Подвеска автомобиля: устройство, классификация

Конструкция  автомобильной подвески, классификация. Решения для легкового и коммерческого транспорта.

Подвеска автомобиля (ПА) служит для перемещения колёс вверх – вниз без изменения направления движения транспортного средства. 

Назначение

Назначение подвески – сделать езду безопасной, плавной, уберечь авто от крена (наклона) кузова во время разгона, прохождения поворота и при торможении.

Фактически элементы подвески решают несколько задач:

1. Увеличивают комфорт при езде. Это достигается за счёт демпфирования вибрации, толчков, ударов. Устройство «работает» с действующими силами колебания и гашения (трансформирует воздействия в допустимые колебания), обеспечивает упругую связь между кузовом и колёсами. Качественная подвеска позволяет достичь эффективного перераспределения энергии колебаний автомобиля между кузовом транспортного средства и колёсной базой. Амортизаторы поглощают эту энергию, превращая ее в тепло. Чем больше энергии поглощает амортизатор, тем быстрее будут затухать колебания кузова.
2. Оказывают помощь при маневрах, регулируют (стабилизируют) положение кузова во время езды, обеспечивают противостояние дифференту – «кивкам» при торможении. От подвески зависит устойчивость авто и его управляемость. Шины транспортного средства находятся в постоянном контакте с дорожным покрытием.
3. Минимизируют нагрузки на колеса. Благодаря этому вместе с правильно подобранными протекторами улучшают сцепление. 
4. Оптимизируют уровень точности рулевого управления во время езды. Ведь под контролем – геометрия положения и перемещения колёс.

Устройство подвески автомобиля

Конструкция включает следующие элементы:

• Упругие устройства. Принимают на себя нагрузки от дорожного полотна во время движения по кочкам, ухабам, минимизируют динамические нагрузки, вертикальные ускорения, смягчают удары, уберегают от «копирования» дорожных неровностей кузовом, отпружинивают толчки, обеспечивают транспортному средству плавную езду (оптимальный вариант – колебания 1 — 1,3 Гц). Популярные упругие элементы – витые пружины, торсионы.
• Демпфирующие элементы. Представлены всевозможными видами амортизаторов – пневматическими, газомасляными, масляными, магнитными. Поглощают тряску, не дают удару пройти к кузову авто.
• Направляющие. Обеспечивают корректное положение колесной базы при совершении маневров во время движения по прямой траектории и при поворотах. Роль направляющих выполняют рычаги, поперечные тяги.
• Стабилизатор поперечной устойчивости. Предохраняет авто от заваливания набок на поворотах.
• Крепления для амортизаторов, рычагов, стабилизатора поперечной устойчивости. Упругие вставки гасят вибрации и колебания, передаваемые в самой ПА от одного узла к другому. Если вставка сделана из полиуретана, то это хорошее условие, обеспечивающее профилактику для всей подвески от «выжимания» и нежелательной деформации.
• Шаровые опоры. Связывают рычаг ПА со ступицей (центральной вращающейся частью) колеса. Если в непорядке шаровая опора, то во время движения колеса могут начать выворачиваться наружу, а сама машина начнёт заваливаться на одно из крыльев.
• Сайлентблоки. Втулки из металла с резиновой или полиуретановой вставкой, образующие шарниры.

На упругих элементах, входящие в схему подвески автомобиля, остановимся наиболее подробно.

Витые пружины

Главная задача пружин – поддержка веса транспортного средства, гашение вибраций и ударов от дорожного полотна, сохранение надлежащего дорожного просвета.

Стандартные пружины средней жёсткости ставятся на городские легковые автомобили. 

Усиленные пружины с высокой жесткостью – элементы задней подвески автомобиля. Их активно монтируют на транспортные средства, у которых на заднюю ось приходятся заметные весовые нагрузки. Это грузовики, легковые авто с прицепом. 

На некоторые транспортные средства могут ставиться пружины с переменным сечением прута – с переменной жесткостью. Благодаря ним автомобиль легко  адаптируется  к любой дорожной ситуации.

Большинство пружин изготавливается в печах из прутков из рессорно-пружинной, торсионной стали. При деформации материал способен возвратиться в исходное положение. Пружины делают из прутков круглого сечения. Могут быть бочкообразными, коническими, цилиндрическими.  Для гоночных авто выпускают пружины из углепластика.

Торсионы

Представляют собой металлические упругие стержни круглого сечения. Имеют на концах шлицевое соединение. Отлично работают на скручивание. Обеспечивают упругую связь между колесом и кузовом при перемещении колес.

Чаще всего монтируются на независимых подвесках  у многоосных транспортных средств. Крепятся одним концом к кузову, другим – к рычагу.

Торсионы – распространённые компоненты передней ПА у рамных внедорожников и грузопассажирских фургонов RENAULT KANGOO, Iveco Daily, MERCEDES-BENZ.

Рессоры

Рессоры – упругие элементы ПА из металла. Эффективны для передачи нагрузки от кузова к ходовой (колесам, гусеницам). Могут быть однолистовыми и многолистовыми.

Одни из самых первых типов упругих элементов ПА. Изначально активно присутствовали и на легковом, и на грузовом транспорте. В странах СНГ рессоры в составе подвески хорошо знакомы владельцам машин «Москвич», «Волга».

Сейчас рессоры ставятся на коммерческий транспорт, преимущественно тяжёлые грузовики, строительную спецтехнику с двумя задними мостами.

Отказ от рессор у производителей легковых авто и интерес к ним со стороны производителей тяжёлого транспорта вызван тем, что главный недостаток большинства рессор – невозможность обеспечить плавный ход на хорошем полотне (это связано с высоким трением в самих компонентах устройства данного типа) , при этом это наиболее надёжное решение, когда нужно удержать кузов гружёной машины на заданной высоте, обеспечить тяжёлому грузовому транспорту безопасность движения.

И пока одни производители говорят, что рессоры уходят в прошлое, другие удивляются новыми решениями: рессорами с графитовым покрытием (существенно снижается трение), дробеструйным упрочнением.

Принцип работы подвески

Принцип работы подвески основан на преобразовании энергии удара.

1. Колёса наезжают на неровность.
2. Возникает сам удар.
3. Упругие элементы (пружины, торсионы, рессоры) перемещаются 
4. Освобождается энергия.
5. Боковые, продольные силы и их моменты передают направляющие (рычаги, поперечные тяги). Они же оказывают влияние на характер перемещения колёс.
6. Гашения колебаний осуществляются амортизаторами. Ведь мало просто погасить удар. Важно, чтобы когда машина попадает на неровность, она не раскачивалась. По сути, если у ПА не было бы амортизаторов, то при попадании на колдобину, элементарно бы ухудшалось сцепление и машина бы “улетала”.

Классификация подвески

Существует большое многообразие типов подвесок автомобиля.

Классификационными признаками могут выступать

• Направляющие. В таком “срезе” ПА может быть независимой  (телескопической, рычажной, комбинированной) и зависимой  (с жёсткой балкой, с реактивными штангами).
• Особенности перемещения колеса. В поперечной, продольной плоскостях, в обеих из них.
• Тип гасящего устройства (в амортизаторах, рессоре и шарнирах, рессорах и амортизаторах).
• Тип базового упругого элемента (металлическая – торсионная с витой пружиной, с листовой рессорой,  неметаллическая – гидравлическая, пневматическая, резиновая), комбинированная (рессорно-пружинная).

Виды подвесок автомобиля

Многообразие видов подвесок на рынке связано с тем, что производителям постоянно приходится искать новые решения.

Крайне важно, чтобы ПА не просто справлялась с базовыми функциями, но и была компактной, надёжной, доступной по стоимости, простой в установке и обслуживании. Давно прошли те времена, когда транспортное средство выбирали исключительно по двигателю, кузову и трансмиссии. Свою ПА требуют городские авто,  внедорожники постоянно сталкивающиеся с ямами и ухабинами, грузовики. Также своё решение требуется для передней и задней подвески автомобиля.

Универсальных решений нет и в ближайшее время не предвидятся. Зато для каждого транспортного средства можно подобрать свою идеальную ПА.

Зависимая ПА

Дольше всего существует зависимая ПА. Она базируется на жесткой неразрывной оси, представляющей собой связующую колёс. Фактически такая подвеска была ещё до того, как не было авто. Это был распространенный элемент карет, конных повозок. 

Такое устройство способно решить главную задачу — предупредить смещение колёс относительно друг друга. Если одно колесо попадает в яму или на камень, то другое смещается в эту же сторону.

Исполнение при этом может быть различным. Самые популярные варианты – на продольных рессорах и с направляющими рычагами.

Конструкция с продольными рессорами — это устройство с балкой, которая подвешена на двух рессорах. Соединение выполнено с помощью стремянок.

Концы рессоры монтируются прямо на несущем кузове. Для этого используются кронштейны разных видов. Один из них в виде эластичной опоры снижает вибрации, другой — в виде серьги создаёт благоприятные условия для продольного перемещения.

Один из недостатков конструкции c продольными рессорами – проблемы при противодействии на большой скорости  боковым и продольным силам. В этом случае нет гарантии, что не сместится мост, а в итоге машина и вовсе не потеряет управляемость.

По этой причине автоконцерны уже не ставят ПА с продольными рессорами на легковые автомобили, но не отказались от её использования на коммерческом транспорте, особенно тяжёлой технике.

Впрочем, этот недостаток не встретить у  конструкции с направляющими рычагами. Как правило, четыре из рычагов продольные, а один поперечный – в виде штанги, которая широко известна под названием “тяга Панара”, но у некоторых производителей возможны и другие вариации. Вместо тяги Панара в системе может присутствовать механизм Ватта, представляющий собой вертикальный рычаг,  эффективно решающий проблему колебаний, или механизм Скотта-Рассела. Последний базируется на чередовании рычагов разной длины.  Для того, чтобы обеспечить курсовую устойчивость транспортного средства – именно то, что требуется.

Рычаги присоединены с одной стороны к раме, а с другой стороны к балке моста, лояльны к продольным, боковым, вертикальным усилиям. 

5-ти рычажная зависимая подвеска – популярное решение для многих современных автомобилей марок Volvo, Kia, Fiat, и Hyundai. Особенно хорошо данное решение подходит для внедорожников.  ПА такого типа обеспечивает транспортному средству хорошую проходимость, а сама характеризуется надёжностью и длительным сроком эксплуатации. Единственное, как показывает практика, если с такой ПА что-то случается  в силу сложности конструкции, обслуживание, ремонт – не самые дешёвые.

Но если автомобилист понимает необходимость таких трат на обслуживание, а среди маршрутов – регулярно дороги с плохим покрытием, это то, что нужно. А если есть желание, чтобы была более чёткая езда на ровном асфальте, всегда есть возможность выбрать покрышки с низким профилем.

Подвеска МакФерсон (McPherson) 

Отдельным подвидом независимой ПА является McPherson с поворотным кулаком. Фактически ПА МакФерсон напоминает классическую ПА, базирующуюся на двойных поперечных рычагах, но вместо поперечного рычага как-такового у конструкции есть специальная амортизационная стойка.

Производители переднеприводных легковых авто получают отличные возможности для размещения в подкапотном пространстве коробки передач и ДВС. Можно использовать поперечную схему. Другие ПА не всегда позволяют это сделать. 

Большой ход и простота конструкции – это ещё одни весомые плюсы решения. При этом конструкция неуниверсальная. Есть проблемы с углом наклона в вертикальной плоскости. Для производителей спорткаров, это например, – существенное ограничение.

Полунезависимая подвеска

• Общей осью для колес выступает скручивающая  торсионная балка. Она имеет П-форму.
• Балка способна «играть», гася на поворотах крены транспортного средства.
• Продольные рычаги крепятся одним концом  к кузову либо раме (смотря что перед нами — грузовой транспорт или легковой автомобиль), а другой – к ступице.
• При разгоне и торможении транспортного средства  ПА ощущает силы скручивания,  при этому балка “подтягивает” колёса на место.

У некоторых транспортных средств с полузависимой ПА на балке есть электромотор. И жёсткость ПА в этом случае можно изменять прямо в ручном режиме. Это очень практично.

Чаще всего такой тип ПА можно встретить у ВАЗ (модели от 2108 до 2115), HОNDA, Renault.

Автомеханики любят такие устройства за легкость монтажа,  автомобилисты — за отличную кинематику колес и возможность получить высокий уровень жесткости в поперечном направлении.

Возникает вопрос: “А почему же такое решение не самое распространённое?” Увы, монтировать устройство можно далеко не на любом транспортном средстве. У решения достаточно специфические требования к геометрии днища.

Подвеска Де-дион (сбалансированная)

Фактически эта ПА гибридного типа. У неё есть признаки и зависимой, и независимой ПА. Основные элементы решения – витая пружина, амортизатор, приводной, задний и поперечный рычаг,  балка, приводной вал, дифференциал, тормозной диск.

Решение обеспечивает отличную возможность сбалансировать неподресоренные массы автомобиля (массы рамы, кузова и другие элементы “верхней части” транспортного средства), добиться идеальной плавности хода. Недостаток решения – риск возникновения дисбаланса в момент торможения и при разгоне. 

Конструкция достаточно сложна. Поэтому у неё высокая себестоимость. Высока и стоимость ремонта такой ПА.

На практике  ПА Де-дион  можно встретить у ряда Alfa Romeo, Mercedes-Benz  Р-класса и Ferrari.

Независимая подвеска

Главная особенность независимой ПА – это то, что каждое колесо способно двигаться самостоятельно. Поэтому решение и называют независимым. Если правое колесо попадает на камень, то левое останется в статичном положении. То есть одно колесо сдвинется вместе с пружинами или другими элементами, а второму будет гарантировано хорошее сцепление с дорожным полотном. Пассажиры при езде на авто с независимой подвеской, напротив, чувствуют наибольший комфорт.

Но при этом – в “сцепке” с ПА находятся развал-схождение, ширина колеи. Для водителя это создаёт определённые трудности. Но на фоне легкой управляемости на больших скоростях с этим недостатком чаще на практике готовы смириться.

Исполнение

Исполнение независимых ПА бывает очень разным:

• На двойных поперечных рычагах. Верхний рычаг короче, нижний – длинней. Конструкция на двойных поперечных рычагах может иметь абсолютно разные упругие элементы. У автомобилей Fiat, например, распространены торсионные ПА на поперечных рычагах, у Jaguar – пружинные (пружины могут монтироваться с упором на брызговик или в зоне, находящейся между поперечными рычагами).
• На двойных продольных рычагах. Как правило, в качестве упругих элементов выступают торсионы. Решение хорошо подходит для тех ситуаций, когда производитель авто хочет обеспечить максимальный комфорт водителю и пассажиру, который находится рядом с ним. Неплохой вариант для городских автомобилей, предназначенных для езды, преимущественно, двух пассажиров. Правда, важно понимать, что такая конструкция требует увеличенных рычагов. А для того же городского автомобиля, требующего компактности, это уже проблема.
• На поперечных и продольных рычагах (одновременно). Гибридное решение минимизирует влияние сил на крепления подвески к кузову транспортного средства, но с показателями кинематики у конструкции – явные проблемы. В частности, при больших ходах ПА – изменение угла развала очень существенное.
• На косых рычагах. Оси качания – под косым углом. Производители таких ПА добились минимизации крена транспортного средства на повороте, но не всех устраивает изменения развал-схождения колёс. Такие подвески можно нередко встретить на машинах Opel, Fiat.
• С качающимися полуосями. Упругими элементами могут быть пружины и рессоры. Качающиеся полуоси создают идеальные условия для того, чтобы при наезде на камень или другое препятствие, колесо могло уберечь относительно полуоси перпендикулярное размещение. Но при езде со скоростью выше 60 км/час сразу же начинаются проблемы с развалом. Поэтому решение нельзя назвать практичным. При установке на легковые автомобили от него давно отказались. Хотя ранее такое решение можно было встретить у Chevrolet, Ford, Mercedes-Benz.

Пневматическая подвеска

ПА базируется на баллонах  со сжатым воздухом. На характеристики ПА можно влиять именно при помощи изменения величины давления. Решение позволяет получить максимальную  плавность хода, а также взять под полный контроль регулировку клиренса автомобиля.

Чаще всего решение можно встретить на коммерческом транспорте. Особенно на автобусах и большегрузных автомобилях, тягачах.

На легковой транспорт пневматические системы ставят реже. В основном, только на машины премиум-класса.

Массовый автопром прибегал к решению разве что только при выпуске отдельных моделей Citroen.

Гидравлическая подвеска

Альтернатива классическим амортизаторам и у решения – гидростойки и гидроподъемники со значительным рабочим ходом.

Гидравлическая подвеска автомобиля (с резервуаром с гидравлической жидкостью). Хорошо подходит для эффективного решения двух задач:

• контроля за жёсткостью,
• регулировкой высоты клиренса.

Лучше всего показывает себя на транспортных средствах с управляющей электроникой, подстраиваясь под особенности дорожного покрытия, скорость передвижения.

При наличии в автомобиле управляющей электроники, а также функции адаптивной подвески гидравлическая ПА самостоятельно подстраивается под условия дороги и вождения.

Электромагнитная подвеска

Работает за счёт преобразователей с мощными магнитами.

Особенности решения:

• От блока управления на магниты подается электричество,
• Автоматически изменяется жёсткость амортизаторов, клиренс.
• Автомобиль получает идеальную управляемость.
• Система отлично гасит  мельчайшие неровности, даже те, которые проявляют себя на уровне вибрации.

Некоторые электромагнитные ПА, как, например, подвеска Bose (названа так по фамилии разработчика), дополнительно способны эффективно справляться с функцией электрогенератора. Колебания из-за неровностей дороги превращаются в электрическую энергию и накапливаются в аккумуляторах. 

Многорычажная подвеска

Многорычажная ПА или Multilink – одна из наиболее активно устанавливаемых конструкций на заднюю ось.  Включает в себя комплекс рычагов – поперечных и продольных, опору, пружину, амортизатор, подрамник,  стабилизатор.

Для крепления ступицы колеса используется не менее 4-х рычагов. Это важно для того, чтобы обеспечить корректную регулировку колеса. 

Плюсы Multilink:

• высокая плавность хода машины,
• хорошая управляемость,
• малошумность,
• независимая поперечная и продольная регулировка колес.

При этом решение сложно в изготовлении, поэтому себестоимость его достаточна высока. Непроста и установка ПА. Установить её способны только опытные автомеханики.

Двухрычажные push-rod и pull-rod

Для спорткаров очень важно, чтобы ПА мало весила, была жёсткой, обеспечивала согласованность кинематических параметров при высоких нагрузках.

Этим характеристикам соответствуют двухрычажные конструкции push-rod и pull-rod.

У обеих конструкций между монококом и колесом находится наклонная тяга – штанга. Она может быть тянущей (pull-rod) или толкающей (push-rod). Каждое колесо взаимосвязано с одной штангой. Толкающие штанги более популярны. Их проще установить в поднятую носовую часть авто. А ведь большинство гоночных авто в силу аэродинамических особенностей именно такие. 

Чтобы детально изучить устройство подвески автомобиля, её виды, можно приобрести специальный онлайн-курс для самообучения на базе LCMS ELECTUDE. Обучающий продукт предназначен для самообучения. Электронная программа представляет собой интерактивный тренинг из 25 модулей.   Среднее время прохождения тренинга – 6 часов. Но всё достаточно индивидуально и зависит от базовой подготовки. Кроме систематизированной теоретической базы вас ждёт работа на специализированном симуляторе. В том числе, вы сможете отточить навыки проведения сервисных операций.

Устройство подвески автомобиля

29.01.2014
#Подвеска

Устройство подвески автомобиля

Подвеска — важная система, которая делает возможным движение автомобиля (ведь с ее помощью к автомобилю крепятся колеса), а заодно обеспечивает комфорт и безопасность пассажиров и грузов. Об устройстве подвески автомобиля, основных ее элементах и их назначении читайте в этой статье.

Назначение подвески автомобиля

Подвеска — одна из основных систем ходовой части автомобиля, она необходима для соединения кузова (или рамы) автомобиля с колесами. Подвеска выступает в качестве промежуточного звена между автомобилем и дорогой и решает несколько задач:

— Передачу на раму или кузов сил и моментов, возникающих при взаимодействии колес с дорожным покрытием;


— Связь колес с кузовом или рамой;


— Обеспечивает необходимые для нормального движения положения колес относительно рамы или кузова и дороги;


— Обеспечивает приемлемую плавность хода, компенсирует неровности дорожного покрытия.

Так что подвеска автомобиля — это не просто набор компонентов для соединения колес и кузова или рамы, а сложная система, которая делает возможным нормальное и комфортное движение на автомобиле.

Общее устройство подвески автомобиля

Любая подвеска, независимо от своего типа и устройства, имеет ряд элементов, которые помогают решить описанные выше задачи. К основным элементам подвески относятся:

— Направляющие элементы;


— Упругие элементы;


— Гасящие устройства;


— Опоры колес;


— Стабилизаторы поперечной устойчивости;


— Элементы крепления.

Нужно отметить, что далеко не в каждой подвеске есть отдельные детали, играющие роль того или иного элемента — зачастую одна деталь решает сразу несколько задач. Например, традиционная подвеска на рессорах в качестве направляющего и упругого элемента, а также в качестве гасящего устройства использует рессору. Пакет стальных пружинящих пластин одновременно обеспечивает нужное положение колеса, воспринимает возникающие при движении силы и моменты, а также служит амортизатором, сглаживающим неровности дороги.

О каждом элементе подвески нужно рассказать отдельно.

Направляющие элементы

Главная задача направляющих элементов — обеспечить необходимый характер перемещения колес относительно рамы или кузова. Кроме того, направляющие элементы воспринимают силы и моменты от колеса (преимущественно боковые и продольные) и передают их на кузов или раму. В качестве направляющих элементов в подвесках различных типов обычно используются рычаги той или иной конструкции.

Упругие элементы

Основное назначение упругих элементов — передача сил и моментов, направленных по вертикали. То есть упругие элементы воспринимают и передают на кузов или раму неровности дороги. Нужно отметить, что упругие элементы не гасят воспринимаемые нагрузки — напротив, они их накапливают и передают на кузов или раму с некоторой задержкой. В качестве упругих элементов могут выступать рессоры, витые пружины, торсионы, а также разнообразные резиновые буферы (которые чаще всего применяются совместно с упругими элементами других типов).

Гасящие устройства

Гасящее устройство выполняет важную функцию — оно гасит колебания рамы или кузова, вызванные наличием упругих элементов. Чаще всего в роли гасящих элементов выступают гидравлические амортизаторы, но на многих автомобилях находят применение также пневматические и гидропневматические устройства.

В большинстве современных легковых автомобилей упругий элемент и гасящее устройство объединены в единую конструкцию — так называемую стойку, которая состоит из гидравлического амортизатора и витой пружины.

Опоры колес

С помощью опоры колесо соединяется с другими деталями подвески (в первую очередь — с рычагами и амортизаторами). Опоры передних колес решают и еще одну задачу — дают колесам возможность поворачиваться на тот или иной угол. Поэтому для крепления передних колес используются поворотные кулаки и иные сложные по конструкции опоры.

В качестве опор задних колес могут использоваться шаровые опоры, которые дают некоторую свободу перемещения во всех плоскостях.

Стабилизатор поперечной устойчивости

Как понятно из названия, стабилизатор поперечной устойчивости обеспечивает устойчивость автомобиля при поворотах и езде по дорогам с поперечным уклоном. Обычно стабилизатор — это штанга сложной формы (обычно П-образная), упруго соединяющая детали подвески колес и кузов (или раму). Штанга выступает в роли торсиона, который при возникновении крена закручивается, перераспределяет нагрузки между правым и левым колесом, и не дает кузову автомобиля опрокинуться.

Чаще всего стабилизаторы поперечной устойчивости ставятся на автомобили с независимой подвеской, так как в зависимой подвеске в роли стабилизатора выступает сама колесная балка. Стабилизатор может устанавливаться как на заднюю, так и на переднюю ось.

Элементы крепления подвески

С помощью этих элементов осуществляется крепление деталей подвески между собой, а также крепление подвески к кузову или раме автомобиля. В качестве креплений может выступать как обычное болтовое соединение (а также другие виды жестких соединений), так и соединение с помощью специальных эластичных элементов — резинометаллических шарниров (или сайлент-блоков).

Все описанные выше элементы присутствуют на подвесках любых типов. Более подробно о типах подвесок и их устройстве читайте в статье «Типы подвесок автомобиля».

Другие статьи

#Планка генератора

Планка генератора: фиксация и регулировка генератора автомобиля

14.09.2022 | Статьи о запасных частях

В автомобилях, тракторах, автобусах и иной технике электрические генераторы монтируются к двигателю посредством кронштейна и натяжной планки, обеспечивающей регулировку натяжения ремня. О планках генератора, их существующих типах и конструкции, а также выборе и замене этих деталей — читайте в статье.

#Переходник для компрессора

Переходник для компрессора: надежные соединения пневмосистем

31.08.2022 | Статьи о запасных частях

Даже простая пневматическая система содержит несколько соединительных деталей — фитингов, или переходников для компрессора. О том, что такое переходник для компрессора, каких типов он бывает, зачем необходим и как устроен, а также о верном подборе фитингов для той или иной системы — читайте в статье.

#Стойка стабилизатора Nissan

Стойка стабилизатора Nissan: основа поперечной устойчивости «японцев»

22.06.2022 | Статьи о запасных частях

Ходовая часть многих японских автомобилей Nissan оснащается стабилизатором поперечной устойчивости раздельного типа, соединенным с деталями подвески двумя отдельными стойками (тягами). Все о стойках стабилизатора Nissan, их типах и конструкции, а также о подборе и ремонте — читайте в данной статье.

#Ремень приводной клиновой

Ремень приводной клиновой: надежный привод агрегатов и оборудования

15.06.2022 | Статьи о запасных частях

Для привода агрегатов двигателя и в трансмиссиях различного оборудования широко применяются передачи на основе резиновых клиновых ремней. Все о приводных клиновых ремнях, их существующих типах, особенностях конструкции и характеристиках, а также о правильном выборе и замене ремней — читайте в статье.

Вернуться к списку статей

10 ключевых факторов при проектировании подвески

Существует 10 ключевых факторов, которые необходимо учитывать при проектировании системы подвески, будь то одноместный автомобиль или спортивный прототип, и часть навыков дизайнера заключается в урегулировании противоречий между ними.

Конечно, каждый стремится избежать компромисса в любом направлении, но неизбежно некоторые критерии будут иметь приоритет над другими. Наиболее важными из них являются:

• Монтажная жесткость
• Автомобильная упаковка (аэродинамика, конструкция шасси и нормативные требования)
• ц высота
• Неподрессоренная масса
• Охлаждение (тормоза и подшипники).

Другие, второстепенные, приоритеты включают – в произвольном порядке:

• Стоимость
• Эргономика
• Ресурсы дизайна
• Коэффициент движения
• Геометрия

Другие дизайнеры, возможно, по-разному относятся к этим приоритетам.

Но хотя механикам и счетчикам это может не понравиться, я считаю, что факторы, не связанные с производительностью, такие как эргономика и стоимость, должны быть второстепенными для автомобиля, для которого производительность является главной целью. Более удивительным для некоторых будет то, что я отдаю геометрии второстепенное значение, и я обсужу это позже, но я должен подчеркнуть, что если Приоритет один равен 100, то Приоритет два равен 90: другими словами, все имеет значение.

Главным приоритетом среди 10 является упаковка автомобиля, потому что, если автомобиль не соответствует правилам, он не участвует в гонках, и если он не работает аэродинамически, он не выигрывает. По сравнению с одноместным автомобилем, где вращающиеся шины имеют большое и в значительной степени неизменное влияние, обволакивающий кузов прототипа имеет гораздо большее аэродинамическое и, следовательно, функциональное значение. Вместе правила и аэродинамическая программа будут определять объемы, доступные для передней подвески, тогда как задняя подвеска будет контролироваться конструкцией и аэродинамикой.

В моей последней конструкции Lister Storm LMP, на которую я ссылаюсь в этой статье, я решил подавать охлаждающий воздух для радиаторов и передних тормозов через переднюю подвеску. Чтобы свести к минимуму блокировку элементов подвески и очистить передние тормозные ковши, между верхним и нижним поперечными рычагами было большое вертикальное расстояние, при этом верхний поперечный рычаг располагался как можно выше в пределах обода колеса (диаметром 18 дюймов). Это имело и другие положительные эффекты, такие как снижение нагрузки на поперечные рычаги, выравнивание траекторий нагрузки на поперечные рычаги с верхней и нижней обшивкой пространства для ног (минимальная высота регулируется законодательством) и обеспечение разумного вертикального угла для тяги.

Приведение в действие тяги нетрадиционно с точки зрения современных спортивных автомобилей, но я выбрал его по ряду причин. С точки зрения упаковки это означало, что я мог заполнить свободный объем пружинами и амортизаторами, сохраняя линию капота (обычно приподнятую, чтобы закрыть амортизаторы с толкателем) очень низко. Кроме того, он предлагал меньшую высоту Cg, чем установка с толкателем, и возможность снизить вес и стоимость за счет использования одного подвесного кронштейна для выполнения нескольких функций: наш «мультикронштейн» (и его специальная вставка в шасси) обеспечивал крепления для передней опоры. FLWB (передний нижний поперечный рычаг), амортизатор, стабилизатор поперечной устойчивости и носовая коробка. Шарнирная ось с двумя срезами также намного легче, чем обычные толкатели с одним срезом, и передает свою нагрузку непосредственно на жесткое пересечение стороны пространства для ног и пола. Тяга крутая и короткая, поэтому может иметь маленькое поперечное сечение. Очевидно, что сжимающие нагрузки, воспринимаемые тягой, малы, так что коробление не вызывает беспокойства, а небольшое поперечное сечение выгодно, поскольку тяга находится в потоке охлаждающего воздуха.

Главный компромисс был, конечно, с эргономикой, где расположение толкателя непревзойденно. Кроме того, я был довольно ограничен в длине демпфера и, следовательно, в коэффициенте движения, который я мог использовать. Для прототипа я бы предпочел около 0,8: 1, при этом амортизатор перемещается в 1,25 раза больше, чем рабочий объем колеса: у Lister спереди меньше, чем это. Я также поменял длину тяги подвески на уменьшение высоты капота за счет использования тяг. Так как пространство для ног должно быть минимум около 690 мм (27,2 дюйма) в ширину, чтобы использовать длинный нижний поперечный рычаг в сочетании (по аэродинамическим причинам) с приподнятой нишей для ног, необходимо, чтобы задняя стойка FLWB проходила через стенку ниши для ног или ниже ниши для ног. Любой из этих вариантов слишком сильно скомпрометировал конструкцию шасси, поэтому я выбрал короткую FLWB, внутренние крепления которой прикручены болтами к нижнему углу пространства для ног. Приняв это решение, длину FTWB стало легко определить.

Я отношусь к геометрии подвески прагматично и, за отсутствием необходимых инструментов, практически не ограничено наукой. Не то чтобы я считал, что геометрия подвески не имеет значения — я считаю, что она очень важна, — но дизайн — это наилучшее использование доступных ресурсов, будь то деньги, время, материалы, технологии производства или инструменты инженерного анализа. Например: центры вращения на самом деле зависят от силы, а не от геометрии, и поэтому требуют более сложных инструментов анализа, чем те, которые были доступны мне.

определения и влияние на поведение автомобиля

16 комментариев

/ Избранные статьи, Подвеска, Технологии, Особенности технологии, Динамика автомобиля, Особенности динамики автомобиля / Автор
Чарли Констант

Конструкция подвески имеет решающее значение для развития поведения автомобиля, чтобы оптимизировать его характеристики, управляемость и комфорт. Существует множество возможных регулировок в зависимости от автомобиля (комфорт, спортивность и т. д.). Эти настройки играют важную роль в обеспечении безопасности пассажиров на всех этапах вождения (торможение, прохождение поворотов, сцепление с дорогой).

Все количества, представленные в этом документе, могут быть применены к большинству существующих суспензий. Большая часть графики взята из программного обеспечения для проектирования и анализа подвески: OptimumKinematics.

Условное обозначение и название точек подвески

В этой статье используется условное обозначение SAE . Однако производители автомобилей используют другие обозначения (ISO, ISO-W, …).

Колесная база и гусеница

Колесная база — расстояние между пятном контакта переднего и заднего колеса. Длинная колесная база способствует устойчивости на прямой, а короткая колесная база позволяет лучше входить в повороты.

Полугусеница — разность по горизонтали от центра пятна контакта шины до продольной оси. Следовательно, колея – это расстояние между пятном контакта правого и левого колеса.

Влияние на поведение автомобиля

Угол схождения и угол развала (или угол наклона)

Схождение определяется как угловое отклонение от центральной линии транспортного средства и центральной линии обода. Положительное схождение (расхождение) определяется как отклонение колеса от направления движения. Угол схождения имеет тот же знак, что и расстояние схождения.

Развал определяется как угол наклона между боковой плоскостью (вертикально-продольной плоскостью) и плоскостью обода, лежащей на осевой линии обода. Положительный развал определяется как отклонение верхних частей колес от автомобиля.

Влияние на поведение автомобиля

Развал играет важную роль в боковых силах, создаваемых шиной. Статический угол развала может компенсировать увеличение развала на внешнем колесе, когда автомобиль катится. На приведенном ниже графике показана зависимость поперечной силы от угла увода шины при различных углах развала.

Как видно, чем больше отрицательный развал, тем больше боковая сила шины, до определенного предела.

Изменение развала также важно при расчете угла шкворня и угла кастера. На самом деле, эти два значения влияют на усиление развала при рулевом управлении. Подвески могут иметь угол схождения и угол развала в своих статических положениях. Эти статические углы играют очень важную роль в поведении автомобиля и износе шин. Традиционно производители автомобилей используют отрицательный угол схождения (схождение) задней подвески, чтобы стабилизировать заднюю часть автомобиля и способствовать недостаточной поворачиваемости, с отрицательным углом развала, чтобы уменьшить износ шин. В передней подвеске положительный угол схождения обеспечивает лучшую устойчивость автомобиля при торможении и прохождении поворотов (недостаточная поворачиваемость).

Угол шкворня и радиус зачистки

Угол шкворня определяется как угол между осью поворота (ось CD на рисунке в начале этой статьи) и осью, проходящей перпендикулярно пятну контакта, если смотреть спереди на (перпендикулярно вертикально-поперечной плоскости.)

Положительный угол шкворня определяется как вершина оси поворота, расположенная ближе к осевой линии автомобиля.

Радиус зачистки определяется как расстояние между пересечением подъезда руля и землей, измеренное до центра пятна контакта, если смотреть перпендикулярно вертикально-боковой плоскости.

Положительный радиус трения определяется как ось рулевого управления, пересекающая плоскость земли между осевой линией автомобиля и пятном контакта.

Примеры:

Влияние на поведение автомобиля

Угол наклона шкворня влияет на геометрические изменения плана колес при рулевом управлении и усилия, передаваемые на шасси. В сочетании с углом кастера это влияет на устойчивость рулевого управления. Угол поворота шкворня должен быть положительным, чтобы обеспечить лучшую обратную связь при рулевом управлении, но не должен быть слишком большим, чтобы ограничивать усиление развала при рулевом управлении. Фактически, когда применяется угол поворота рулевого колеса, это вызывает отрицательный прирост развала на внешнем колесе и положительный прирост развала на внутреннем колесе.

Радиус скольжения — это «плечо рычага» продольных сил, приложенных к пятну контакта (при торможении). В передней подвеске положительный радиус трения обеспечивает устойчивость, потому что он вызывает схождение при торможении и схождение при ускорении. Отрицательный радиус очистки подходит для автомобилей с мощным двигателем, а положительное смещение радиуса очистки подходит для двигателей малой мощности.

Угол кастера и механический след

Кастер определяется как угол между осью рулевого управления и осевой линией колеса, проходящий перпендикулярно пятну контакта, если смотреть перпендикулярно боковому виду (вертикальная продольная плоскость).

Положительный кастер определяется как отклонение оси поворота назад от осевой линии колеса при виде сбоку (перпендикулярно к продольно-вертикальной оси).

Механический след определяется как расстояние между пересечением подъезда рулевого управления и землей, измеренное до центра пятна контакта, если смотреть перпендикулярно вертикальной продольной плоскости.

Положительный механический след определяется как ось рулевого управления, пересекающая плоскость земли перед пятном контакта.

Примеры:

Влияние на поведение:

Положительный угол самоцентрирования рулевого управления и дает водителю обратную связь при движении по прямой. Это облегчает управление автомобилем, улучшает реакцию рулевого управления и курсовую устойчивость. Это также вызывает усиление развала (менее отрицательный развал) при управлении внешним колесом и, таким образом, улучшает поведение автомобиля в поворотах. Из-за такого угла кастера производители обычно используют гидроусилитель руля.

При положительном механическом следе колесо «тянется» транспортным средством как колесо покупательской тележки. Таким образом, он создает эффект самовыравнивания по прямой линии, что влияет на устойчивость автомобиля на прямой.

Это вызывает усилия в рулевом управлении и делает автомобиль чувствительным к боковым силам. Отрицательный механический след усилит склонность к блужданию.

Смещение шкворня

Смещение шкворня определяется как расстояние между центром колеса и точкой пересечения оси шкворня и оси шпинделя колеса.

Депорт-фюзе = смещение шкворня, ось вращения = ось шкворня

Примеры:

Влияние на поведение:

Смещение шкворня представляет собой «рычаг» продольных сил в центре колеса.