси, а силы реакции дороги гасят сами полуоси и их шарниры.

Двухшарнирная подвеска с качающимися полуосями.

В некоторых подвидах такой независимой подвески используются поперечные или продольные рычаги, которые играют роль «гасителей» сил реакции дороги. Как правило, конструкцию такой подвески применяли на заднем мосту для заднеприводных автомобилей. Такие подвески устанавливались на автомобили марок Ford, Mercedes-Benz и Chevrolet середины ХХ века. В СССР подобная подвеска устанавливалась на автомобили ЗАЗ. К достоинствам подвески с качающимися полуосями относят простоту конструкции, дешевизну обслуживания и ремонта. К недостаткам – большие колебания колеи и развала при наезде на препятствия. Эти недостатки особенно проявлялись при езде со скоростью свыше 60 км/час, что негативно влияло на управляемость автомобилем.

Второй вид независимой подвески – на продольных рычагах. Эта подвеска имеет два подвида: пружинный (упругие элементы – пружины) и торсионный (упругие элементы – торсионы). Особенность конструкции подвески заключается в расположении колес на продольных рычагах, которые подвижно прикреплены к кузову или раме автомобиля. Такой вид подвески устанавливался на задние мосты автомобилей марок Citroen, Austin, на мотороллеры и небольшие прицепы.

Независимая подвеска на продольных рычагах

Плюсами такого типа подвески являются простота ее конструкции, которая, в свою очередь (особенно в торсионном подвиде), позволяла сделать пол автомобиля плоским, и дешевизна изготовления, ремонта и обслуживания. Минусов у нее больше: значительные изменения параметров колесной базы при движении, большие крены в поворотах (из-за низкого центра крена).

Третий вид независимой подвески – на косых рычагах. По своей конструкции она напоминает подвеску на продольных рычагах, с тем отличием, что в ней оси качания рычагов находятся под косым углом. Она, в свою очередь, делится на два подвида: с одношарнирными полуосями с диагональными рычагами (расположены под углом 45 градусов) и двухшарнирными полуосями с косыми рычагами (шарниры расположены с обоих концов полуосей). Этот вид подвески в основном устанавливался на заднюю ось (на авто такие марок как Ford, Mercedes-Benz, Opel, Porsche, Fiat и ЗАЗ), с подвеской на косых рычагах на передней оси изготавливался Trabant. Преимуществами такой подвески, по сравнению с подвеской на продольных рычагах, являлось уменьшение колебаний параметров колесной базы, кренов автомобиля в повороте. К недостаткам этого вида подвески относится сильное изменение схождения и развала колес, высокий центр крена (для подвида с одношарнирными полуосями).

Четвертый вид независимой подвески – на продольных и поперечных рычагах. В конструкции этой подвески используется направляющая стойка, в которой, чтобы разгрузить брызговик крыла, применяется продольный рычаг, принимающий на себя верхние опорные усилия. Этот вид подвески громоздок, сложен в конструкционном плане, а потому непопулярен. Такую подвеску имели автомобили марки Rover, Glas. Как таковых преимуществ у подвески на продольных и поперечных рычагах мало: это большое расстояние по высоте межу опорными узлами (уменьшает влияние сил на крепления подвески к кузову) и вариативность конструктивных ходов подвески. К недостаткам относят сложность конструкции (большое количество деталей – шарниров, рычагов), большие габариты, плохие параметры кинематики (значительное изменение угла развала при больших ходах подвески).

Пятый вид независимой подвески – на двойных продольных рычагах. Особенность ее конструкции в том, что с каждой стороны у оси есть два продольных рычага, которые объединяются расположенными поперечно торсионами, играющими роль упругих элементов подвески. Как правило, такая подвеска устанавливалась на переднюю ось заднемоторных автомобилей марки Volkswagen и Porsche начала — середины ХХ века. Плюсы такой подвески: компактность, возможность вынесения вперед передней части кузова автомобиля (что положительно сказывалось на комфорте водителя и переднего пассажира). Минусы: изменение параметров колесной базы при наезде на препятствия, большая масса рычагов (увеличивает вес авто).

Шестой вид подвески – на двойных поперечных рычагах. Она, в зависимости от используемых упругих элементов, делится на пять подвидов: пружинный, торсионный, рессорный, гидропневматический и пневматический. Общность этой конструкции для всех подвидов заключается в наличии поперечных рычагов, которые своими внутренними концами подвижно сочленены с кузовом или рамой машины, а внутренними – с поворотной (для передней подвески, с шаровыми шарнирами с двумя степенями свободы) и неповоротной (для задней подвески, с цилиндрическими шарнирами с одной степенью свободы) стойкой. Верхний рычаг в такой подвеске короче, чем нижний, располагаться они могут как параллельно друг другу, так и под некоторым углом.

Пружинная подвеска на двойных поперечных рычагах в своей конструкции имеет витые пружины, играющие роль упругого элемента.

Схема подвески на двойных поперечных рычагах

Они располагаются между поперечными рычагами, либо над верхним рычагом с упором на брызговик крыла. Такую конструкцию подвески имеют автомобили марки Jaguar.

Торсионная подвеска на двойных поперечных рычагах в качестве упругого элемента имеет продольные торсионы, крепящиеся к нижним рычагам. В этом подвиде подвески они могут крепиться как продольно, так и поперечно. С такой подвеской производились автомобили марок Packard, Chrysler, Fiat, Simka и ЗИЛ.

Рессорная подвеска в качестве упругого элемента использует рессоры, которые располагаются поперечно двойным рычагам.

Рессорная подвеска

На автомобили устанавливались подвески с одной, двумя, четырьмя рессорами, которые крепились в одной либо двух точках. Также в первой половине ХХ века производились автомобили, которые имели четыре полурессоры (по две с каждой стороны борта), располагавшиеся поперечно. Рессорную конструкцию подвески имели автомобили Tatra, Fiat, Ford, Autobianci, Chevrolet, Lancia, Packard.

В гидропневматическом и пневматическом подвиде независимой подвески на двойных поперечных рычагах роль упругих элементов играют пневматические баллоны или гидропневматические элементы, объединенные в одно целое с системой гидроусилителя руля и гидравлической системой тормозов. Пневматическую подвеску на двойных поперечных рычагах имели автомобили марок Mercedes-Benz, Austin, а гидропневматические подвески были распространены у моделей компании Citroen.

Подвеска на двойных рычагах

Преимущества независимой подвески на двойных поперечных рычагах выражаются в конструкционном и функциональном аспектах. Конструкция такой подвески уникальна тем, что все ее элементы могут крепиться к специальной поперечине, которая жестко вмонтирована в кузов или раму. Таким образом, при ремонте эту подвеску можно снять полностью как отдельный агрегат для ремонта или замены. Функциональное преимущество заключается в том, что выбирая определенную геометрию размещения рычагов, можно жестко задать любые необходимые установочные параметры подвески. Это способствует высокой степени управляемости автомобилем, из-за чего подвески с двойными поперечными рычагами зачастую используют в спортивных автомобилях.

Седьмой вид независимой подвески – «свечная». Она стала конструкционным предтечей подвески МакФерсона. В конструкции этого вида подвески применяется жесткая рама, на которую насажен поворотный кулак. Сверху он подпирается пружиной или рессорой. При наезде на препятствие поворотный кулак скользит по раме вверх и вниз, обеспечивая подрессоривание. Сегодня эту подвеску имеют только спортивные автомобили компании Morgan, наиболее широкой распространение такой вид имел в начале ХХ века. К плюсам этой подвески можно отнести простоту и компактность конструкции, небольшой вес, высокую надежность. К минусам – большие продольные колебания.

Восьмой вид независимой подвески – подвеска МакФерсона. В ее конструкции используются амортизационные стойки, а упругим элементом выступает витая пружина.

Подвеска МакФерсон (McPherson)

Устанавливается преимущественно на переднюю ось. Более подробно конструкцию, плюсы и минусы этой подвески мы рассмотрим в отдельном материале. Устанавливается подвеска МакФерсон на большинстве современных легковых автомобилей.

Девятый вид независимой (полузависимой) подвески – торсионно-рычажная, сочетающая в своей конструкции два продольных рычага и торсионную скручиваемую балку. Этот вид подвески использовался на задней оси переднеприводных автомобилей. Разработали торсионно-рычажную подвеску в компании Audi, на моделях которой она устанавливалась в 1970-90-х годах.

Торсионно-рычажная (полузависимая)

Сегодня такую подвеску изредка используют на бюджетных моделях китайские компании. К преимуществам такой подвески относится их долговечность и надежность, относительная простота конструкции. К минусам – жесткость, что сказывается на комфорте пассажиров заднего ряда автомобиля, предрасположенность к кренам в повороте (из-за низкого расположения центра крена).

avtoexperts.ru

Для чего нужна подвеска автомобиля?

---

Для чего нужна подвеска автомобиля?

От работы подвески автомобиля зависит безопасность движения, и в первую очередь от работы амортизаторов. Но и другие шарниры играют не последнюю роль в обеспечении безопасности. В данной статье мы поговорим, для чего нужна подвеска автомобиля и как определить основные неисправности в ее работе.

Для чего нужна подвеска автомобиля?

Работа подвески заключается в преобразовании энергии удара при наезде на неровности дороги в перемещение упругого элемента. Упругий элемент уменьшает силу удара, передаваемую на кузов, и в результате плавность хода, а значит, и комфорт увеличиваются. Упругим элементом в современных автомобилях в большинстве случаев являются цилиндрические или конические пружины, но встречаются и рессоры.

Однако мало смягчить удар, надо еще и погасить колебания, которые создают упругие элементы, а вот этим уже занимаются амортизаторы. Не будь последних, автомобиль, наехав на неровность, еще долго бы раскачивался по вертикали, ухудшая связь (сцепление) колес с дорогой и создавая все предпосылки “улететь” с нее.

Подвеска также должна передавать толкающее усилие от колес на кузов автомобиля и противодействовать боковым усилиям, возникающим в поворотах. Этим и занимаются штанги подвески в случае с пружинными упругими элементами или сами рессоры, если они есть.

Итак, основное назначение подвески автомобиля: она увеличивает комфорт (плавность хода), устойчивость в движении (способность противодействовать заносам и опрокидыванию) и проходимость машины. Все эти требования, как правило, входят в противоречие друг с другом, поэтому конструкторы вынуждены идти на компромиссы. Например, слишком мягкая подвеска ухудшает устойчивость, а слишком жесткая — снижает комфорт и уменьшает ресурс узлов.

Как определить неисправности в подвеске авто?

В первую очередь надо научиться “слышать” работу подвески, то есть отличать ненормальные стуки (свидетельствующие о неисправности) от обычных. Нормально, когда при наезде на неровности слышны мягкие глухие звуки. Ненормально — если звуки резкие, металлические, они возникают в шаровых шарнирах, опорах или амортизаторах. При их появлении необходимо без промедления обращаться к мастерам автосервиса, которые определят изношенные узлы и заменят их. Помните, это ваша безопасность, тянуть с ремонтом подвески не стоит.

При изношенных или неисправных амортизаторах кузов машины начинает раскачиваться на неровностях. Определить износ можно нажав на любой из передних углов кузова и резко отпустив его. Кузов должен вернуться в исходное положение и сразу остановиться. Более точно определить состояние амортизаторов смогут мастера на диагностическом стенде автосервиса. Опять же с ремонтом тянуть не стоит.

Если есть возможность, время от времени не ленитесь проверять состояние резиновых чехлов, защищающих шарниры различных рычагов и тяг подвески и рулевой трапеции. Особенно если были сильные удары или наезды на “крутые” препятствия. При повреждении чехлов быстрый износ и выход из строя этих узлов неизбежен. Для проверки автомобиль ставят на яму или эстакаду или поднимают на подъемнике.

В общем, учитесь слушать и слышать свой автомобиль, ведь во многом ваша безопасность зависит от этого умения. А как мы говорили, подвеска автомобиля служит не последнюю роль в обеспечении безопасности на дорогах.

В изучении устройства автомобиля помогут статьи:

• Устройство тормозной системы автомобиля
• Рулевое управление современного автомобиля

real-avto.com

Независимая подвеска автомобиля. Принцип работы, типы и устройство

Независимая подвеска – самый популярный вид подвесок. Он отличается от других тем, что каждое колесо не влияет на другие, и между колесами нет жесткой связи. Типов независимой подвески существует много, но самой популярной остается многорычажная «МакФерсон». Она отличается от других хорошими характеристиками и сравнительно низкой стоимостью.

Типы независимых подвесок

Подвеска с качающимися полуосями

В такой подвеске применяется две полуоси вместо одной. Каждая ось закрепляется на шасси с помощью шарнира, благодаря чему обеспечивается перпендикулярное положение колеса по отношению к полуоси. Помимо этого, при поворотах боковые силы подвески могут подбрасывать машину, из-за чего страдает устойчивость автомобиля. Чаще всего этот вид подвески используется для грузовых машин.

Подвеска на продольных рычагах

Этот тип подвески заключается в том, что каждое колесо на одной оси с обеих сторон прикрепляется к рычагу, намертво закрепленного на раме. При использовании этой подвески может изменяться колесная база, но колея остается такой же, как и была. Устойчивость этого типа независимой подвески автомобиля не отличается хорошими характеристиками, из-за чего колеса могут поворачиваться вместе с кузовом. Это негативно сказывается на сцеплении шин с дорогой. При движении продольные рычаги берут на себя всю нагрузку со всех направлений. По этой причине данному типу подвески не хватает жесткости и утяжеления. Плюсом подвески на продольных рычагах является возможность сделать ровный пол в машине, благодаря чему внутри увеличивается объем салона. Такая подвеска нередко применяется в производстве легких прицепов.

Подвеска Дюбоне

Этот тип независимой подвески автомобиля применялся на машинах в первой половине ХХ века. На каждом борте автомобиля был рычаг с реактивной тягой. Рычаг оказывал действие на пружину, а реактивная тяга соединялась с кожухом, в котором находилась пружина и передавала усилия при торможении. Этот тип подвески не прижился, потому как из кожуха постоянно вытекала жидкость.

Подвеска на косых рычагах

Данный тип подвески – это всего лишь усовершенствованная подвеска на продольных рычагах. Она используется для ведущей оси. Конструкция подвески делает минимальной вероятность изменения ширины между колесами, а также оказывает влияние кренов на наклон колес. Когда во время поворота усиливается подача топлива, задняя часть машины немного приседает, из-за чего происходит развал передних колес. Когда уменьшается подача топлива, передняя часть становится ниже, а задняя часть машины поднимается.

Подвеска на двойных поперечных рычагах

С каждой стороны подвески есть два рычага, которые крепятся на раму внутри на эластичном креплении. Снаружи они соединяются со стойкой колеса. Преимущество данного типа подвески в том, что у Вас есть возможность отрегулировать все необходимые параметры и ее характер во время работы. Эта подвеска очень популярна на спорткарах, потому как на ней можно отрегулировать:

• Высота центров крена;
• Ширину колеи;
• Развал колес;
• Продольные и поперечные показатели;

Подвеска «МакФерсон»

В данном типе подвески имеется направляющая стойка и дополнительный нижний рычаг. Это позволяет качаться, когда работает верхний шарнир. Макферсон – это продолжение свечной подвески. Поворотный кулак скользит вверх и вниз по раме направляющей, которая обеспечивает поворот. Тип подвески макферсон очень популярен, потому как подвеска этого типа проста, компактна и недорогая.

Многорычажная подвеска

Многорычажная подвеска – это подвид подвески на двойных поперечных рычагах. Они применяются на машинах с задним приводом. Долгое время ее использовали спереди, но потом конструкторы смогли повысить управляемость и устойчивость машины. В новой подвеске уже не было ввинчивания.

Недостатки и преимущества независимых подвесок

В основном, этот тип подвески используется на легковых машинах. Они лучше переносят выбоины на дорожном покрытии. Когда одно колесо попадает в яму, на втором это никак не сказывается. Если машина на большой скорости попадает в большую яму, то у нее меньший риск перевернуться, если установлена независимая подвеска автомобиля. Машины с этим типом подвески более безопасны и мобильны. Также у них более высокий уровень сцепления с дорогой, что отчетливо видно на хорошей скорости.

Главный недостаток подвесок такого типа – это более высокая вероятность того, что она быстрее выйдет из строя, чем зависимая подвеска автомобиля. Этот момент хорошо заметен во время поездки по горным дорогам, когда одно колесо идет по препятствию, а второе идет по своей траектории. Из-за этого клиренс становится меньше, в результате чего может повредиться дно машины. Одно можно сказать точно: асфальтовые дороги – стихия независимых подвесок автомобилей.

mitsu-motors.ru

Упругие элементы автомобильной подвески.

Упругие элементы подвески



К наиболее распространенным упругим элементам автомобильной подвески относятся рессоры, пружины, торсионные валы и пневматические баллоны. Возможно выполнение упругих элементов и других типов – пневматических цилиндров, резиновых демпферов, гидропневматических устройств и т. п., но такие упругие элементы в конструкции современных автомобильных подвесок практически не применяются, если не считать таковыми резиновые буферы, отбойники, сайлентблоки и подушки рессор, которые тоже предназначены для снижения жесткости при взаимодействии элементов подвески с частями неподрессоренных масс и несущей системы.

***

Рессоры

Автомобильная рессора представляет собой пакет стальных листов выгнутой формы и различной длины, скрепленных между собой. Листы могут иметь прямоугольное, трапециевидное, Т-образное сечение и сечение в виде короба с полками.

Изгиб рессорных листов чаще всего выполняется плавной эллиптической конфигурации, поэтому такие рессоры называют полуэллиптическими. Встречаются рессоры и других форм, некоторые из которых предствлены на рисунке параграфа.
Кривизна разных листов рессоры не одинакова и зависит от их длины – она увеличивается с уменьшением длины листов, чем обеспечивается их плотное прилегание в собранном виде и разгрузку крайнего (самого длинного) листа 1, который называется коренным.

Листы рессор в собранном виде фиксируются с помощью стяжного болта 2 (рис. 1, а) и хомутов 3. В конструкции некоторых автомобильных рессор стяжной болт не предусматривается. Фиксация рессорных листов от взаимного относительного перемещения может осуществляться посредством специальных бобышек и углублений, выполненных в листах.

Коренной лист 1, имеющий наибольшую длину и толщину, крепится своими концами к кузову, а средней частью – к мосту. Как правило, один конец коренного листа крепится к кузову жестко, а другой свободно опирается на специальный кронштейн несущей системы (рамы или кузова) или крепится посредством серьги, что позволяет ему перемещаться при деформации рессоры.
Иногда оба конца рессоры крепятся к раме или кузову автомобиля посредством кронштейнов с массивными резиновыми подушками, что позволяет обоим концам рессоры перемещаться при ее деформации.

Поскольку конструкция рессорной подвески предотвращает продольное перемещение мостов с колесами относительно несущей системы автомобиля (рамы, кузова), такая подвеска не нуждается в направляющих элементах. Исключение составляют балансирные рессорные подвески, удерживающие на двух рессорах два моста, образующих тележку. При этом жесткая связь рессоры с мостами отсутствует и возможно их продольное перемещение относительно рамы автомобиля.
Поэтому в балансирных рессорных подвесках в качестве направляющих элементов применяют специальные штанги, шарнирно соединенные с мостами балансирной тележки и рамой автомобиля.

Поскольку между листами рессоры во время работы присутствуют силы трения, способствующие гашению колебаний, рессора выполняет часть функции гасящего элемента подвески. Трение между рессорными листами приводит к из интенсивному изнашиванию и потере упругих свойств, что может вызвать поломку отдельных листов и даже всей рессоры. Поэтому листы рессор при сборке смазывают графитной смазкой, обеспечивающей снижение сил трения и стойкой к неблагоприятным дорожным условиям (грязь, влага).
На легковых автомобилях для уменьшения трения между листами могут устанавливаться антифрикционные (чаще всего – полимерные) прокладки или шайбы, которые крепятся к листам посредством специальных технологических выступов, отверстий или ниш.

Рессорные листы изготавливают из высококачественной пружинной стали, обладающей повышенными упругими свойствами. Тем не менее, в процессе длительной эксплуатации, особенно, в тяжелых дорожных условиях, рессора теряет свои упругие свойства и эллипсоидную форму. В таких случаях рессора подвергается ремонту – разбирается на листы и каждый из них прокатывается в специальных станках для восстановления эллиптичной формы, которая обеспечивает надлежащую упругость.

Рессорные стали

Для изготовления рессор применяются специальные пружинно-рессорные стали, обладающие рядом свойств, среди которых следует отметить упругость и твердость. Марки сталей, наиболее широко применяемые для изготовления рессорных листов отечественных автомобилей, приведены ниже.

• ГАЗ-24 Волга, Москвич (412, 2140 и др.) — Сталь 50ХГА
• ГАЗ (52, 53 и др.) — Сталь 50ХГ
• МАЗ, ЗИЛ-130 и модификации — Сталь 60С2
• КамАЗ — передние — Сталь 60С2, задние — Сталь 60С2ХГ

Достоинства и недостатки рессорных подвесок

К преимуществам листовых рессор можно отнести следующие свойства:

• способность одновременно выполнять функции упругого, направляющего и гасящего элементов;
• простота изготовления и хорошая ремонтопригодность.

Недостатки рессор:

• повышенная масса;
• сравнительно небольшая долговечность;
• наличие сухого трения между листами, требующего применения смазки и, соответственно, технического обслуживания;
• сравнительно невысокий диапазон вертикальных перемещений мостов относительно несущей системы и, соответственно, ограниченное обеспечение плавности хода автомобиля.

К недостаткам рессорной подвески следует отнести, также, опасные последствия, к которым может привести поломка рессоры при движении автомобиля, поскольку она выполняет функции направляющего элемента моста.

***



Пружины

Пружины (рис. 1, б) в качестве упругого элемента применяются, как правило, на независимых подвесках. Наибольшее распространение получили цилиндрические витые пружины, изготавливаемые из стального прутка круглого сечения. Поскольку особенности конструкции пружины позволяют получать более широкий диапазон перемещений элементов подрессоренных и неподрессоренных масс автомобиля, пружинные подвески способны обеспечивать лучшую плавность хода по сравнению с рессорной подвеской.
Упругий элемент в виде пружины состоит из одной детали, поэтому отсутствует трение, присущее листам рессоры. Благодаря этому пружина не нуждается в каком-либо уходе в период эксплуатации.
Тем не менее, как и рессорные листы, пружина способна терять форму (проседать) и упругость, поэтому после определенного периода эксплуатации может быть отремонтирована восстановлением первоначальной высоты путем растяжки.
Пружинные упругие элементы менее подвержены поломкам по сравнению с рессорными листами, поэтому их можно считать более надежными.

При установке на автомобиль пружины в качестве упругого элемента, она верхним концом упирается в специальные элементы несущей системы (рамы, кузова), выполненные в виде колпака или чашки, а нижним концом – опирается на аналогичные элементы моста или нижних рычагов подвески.

Демонтаж пружины из подвески, как и ее монтаж, требуют соблюдения определенных мер предосторожности, поскольку сжатая пружина при высвобождении может травмировать работника.

Технология изготовления пружин подвески

Поскольку пружина являются ответственным элементом подвески, от работы которого зависят не только комфорт, но и безопасность движения, при изготовлении пружин используют специальные стали и технологии.
В качестве примера ниже приведена технология изготовления пружин для подвески отечественных автомобилей марки «ВАЗ».

Для изготовления пружин подвески автомобилей марки «ВАЗ» используют прокатанный пруток круглого сечения из пружинной стали марки 60С2ГФ. Сначала прутки обрабатывают на токарном станке до нужного диаметра, затем нагревают и навивают спиралью.
После этого заготовку закаливают, отпускают и подвергают дробеструйной обработке в специальной камере, очищая от окалины, упрочняя поверхность и повышая усталостную прочность.

После дробеструйной обработки пружину подвергают холодной осадке (заневоливанию) — трижды сжимают до соприкосновения витков. Заключительный этап изготовления заключается в нанесении на пружину защитного эмалевого или эпоксидного покрытия для предотвращения коррозии.
Готовую пружину обязательно подвергают контрольному испытанию статической нагрузкой. При этом нагружают пружину определенным усилием (в соответствии с моделью пружины) и измеряют ее длину после сжатия — осадка пружины от контрольной нагрузки должна находиться в пределах установленных заводским стандартом требований.

Достоинства и недостатки пружинных подвесок

Преимущества пружины:

• небольшая масса;
• сравнительно высокая долговечность;
• высокая плавность хода;
• относительная простота в изготовлении;
• отсутствие потребности в смазочных материалах и техническом обслуживании.

Недостатком пружины по сравнению с рессорой является невозможность использовать ее в качестве направляющего элемента подвески, поэтому в пружинных подвесках необходимы отдельные направляющие элементы в виде тяг, распорок и т. п., удерживающие колеса от продольных перемещений при движении. Это приводит к усложнению конструкции подвески. Кроме того, из-за отсутствия в пружине трения в составе пружинной подвески обязательно применяются специальные гасящие элементы – амортизаторы, поскольку колебания в пружине затихают значительно дольше, чем, например, в рессоре.

***

Торсионы

Торсионные подвески находят применение на многоосных автомобилях с независимой подвеской, на легковых автомобилях малого и большого класса, а также на некоторых типах автомобильных прицепов. На многих моделях спортивных и гоночных автомобилей этот тип подвески применяется из-за малых габаритов и массы.
Широко применяются торсионные подвески на военной технике и машинах высокой проходимости.

Торсион представляет собой стальной упругий стержень, работающий на скручивание, который может быть выполнен сплошным или пустотелым.
Для крепления торцов торсиона на его концах выполняются утолщения со шлицами или в форме шестигранника.
Одним концом торсион входит в ответные шлицы на несущей системе (раме или кузове) автомобиля, а другим – в шлицы рычага подвески. При перемещении колеса по неровностям дороги торсион закручивается, обеспечивая упругую связь колеса с рамой или кузовом автомобиля.

Торсионы имеют те же преимущества, что и пружины, однако они более компактны, что позволяет размещать их в различных местах автомобиля. Кроме того, они лучше защищены от механических повреждений.
Тем не менее, они менее долговечны, чем пружины и дороже в изготовлении, чем листовые рессоры.

***

Пневматические подвески

Пневматической называется подвеска, в которой роль упругого элемента выполняет сжимающийся газ, обычно воздух, но могут применяться и другие газы, например, азот. Рабочий газ заключен в резинотканевый баллон — пневмобаллон (рис. 1, г), который может иметь различную форму и конструкцию.
Кордная ткань выполняется из полиамидных волокон (нейлона или капрона) и защищена от повреждений поверхностными слоями резины.

Положительным качеством пневмобаллонной подвески является возможность изменения давления рабочего газа в баллонах, что позволяет изменять несущую способность и упругие свойства подвески в автоматическом режиме, в зависимости от степени загрузки транспортного средства. Давление в баллонах регулируется специальным регулятором положения несущей системы (кузова или рамы) в зависимости от статической нагрузки (количества пассажиров или груза).

При увеличении нагрузки, кузов проседает и воздействует на датчик или чувствительный элемент регулятора, после чего впускной клапан регулятора открывается и подает в пневмобаллоны дополнительно сжатый воздух (или газ) из пневмосистемы автомобиля (или из емкости для хранения запаса газа), повышая давление в пневмобаллонах, после чего несущая способность подвески увеличивается. При уменьшении нагрузки на кузов регулятор выпускает часть воздуха из пневмобаллонов, уменьшая жесткость подвески.

Преимущества пневматической подвески:

• возможность изменения жесткости при различных нагрузках в кузове;
• сохранение постоянства ходов подвески;
• получение переменного и поддержание постоянного дорожного просвета;
• небольшая масса;
• относительно высокий срок службы (в три-пять раз выше, чем у листовых рессор).

Тем не менее, такие подвески применяются ограниченно по причине сложности и, соответственно, стоимости изготовления.
Пневматические подвески находят применение в некоторых марках автобусов, грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности, а также прицепах и полуприцепах.
По понятным причинам, пневматическая подвеска применима на транспортных средствах, оборудованных компрессором для получения сжатого газа. Перевозка запаса сжатого газа в отдельных баллонах приводит к существенному усложнению конструкции транспортного средства.

***

Амортизаторы подвески



k-a-t.ru