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.

Задняя подвеска автомобиля ВАЗ

Задняя подвеска автомобиля ВАЗ

Задняя подвеска состоит из двух цилиндрических витых пружин с гидравлическими амортизаторами, четырех продольных и одной поперечной штанги, двух буферов сжатия, расположенных по концам балки заднего моста, и одного центрального — в середине.

Витые пружины с резиновыми изолирующими кольцами вверху и пластмассовыми внизу опираются верхним концом на кузов, а нижним — на чашки, приваренные к балке заднего моста.

Продольные и поперечные штанги прикреплены к мосту и к кузову болтами и гайками.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Резиновые буфера прикреплены к полу кузова над мостом. Буфера предназначены для смягчения возможных ударов балки заднего моста о кузов, которые могут произойти в случае поломки подвески или езды по дорогам с неусовершенствованным покрытием, и предотвращения повреждения кузова.

Гидравлические амортизаторы телескопического типа двустороннего действия. Амортизаторы прикреплены сверху к кузову, а снизу — к концам балки заднего моста.

Снятие

Снять колпаки задних колес и ослабить болты крепления колес к полуосям.

Поднять заднюю часть автомобиля сзади гидравлическим домкратом и установить на подставки D. 15051.

Отвернуть полностью предварительно ослабленные болты и снять задние колеса.

Отсоединить карданный вал и шланг гидропривода тормозов от стальной трубки; при этом принять меры, предотвращающие утечку жидкости из бачка.

Снять тормозные барабаны и с рычагов ручного привода колодок тормоза концы троса; отвернуть болты крепления оболочки троса к щиткам тормозов и вынуть концы тросов.

Отсоединить верхние концы амортизаторов и от кронштейна на балке моста — рычаг привода регулятора давления задних тормозов.

Поставить под балку заднего моста сидравлический домкрат, отсоединить продольные и поперечные штанги от кронштейнов на кузове, опустить гидравлический домкрат и снять мост.

Для разборки подвески снять амортизаторы с кронштейнов на балке моста, отсоединить продольные и поперечные штанги от кронштейнов на балке моста.

Рис. 1. Общий вид задней подвески, установленной на автомобиле:
1 — нижние продольные штанги; 2 — кронштейны крепления нижних продольных штанг) 3 — витые пружины; 4 — верхние продольные штанги; 5 — амортизаторы

Проверка технического состояния и ремонт

Прежде чем приступить к проверке, необходимо все детали тщательно промыть.

Для предупреждения повреждения резиновых деталей, втулок и защитных покрытий необходимо защитить их от действия моющих растворителей.

Пружины. Тщательно осмотреть пружины, убедиться в отсутствии трещин или повреждений, которые могут ухудшить их работоспособность; при необходимости пружины заменить новыми. При проверке пользоваться следующими данными:

По длине под нагрузкой пружины задней подвески, так же как и передней, разделяются на два класса — А и Б. Пружины класса А обозначены желтой полосой на наружной стороне центральных витков, а пружины класса Б — зеленой.

Установка и регулировка

Установку задней подвески необходимо выполнять в следующей последовательности.

Присоединить продольные и поперечные штанги к мосту, затянув слегка гайки на болтах и амортизаторы к кронштейнам балки моста.

Установить на чашки моста пружины в комплексе с опорными изолирующими кольцами, затем установить мост на гидравлический домкрат, соединить мост с кузовом, слегка затягивая гайки на кронштейнах крепления штанг, и карданный вал с фланцем ведущей шестерни.

Прикрепить тягу привода регулятора давления задних тормозов к кронштейну на балке моста и амортизаторы к пальцам на кузове.

Соединить трубопроводы гидропривода, тормозов и тяги ручного привода тормозов, установить барабан, прокачать гидравлическую систему, отрегулировать задние тормоза и их ручной привод.

Установить колеса в сборе, навернув без затяжки болты, снять подставки, опустить автомобиль; затянуть болты крепления колес, затем затянуть упругие втулки. Прежде чем приступить к затяжке гаек втулок необходимо проверить, соответствует ли давление в шинах заданному, затем, как и при установке передней подвески, установить автомобиль на ровную площадку так, чтобы колеса были параллельны его передней оси; нагрузить автомобиль так, чтобы расстояние от площадки спереди, замеренное до середины поперечины, было равно 185 ± 10 мм, а сзади, замеренное до пола кузова,— 425 ± 10 мм.

Указанный способ исключает повреждение и чрезмерную затяжку упругих втулок шарниров.

—

Подвеска задних колес торсионно-рычажного типа. Ее конструкция проста и надежна, а обслуживание в процессе эксплуатации автомобиля сведено до минимума и заключается в осмотре узлов и деталей подвески с целью проверки их состояния и крепления.

Направляющим элементом подвески является балка, состоящая из двух продольных рычагов и соединителя, сваренных между собой через усилители. Соединитель рычагов значительно смещен вперед от оси колес, он имеет U-образное сечение, которое обладает большой жесткостью на изгиб и малой на кручение. За счет смещения соединителя рычагов от оси колес и благодаря указанному сечению соединитель, скручиваясь, работает как торсион, обеспечивая частичную независимость хода каждого колеса.

Позади соединителя рычагов образуется пространство, в котором размещены запасное колесо и вместительный бензобак. Это еще одно из преимуществ компоновки переднеприводного автомобиля и принятой конструкции задней подвески.

Продольные рычаги выполнены из трубы. К задней части рычагов приварены кронштейны с проушинами для крепления амортизаторов, а также фланцы, к которым крепятся болтами оси ступиц задних колес и щиты тормозных механизмов колес. Спереди каждый рычаг имеет приварную втулку, в которую запрессовывается резинометаллический шарнир, состоящий из резиновой и металлической втулок. Через распорную втулку шарнира проходит болт, соединяющий рычаг балки подвески со штампованным кронштейном, который крепится к кронштейну кузова приварными болтами с гайками и шайбами.

Пружина подвески выполнена из пружинной стали круглого сечения. Она установлена на амортизаторе. Нижняя ее часть опирается на чашку, приваренную к резервуару амортизатора, а верхняя — через изолирующую резиновую прокладку — в верхнюю опору, которая приварена к внутренней арке кузова.

Буфер хода сжатия выполнен из полиуретана. Он установлен на штоке амортизатора внутри пружины подвески. Сверху буфер упирается в крышку защитного кожуха, а при включении в работу — на опору буфера, которая надевается на верхнюю часть резервуара амортизатора. Кожух защищает от механических повреждений и загрязнения шток амортизатора и буфер хода сжатия.

Амортизатор задней подвески — гидравлический телескопический двустороннего действия. За нижнюю проушину амортизатор крепится к кронштейну продольного рычага подвески болтом с самоконтрящейся гайкой. Верхнее крепление амортизатора штыревое: шток крепится к верхней опоре пружины подвески через две резиновые подушки и опорную шайбу. Между шайбой и крышкой защитного кожуха амортизатора установлена распорная втулка.

Рис. 2. Задняя подвеска в сборе:
1 — ступица заднего колеса: 2 — рычаг задней подвески; 3 — кронштейн крепления рычага подвески; 4 — резиновая втулка шарнира рычага; 5 — распорная втулка шарнира; 6 — болт крепления рычага подвески; 7 — кронштейн кузова; 8 — опорная шайба крепления штока амортизатора; 9 — верхняя опора пружины подвески; 10 — распорная пружина; 11 — изоли рующая прокладка пружины подвески; 12 — пружина задней подвески; 13 — подушка – креплейнл штока амортизатора; 14 — буфер хода сжатия; 15 — шток амортизатора; 16 — защитный кожух амортизатора; 17 — нижняя опорная чашка пружины подвески; 18 — амортизатор; 19 — соединитель рычагов; 20 — ось ступицы колеса; 21 — колпак ступицы; 22 — гайка крепления ступицы колеса; 23— уплотнительное кольцо; 24 — шайба подшипника; 25 — подшипник ступицы; 26 — щит тормоза; 27 — стопорное кольцо; 28 — грязеотражатель; 29 — фланец рычага подвески: 30 — втулка амортизатора; 31 — кронштейн рычага с проушиной для крепления амортизатора; 32 — резинометаллический шарнир рычага подвески

Амортизатор состоит из резервуара, цилиндра, клапана сжатия, штока в сборе с поршнем и клапанами, обоймы с направляющей втулкой и деталей уплотнения и крепления.

Резервуар выполнен в виде трубы, к нижней части которой приварено дно с проушиной, а в верхней части нарезана внутренняя резьба для гайки. Снаружи к резервуару приварена нижняя опорная чашка пружины подвески.

Клапан сжатия напрессовывается на нижнюю часть цилиндра и прижимается им ко дну резервуара. Он состоит из корпуса, обоймы, тарелки, пакета дисков и пружины. В корпусе имеется центральное гнездо, к фаске которого сверху прижимаются диски клапана сжатия. В верхней и нижней частях корпуса клапана выполнены крестообразно расположенные вырезы для прохода жидкости. Пакет дисков состоит из четырех плоских дисков, один из которых — верхний имеет два выреза для дросселирования жидкости. Диски прижимаются к фаске гнезда пружиной через тарелку, которая имеет четыре сквозных отверстия для прохода жидкости и цилиндрический выступ. Этим выступом тарелка прижимается к внутренней части дроссельного диска. Благодаря цилиндрическому выступу, между наружными краями дроссельного диска и тарелкой по всему периметру образуется щель для прохода жидкости к дросселирующим вырезам диска. Сверху на корпус клапана напрессовывается обойма. Она имеет поясок с отбортовкой для посадки в отверстие цилиндра, одно центральное и шесть периферийных отверстий для прохода жидкости.

Рис. 3. Амортизатор задней подвески:
1 — корпус Клапана сжатия; 2 — диски клапана сжатия; 3 — дроссельный диск клапана сжатия; 4 — тарелка клапана сжатия; 5 — пружина клапана сжатия; 6 — обойма клапана сжатия; 7 —гайка клапана отдачи; 8 — пружина клапана отдачи; 9 — шайба гайки клапана отдачи; 10 — тарелка клапана отдачи; 11 — диски клапана отдачи; 12 — дроссельный диск клапана отдачи; 13 — поршень; 14 — кольцо поршня; 15 — тарелка перепускного клапана; 16 — пружина перепускного клапана; 17 — ограничительная тарелка перепускного клапана; 18 — направляющая втулка штока с фторопластовым слоем; 19 — обойма направляющей втулки; 20 — упЛотнителвноё кольцо резервуара; 21 — сальник штока; 22 — защитное кольцо штока; 23 — обойма сальника; 24 — гайка резервуара; 25 — опора буфера сжатия; 26 — шток амортизатора; 27 — чашка пружины; 28 — резервуар; 29 — цилиндр; 30 дистанционная втулка; 31 — поршень в сборе с клапанами; 32 — клапан сжатия и сборе; 33 — втулка амортизатора в сборе

В цилиндре перемещается шток в сборе с поршнем и двумя клапанами: перепускным и отдачи. Направляющая втулка имеет фторопластовый слой на внутренней поверхности, благодаря которому резко снижается износ штока и втулки. Обойма направляющей втулки запрессовывается в цилиндр. Во втулке имеется канал для слива жидкости из кольцевой полости обоймы в полость резервуара, чтобы не создавалось давление жидкости на сальник. Обойма направляющей втулки уплотняется в резервуаре резиновым кольцом, которое через обойму сальника поджимается гайкой к пояску обоймы и поверхности резервуара. Этой же гайкой через обойму сальника и защитное кольцо штока сальник поджимается к кольцевому выступу обоймы направляющей втулки.

Сальник штока имеет три рабочих кромки, которые прижаты к хромированной поверхности штока. Канавки под нижними рабочими кромками выполнены под углом, за счет чего жидкость, прошедшая между направляющей втулкой и штоком, создает давление на рабочие кромки сальника, прижимая их к поверхности штока, что улучшает уплотнение. Сверху на резервуар амортизатора надевается опора буфера сжатия.

В нижней части штока установлены: дистанционная втулка, ограничительная тарелка перепускного клапана, пружина и тарелка перепускного клапана, поршень с уплотнительным кольцом, диски клапана отдачи, упорная тарелка, пружина клапана отдачи и гайка.

Дистанционная втулка ограничивает перемещение штока при ходе отдачи, упираясь в обойму направляющей втулки штока.

Поршень металлокерамический, имеет восемь вертикальных каналов, расположенных по окружностям двух радиусов. Каналы, расположенные по окружности большего радиуса, перекрываются сверху тарелкой перепускного клапана, которая поджимается к ним плоской пружиной. Остальные каналы перекрываются снизу пакетом дисков клапана отдачи. Верхний диск — дроссельный, он имеет четыре выреза по внешней окружности; следующие два диска плоские. Пакет дисков прижимается пружиной через опорную тарелку. Поршень в сборе с клапанами крепится на штоке гайкой, которая фиксируется раскерниванием торца штока в двух местах. Между гайкой и нижним диском клапана отдачи установлена шайба, предохраняющая диски от повреждения при завертывании или отвертывании гайки. Для создания уплотнения служит металло-керамическое кольцо.

Работа амортизатора от работы телескопической стойки отличается незначительно, поэтому эта часть раздела опускается. В отличие от стойки передней подвески, ход отдачи в амортизаторе ограничивается более жестко — упором распорной втулки в обойму направляющей втулки штока.

Техническое обслуживание задней подвески

После первых 2000 км, а затем через каждые 15 000 км пробега проверить состояние элементов подвески.

Через каждые 30 000 км пробега проверить крепление деталей задней подвески.

Проверка состояния задней подвески проводится осмотром. При этом обращают внимание на отсутствие трещин и деформаций на элементах балки задней подвески и амортизаторах, на состояние резинометаллических шарниров рычагов и амортизаторов, на состояние защитных кожухов амортизаторов и отсутствие течи жидкости из них.

Если на балке будут обнаружены трещины и деформации, заменить балку подвески, так как проведение сварочных и рих-товочных работ здесь не допускается из-за возможности нарушения углов установки колес. Подлежат замене и поврежденная или сломанная пружина подвески, деформированный амортизатор. Резинометаллические шарниры заменять при выпучивании резины или подрезании их торцов. Если защитный кожух амортизатора не обеспечивает герметичности верхней части амортизатора, заменить его.

Состояние амортизатора можно проверить следующим способом:
— установить автомобиль на эстакаду или осмотровую канаву и раскачать его за задний бампер, прикладывая усилие 40…50 кгс. При исправных амортизаторах число свободных колебаний кузова не должно превышать трех;
— отсоединить нижнюю точку крепления амортизатора и прокачать его рукой. Исправный амортизатор прокачивается плавно, без провалов и заклиниваний, с небольшим сопротивлением, которое при ходе отбоя должно быть больше, чем при ходе сжатия.

Восстановление работоспособности амортизаторов производится заменой изношенных или поврежденных деталей. Эту работу рекомендуется проводить на станции технического обслуживания, хотя при определенных навыках ее можно выполнить и самостоятельно.

Одновременно при покачивании кузова проверяется крепление амортизаторов и состояние втулок и деталей крепления амортизаторов.

Основные неисправности задней подвески и способы их устранения

Шум и стук в подвеске при движении автомобиля. Причины неисправности и способы ее устранения:
— неисправны амортизаторы. Проверить состояние амортизаторов, как указано выше, заменить или отремонтировать неисправный амортизатор;
— ослабление крепления амортизаторов или износ втулки и резиновых подушек. Затянуть гайки крепления, заменить изношенные или поврежденные детали;
— износ резиновых втулок рычагов подвески. Заменить резино-металлические шарниры рычагов;
— осадка или поломка пружин подвески. Заменить пружины; стук от «пробоя» подвески вследствие разрушения буфера хода сжатия или перегрузки задней подвески. Заменить поврежденные буферы, разгрузить заднюю подвеску.

Увод автомобиля от прямолинейной траектории движения. Причины неисправности и способы ее устранения:
— осадка или поломка одной из пружин подвески. Заменить пружину;
— деформация рычагов подвески. Заменить балку задней подвески;
— смещение задней оси вследствие износа втулок рычагов подвески. Заменить резинометаллические шарниры рычагов.

Частые «пробои» задней подвески. Причины неисправности и способы ее устранения:
— перегрузка задней подвески. Разгрузить подвеску; осадка или поломка пружины подвески. Заменить пружину; не работают амортизаторы. Заменить или отремонтировать амортизаторы.

Как работает автомобильная подвеска | Как работает

«»

Вся мощность, вырабатываемая двигателем автомобиля, бесполезна, если водитель не может управлять автомобилем. Вот где в дело вступает система подвески автомобиля. Bicanski на Pixnio

Когда люди думают о характеристиках автомобиля, они обычно думают о мощности, крутящем моменте и ускорении с нуля до 60. Но вся мощность, вырабатываемая поршневым двигателем, бесполезна, если водитель не может управлять автомобилем. Вот почему автомобильные инженеры обратили свое внимание на систему подвески практически сразу после освоения четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Работа подвески автомобиля заключается в максимальном увеличении трения между шинами и дорожным покрытием, обеспечении устойчивости рулевого управления при хорошей управляемости и обеспечении комфорта пассажиров. В этой статье мы рассмотрим, как работают автомобильные подвески, как они развивались с годами и куда движется конструкция подвесок в будущем.

Объявление

Если бы дорога была идеально ровной, без неровностей, подвески были бы не нужны. Но дороги далеко не ровные. Даже на недавно вымощенных автомагистралях есть незначительные дефекты, которые могут взаимодействовать с колесами автомобиля. Именно эти несовершенства прикладывают силы к колесам. Согласно законам движения Ньютона, все силы имеют звездная величина и направление . Выбоины на дороге заставляют колесо двигаться вверх и вниз перпендикулярно поверхности дороги. Величина, конечно, зависит от того, попадает ли колесо в гигантскую шишку или крошечное пятнышко. В любом случае, автомобильное колесо испытывает вертикальное ускорение при прохождении через несовершенство.

«»

Подвеска вашего автомобиля максимизирует трение между шинами и дорогой и обеспечивает устойчивость рулевого управления.

© 2018 HowStuffWorks

Без промежуточной конструкции вся вертикальная энергия колеса передается на раму, которая движется в том же направлении. В такой ситуации шины могут полностью потерять контакт с дорогой. Затем под действием нисходящей силы тяжести шины могут снова удариться о поверхность дороги. Что вам нужно, так это система, которая будет поглощать энергию колеса с вертикальным ускорением, позволяя раме и кузову двигаться без помех, в то время как шины будут двигаться по неровностям дороги.

Изучение сил, действующих на движущийся автомобиль, называется динамика автомобиля , и вам необходимо понимать некоторые из этих понятий, чтобы понять, почему вообще необходима подвеска. Большинство автомобильных инженеров рассматривают динамику движущегося автомобиля с двух точек зрения:

1. Плавность хода : способность автомобиля сглаживать неровную дорогу
2. Управляемость : способность автомобиля безопасно ускоряться, тормозить и поворачивать

Эти две характеристики можно далее описать тремя важными принципами — изоляция дороги , устойчивость на дороге и прохождение поворотов . В таблице ниже описаны эти принципы и то, как инженеры пытаются решить проблемы, уникальные для каждого из них.

«»

В этой таблице описывается изоляция дороги, сцепление с дорогой и повороты дороги.

© 2018 HowStuffWorks

Подвеска автомобиля с ее различными компонентами обеспечивает все описанные решения.

Давайте посмотрим на части типичной подвески, переходя от общей картины шасси к отдельным компонентам, из которых собственно состоит подвеска.

Реклама

Содержание

1. Детали подвески автомобиля
2. Амортизаторы: Амортизаторы
3. Амортизаторы: стойки и стабилизаторы поперечной устойчивости
4. Типы подвески: передняя
5. Типы подвески: Задняя
6. Специализированные подвески: Baja Bug
7. Специализированные подвески: гонщики Формулы-1
8. Специализированные подвески: Hot Rods

htm»>

Детали подвески автомобиля

Подвеска автомобиля фактически является частью шасси, которое включает в себя все важные системы, расположенные под кузовом автомобиля. К этим системам относятся:

• Рама : конструктивный несущий компонент, поддерживающий двигатель и кузов автомобиля, которые, в свою очередь, опираются на подвеску
• Система подвески : установка, поддерживающая вес, поглощающая и амортизирующая удары и помогающая поддерживать контакт с шинами
• Система рулевого управления : механизм, позволяющий водителю направлять и направлять транспортное средство
• Шины и колеса : компоненты, обеспечивающие движение автомобиля за счет сцепления и/или трения с дорогой

Таким образом, подвеска является лишь одной из основных систем любого автомобиля.

Advertisement

Имея в виду этот общий обзор, пришло время взглянуть на три основных компонента любой подвески: пружины, амортизаторы и стабилизаторы поперечной устойчивости.

Пружины

Современные пружинные системы основаны на одной из четырех основных конструкций:

• Винтовые пружины являются наиболее распространенным типом пружин и, по сути, представляют собой усиленный торсионный стержень, намотанный вокруг оси. Винтовые пружины сжимаются и расширяются, чтобы поглощать движение колес.
• Листовые рессоры состоят из нескольких слоев металла (называемых «листьями»), соединенных вместе, чтобы действовать как единое целое. Листовые рессоры впервые использовались на конных повозках и встречались на большинстве американских автомобилей до 19 века.85. Они до сих пор используются на большинстве грузовиков и большегрузных транспортных средств.
• Торсионные стержни используют свойства скручивания стального стержня, чтобы обеспечить работу, подобную винтовой пружине. Вот как они работают: один конец стержня крепится к раме автомобиля. Другой конец прикреплен к поперечному рычагу, который действует как рычаг, перемещающийся перпендикулярно торсиону. Когда колесо наезжает на неровность, вертикальное движение передается на поперечный рычаг, а затем, посредством рычажного действия, на торсион. Затем торсион скручивается вдоль своей оси, создавая усилие пружины. Европейские автопроизводители широко использовали эту систему, как и Packard и Chrysler в Соединенных Штатах, на протяжении 19 века.50-х и 1960-х годов.
• Пневматические амортизаторы состоят из цилиндрической воздушной камеры, расположенной между колесом и кузовом автомобиля, и используют сжимающие свойства воздуха для поглощения вибрации колеса. Сегодня эта технология используется во многих роскошных автомобилях, но на самом деле этой концепции уже более века, и ее можно найти в багги, запряженных лошадьми. Пневматические рессоры той эпохи делались из наполненных воздухом кожаных диафрагм, очень похожих на меха; они были заменены пневматическими рессорами из формованной резины в 1930 с.

В зависимости от того, где на автомобиле расположены рессоры — т. е. между колесами и рамой — инженеры часто считают удобным говорить о подрессоренной массе и неподрессоренной массе .

Пружины: Подрессоренная и неподрессоренная масса

Подрессоренная масса — это масса автомобиля, опирающегося на рессоры, а неподрессоренная масса — это масса между дорогой и пружинами подвески. Жесткость пружин влияет на реакцию подрессоренной массы во время движения автомобиля. Автомобили со слабой подвеской, такие как роскошные автомобили (например, Mercedes-Benz C-Class), могут проглатывать неровности и обеспечивать сверхплавную езду; однако такой автомобиль склонен нырять и приседать во время торможения и ускорения, а также имеет тенденцию к раскачиванию или крену кузова на поворотах. Автомобили с жесткой подвеской, такие как спортивные автомобили (например, Mazda Miata MX-5), менее снисходительны к ухабистым дорогам, но они хорошо минимизируют движения кузова, а это означает, что их можно вести агрессивно даже на поворотах.

Таким образом, хотя пружины сами по себе кажутся простыми устройствами, разработка и внедрение их в автомобиль, чтобы сбалансировать комфорт пассажиров и управляемость, является сложной задачей. И что еще более усложняет ситуацию, пружины сами по себе не могут обеспечить идеально плавную езду. Почему? Потому что пружины отлично поглощают энергию, но не так хорошо рассеивают ее. Для этого требуются другие конструкции, известные как демпферы .

Реклама

Амортизаторы: Амортизаторы

Если нет амортизирующей конструкции , автомобильная пружина будет растягиваться и высвобождать энергию, которую она поглощает от удара, с неконтролируемой скоростью. Пружина будет продолжать подпрыгивать со своей собственной частотой до тех пор, пока не будет израсходована вся первоначально вложенная в нее энергия. Подвеска, построенная только на рессорах, обеспечит чрезвычайно резвую езду и, в зависимости от местности, сделает автомобиль неуправляемым.

Введите амортизатор или демпфер, устройство, которое контролирует нежелательное движение пружины посредством процесса, известного как демпфирование . Амортизаторы замедляют и уменьшают величину вибрационных движений, превращая кинетическую энергию движения подвески в тепловую энергию, которая может рассеиваться через гидравлическую жидкость. Чтобы понять, как это работает, лучше всего заглянуть внутрь амортизатора, чтобы увидеть его структуру и функции.

Реклама

Амортизатор представляет собой масляный насос , расположенный между рамой автомобиля и колесами. Верхнее крепление амортизатора соединяется с рамой (т. е. с подрессоренной массой), а нижнее крепление соединяется с осью рядом с колесом (т. е. с неподрессоренной массой). В двухтрубная конструкция , один из самых распространенных типов амортизаторов, верхнее крепление соединяется со штоком поршня, который в свою очередь соединяется с поршнем, который в свою очередь сидит в трубке, заполненной гидравлической жидкостью. Внутренняя трубка известна как напорная трубка, а внешняя трубка известна как резервная трубка. В резервной трубке хранится избыточная гидравлическая жидкость.

Когда колесо автомобиля наталкивается на неровность дороги и вызывает скручивание и раскручивание пружины, энергия пружины передается на амортизатор через верхнюю опору, вниз через шток поршня и в поршень. Отверстия перфорируют поршень и позволяют жидкости просачиваться, когда поршень движется вверх и вниз в напорной трубке. Поскольку отверстия относительно крошечные, через них проходит лишь небольшое количество жидкости под большим давлением. Это замедляет поршень, который, в свою очередь, замедляет пружину.

Амортизаторы работают в два цикла — цикл сжатия и цикл растяжения . Цикл сжатия происходит, когда поршень движется вниз, сжимая гидравлическую жидкость в камере под поршнем. Цикл расширения происходит, когда поршень движется к верхней части напорной трубы, сжимая жидкость в камере над поршнем. Типичный легковой автомобиль или легкий грузовик будет иметь большее сопротивление во время цикла растяжения, чем во время цикла сжатия. Имея это в виду, цикл сжатия управляет движением неподрессоренной массы автомобиля, а цикл растяжения контролирует более тяжелую подрессоренную массу.

Все современные амортизаторы чувствительны к скорости — чем быстрее движется подвеска, тем большее сопротивление оказывает амортизатор. Это позволяет амортизаторам приспосабливаться к дорожным условиям и контролировать все нежелательные движения, которые могут возникнуть в движущемся транспортном средстве, включая отскок, раскачивание, пикирование при торможении и ускорение.

Реклама

Амортизаторы: стойки и стабилизаторы поперечной устойчивости

Другой распространенной демпфирующей конструкцией является стойка — по сути, амортизатор, установленный внутри винтовой пружины. Стойки выполняют две функции: они выполняют амортизирующую функцию как амортизаторы и обеспечивают структурную поддержку подвески автомобиля. Это означает, что стойки обеспечивают немного больше, чем амортизаторы, которые не поддерживают вес автомобиля — они контролируют только скорость, с которой вес передается в автомобиле, а не сам вес.

Поскольку амортизаторы и стойки очень важны для управления автомобилем, их можно считать важными элементами безопасности. Изношенные амортизаторы и стойки могут привести к чрезмерному переносу веса автомобиля из стороны в сторону и спереди назад. Это снижает способность шины сцепляться с дорогой, а также управляемость и эффективность торможения.

Реклама

Стабилизаторы поперечной устойчивости

Стабилизаторы поперечной устойчивости (также известные как стабилизаторы поперечной устойчивости) используются вместе с амортизаторами или стойками для придания движущемуся автомобилю дополнительной устойчивости. Стабилизатор представляет собой металлический стержень, который охватывает всю ось и эффективно соединяет каждую сторону подвески вместе.

Когда подвеска одного колеса перемещается вверх и вниз, стабилизатор передает движение другому колесу. Это создает более ровную езду, а уменьшает раскачивание автомобиля . В частности, он борется с креном автомобиля на подвеске при поворотах. По этой причине сегодня почти все автомобили оснащены стабилизаторами поперечной устойчивости в качестве стандартного оборудования, хотя, если это не так, комплекты позволяют легко установить стабилизаторы в любое время.

Реклама

Типы подвески: передняя

До сих пор наши обсуждения были сосредоточены на том, как работают пружины и амортизаторы на любом конкретном колесе. Но четыре колеса автомобиля работают вместе в двух независимых системах — два колеса, соединенные передней осью, и два колеса, соединенные задней осью. Это означает, что автомобиль может иметь и обычно имеет разный тип подвески спереди и сзади.

Многое зависит от того, связывает ли колеса жесткая ось или колеса могут двигаться независимо. Прежняя аранжировка известна как зависимая система , в то время как последняя компоновка известна как независимая система . В следующих разделах мы рассмотрим некоторые распространенные типы передней и задней подвески, которые обычно используются в обычных автомобилях.

Объявление

Зависимые передние подвески

Зависимые передние подвески имеют жесткую переднюю ось, соединяющую передние колеса. По сути, это выглядит как прочный стержень под передней частью автомобиля, удерживаемый листовыми рессорами и амортизаторами. Зависимая передняя подвеска, распространенная на грузовиках, не использовалась в обычных автомобилях в течение многих лет.

Независимая передняя подвеска

В этой конфигурации передние колеса могут двигаться независимо. Стойка Макферсона , разработанная Эрлом С. Макферсоном из General Motors в 1947 году, является наиболее широко используемой системой передней подвески, особенно в автомобилях европейского происхождения.

Стойка MacPherson объединяет амортизатор и винтовую пружину в единый блок. Это обеспечивает более компактную и легкую систему подвески, которую можно использовать для автомобилей с передним приводом.

«»

Подвеска на двойных поперечных рычагах на выставке в музее Toyota в Нагое, Япония.

Wikimedia Commons (CC BY SA 4.0)

Подвеска на двойных поперечных рычагах , также известная как подвеска с А-образными рычагами или подвеска с рычагами управления, является еще одним распространенным типом передней независимой подвески.

Хотя существует несколько различных возможных конфигураций, в этой конструкции обычно используются два рычага в форме поперечных рычагов для определения местоположения колеса. На каждом поперечном рычаге, который имеет два положения крепления к раме и одно на колесе, установлен амортизатор и цилиндрическая пружина для поглощения вибраций. Подвеска на двойных поперечных рычагах позволяет лучше контролировать угол развала колес, который описывает степень наклона колес внутрь и наружу. Они также помогают свести к минимуму крен или раскачивание и обеспечивают более стабильное ощущение рулевого управления. Из-за этих характеристик подвеска на двойных поперечных рычагах часто используется на передних колесах больших автомобилей.

Теперь давайте посмотрим на некоторые распространенные задние подвески.

Реклама

Типы подвески: Задняя

Зависимые задние подвески

Если задние колеса автомобиля соединяет неразрезная ось, то подвеска, как правило, достаточно простая — либо на листовой рессоре, либо на винтовой. В прежней конструкции листовые рессоры прижимались непосредственно к ведущему мосту. Концы листовых рессор крепятся непосредственно к раме, а амортизатор крепится к хомуту, удерживающему пружину на оси. В течение многих лет американские производители автомобилей отдавали предпочтение этой конструкции из-за ее простоты.

Та же базовая конструкция может быть достигнута с винтовыми пружинами, заменяющими листы. При этом пружина и амортизатор могут монтироваться как единое целое или как отдельные компоненты. Когда они разделены, пружины могут быть намного меньше, что уменьшает количество места, которое занимает подвеска.

Реклама

Независимая задняя подвеска

Если и передняя, ​​и задняя подвески независимы, то все колеса установлены и подпружинены по отдельности, что в рекламе автомобилей рекламируется как «независимая подвеска четырех колес». Любую подвеску, которую можно использовать на передней части автомобиля, можно использовать и на задней, а версии передних независимых систем, описанных в предыдущем разделе, можно найти на задних осях. Разумеется, в задней части автомобиля отсутствует рулевая рейка — узел, включающий ведущую шестерню и позволяющий колесам поворачиваться из стороны в сторону. Это означает, что задние независимые подвески могут быть упрощенными вариантами передних, хотя основные принципы остаются прежними.

Далее мы рассмотрим подвески специальных автомобилей.

Реклама

Специализированные подвески: Baja Bug

По большей части эта статья была посвящена подвескам основных передне- и заднеприводных автомобилей — автомобилей, которые ездят по обычным дорогам в нормальных условиях вождения. А как насчет подвески специальных автомобилей, таких как хот-роды, гоночные автомобили или экстремальные внедорожники? Хотя подвески специальных автомобилей подчиняются тем же основным принципам, они обеспечивают дополнительные преимущества, уникальные для условий вождения, в которых они должны двигаться. Далее следует краткий обзор конструкции подвески для трех типов специальных автомобилей — Baja Bugs, гоночных болидов Формулы-1 и хот-родов в американском стиле.

Baja Bugs

Volkswagen Beetle, или Жук, суждено было стать фаворитом среди любителей бездорожья. Благодаря низкому центру тяжести и расположению двигателя над задней осью полноприводный Bug справляется с бездорожьем так же, как и с некоторыми полноприводными автомобилями. Конечно, VW Bug не готов к бездорожью с заводской комплектацией. Большинство жуков требуют некоторых модификаций или преобразований, чтобы подготовить их к гонкам в суровых условиях, таких как пустыни Нижней Калифорнии.

Объявление

Одно из самых важных изменений происходит в подвеске. Торсионная подвеска, стандартное оборудование для передней и задней части большинства Bugs в период с 1936 по 1977 год, может быть поднята, чтобы освободить место для тяжелых внедорожных колес и шин. Более длинные амортизаторы заменяют стандартные амортизаторы, чтобы поднять кузов выше и обеспечить максимальный ход колес. В некоторых случаях преобразователи Baja Bug полностью удаляют торсионы и заменяют их несколькими Coil-over systems , продукт послепродажного обслуживания, который сочетает в себе пружину и амортизатор в одном регулируемом блоке. Результатом этих модификаций является транспортное средство, которое позволяет колесам перемещаться по вертикали на 20 дюймов (50 сантиметров) или более с каждой стороны. Такой автомобиль может легко перемещаться по пересеченной местности и часто «прыгает» по стиральной доске в пустыне, как камень по воде.

Реклама

Специализированные подвески: гонщики Формулы-1

Гоночный автомобиль Формулы-1 представляет собой вершину автомобильных инноваций и эволюции. Легкие композитные кузова, мощные двигатели V10 и усовершенствованная аэродинамика позволили создать более быстрые, безопасные и надежные автомобили.

Чтобы сделать мастерство пилота ключевым фактором отличия в гонке, к конструкции гоночных автомобилей Формулы-1 применяются строгие правила и требования. Например, правила, регулирующие конструкцию подвески, гласят, что все гонщики Формулы-1 должны иметь обычные пружины, но они не допускают активных подвесок с компьютерным управлением. Для этого автомобили оснащены многорычажной подвеской , в которой используется многорычажный механизм, эквивалентный системе двойных поперечных рычагов.

Реклама

Напомним, что конструкция с двумя поперечными рычагами использует два рычага управления в форме поперечных рычагов для управления движением вверх и вниз каждого колеса. У каждого рычага есть три монтажных положения — два на раме и одно на ступице колеса — и каждое соединение шарнирно закреплено, чтобы направлять движение колеса. Во всех автомобилях основным преимуществом подвески на двойных поперечных рычагах является контроль . Геометрия рычагов и эластичность соединений дают инженерам полный контроль над углом поворота колеса и другими динамическими характеристиками автомобиля, такими как подъем, приседание и пикирование.

Однако, в отличие от дорожных автомобилей, амортизаторы и винтовые пружины гоночного автомобиля Формулы-1 не крепятся непосредственно к рычагам управления. Вместо этого они ориентированы по длине автомобиля и управляются дистанционно с помощью ряда толкающих и тянущих стержней. Они переводят движения колеса вверх-вниз в возвратно-поступательные движения пружинно-демпферного аппарата.

Реклама

Специализированные подвески: Hot Rods

Эпоха классического американского хот-рода длилась с 1945 примерно до 1965 года. Как и Baja Bugs, классические хот-роды требовали от своих владельцев значительных модификаций. Однако, в отличие от Bugs, которые построены на шасси Volkswagen, хот-роды были построены на множестве старых, часто исторических моделей автомобилей: автомобили, выпущенные до 1945 года, считались идеальным материалом для трансформации хот-родов, потому что их кузова и рамы часто были в хорошей форме. , а их двигатели и трансмиссии нуждались в полной замене. Для энтузиастов хот-родов это было именно то, что они хотели, поскольку это позволяло им устанавливать более надежные и мощные двигатели, такие как Ford V8 с плоской головкой или Chevrolet V8.

Один из популярных хот-родов был известен как T-bucket , потому что он был основан на Ford Model T. Стандартная передняя подвеска Ford Model T состояла из цельной двутавровой балки переднего моста (зависимая подвеска). , U-образная багги-рессора (листовая рессора) и радиусный стержень в форме поперечного рычага с шариком на заднем конце, который поворачивался в чашке, прикрепленной к трансмиссии.

Advertisement

Инженеры Ford создали модель T для высокой езды с большой амплитудой колебаний подвески, идеальной конструкцией для грубых, примитивных дорог 19-го века. 30 с. Но после Второй мировой войны хот-роддеры начали экспериментировать с более крупными двигателями Cadillac или Lincoln, что означало, что радиусный стержень в форме поперечного рычага больше не применялся. Вместо этого они сняли центральный шар и прикрутили концы поперечного рычага к раме. Эта конструкция « с разделенным поперечным рычагом » опустила переднюю ось примерно на 1 дюйм (2,5 сантиметра) и улучшила управляемость автомобиля.

Чтобы опустить ось более чем на дюйм, потребовалась совершенно новая конструкция, которую предоставила компания Bell Auto. На протяжении 19В 40-х и 1950-х годах Bell Auto предлагала осей с опускаемой трубой , которые опускали автомобиль на целых 5 дюймов (13 сантиметров). Трубчатые оси были изготовлены из гладких стальных труб и сбалансированы по прочности с превосходной аэродинамикой. Стальная поверхность также лучше воспринимала хромирование, чем кованые оси с двутавровой балкой, поэтому хот-роддеры часто предпочитали их и из-за их эстетических качеств.

Однако некоторые энтузиасты хот-родов утверждали, что жесткость трубчатой ​​оси и ее неспособность изгибаться ухудшают ее способность справляться с нагрузками при вождении. Чтобы приспособиться к этому, хот-роддеры представили четырехбалочная подвеска с двумя точками крепления на оси и двумя на раме. В каждой точке крепления концы стержней авиационного типа обеспечивали достаточное движение под любым углом. Результат? Четырехбалочная система улучшила работу подвески в любых условиях вождения.

Для получения дополнительной информации о подвеске автомобиля и смежных темах перейдите по ссылкам ниже.

Реклама

Первоначально опубликовано: 11 мая 2005 г.

Подвеска автомобиля Часто задаваемые вопросы

Что делает подвеска для автомобиля?

Задачей подвески автомобиля является максимальное трение между шинами и дорожным покрытием, обеспечение устойчивости рулевого управления при хорошей управляемости и обеспечение комфорта пассажиров.

Из каких частей состоит подвеска автомобиля?

Подвеска автомобиля фактически является частью шасси, которое включает в себя все важные системы, расположенные под кузовом автомобиля. Эти системы включают в себя:

Рама: конструктивный несущий элемент, поддерживающий двигатель и кузов автомобиля, которые, в свою очередь, опираются на подвеску.
Система подвески: установка, которая поддерживает вес, поглощает и гасит удары и помогает поддерживать контакт с шиной.
Система рулевого управления: механизм, который позволяет водителю вести и направлять транспортное средство.
Шины и колеса: компоненты, обеспечивающие движение автомобиля за счет сцепления и/или трения с дорогой

Как долго служат подвески автомобилей?

Подвеска вашего автомобиля обычно нуждается в ремонте или замене деталей, таких как амортизаторы и стойки, примерно через 50 000 миль.

Что вызывает проблемы с подвеской автомобиля?

Поскольку подвеска автомобиля состоит из множества деталей, в любой части подвески может возникнуть ряд проблем. Как правило, сильные удары и значительные неровности, такие как выбоины или дорожные препятствия, приводят к проблемам с подвеской или ее повреждениям.

Как узнать, повреждена ли подвеска?

Признаки повреждения подвески могут включать занос, занос во время поворотов, неровную езду, при которой вы чувствуете каждую неровность дороги, и рывки вперед при остановке.

Много дополнительной информации

Статьи по теме

Другие полезные ссылки

• Автомобильные Библии: полное руководство по подвеске автомобиля
• Амортизаторы и стойки Monroe Техническая поддержка
• Samarins.com: Как проверить подвеску и рулевое управление автомобиля при покупке подержанного автомобиля

Источники

• «Подвеска Bose». Edmunds.com, Внутренняя линия. По состоянию на 26 апреля 2005 г.
• http://www.cars.com/carsapp/national/?szc Cars. com Глоссарий Подвеска на двойных поперечных рычагах.
• Клайнс, Том. 2004 Лучше жить через любопытство. Популярная наука. 3 декабря.
• ДиПьетро, ​​Джон. 2004. http://www.edmunds.com/insideline/do/Features/articleId»
• http://www.edmunds.com/insideline/do/Features/articleId» Encyclopedia Britannica 2005, s.v. «демпфирование». CD-ROM, 2005.
• http://www.edmunds.com/insideline/do/Features/articleId»Kahn, Dan. http://www.monroe.com/tech_support/tec_default.asp http://www.rodandcustommagazine.com/techarticles /135_0312_solid/ Амортизаторы и стойки Monroe. Техническая поддержка, техническое обучение.
• Шерман, Дон. Американец: Как обстоят дела сегодня, Нью-Йорк: Crown Publishers,

.

​

Процитируйте это!

Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:

William Harris & Kristen Hall-Geisler
«Как работает подвеска автомобиля»
11 мая 2005 г.
HowStuffWorks.com.
21 марта 2023 г.

Citation

Обзор ходовой части » Блог ноу-хау NAPA

Опубликовано 27 апреля 2018 г. автором ноу-хау NAPA Auto Parts

С тех пор, как на сцене появился безлошадный экипаж, обслуживание ходовой части автомобиля претерпевало постоянные и радикальные изменения. Ходовую часть или шасси лучше всего описать как ряд взаимосвязанных деталей рулевого управления и подвески, которые следует осматривать и обслуживать в комплексных системах. Существует несколько типов подвески и рулевого управления. Несмотря на различия в конструкции, каждый тип выполняет одну и ту же функцию.

Что такое подвеска?

Подвеска соединяет кузов автомобиля с ходовой частью (шины, колеса, тормоза) и состоит из различных пружин, амортизаторов и сопутствующих деталей. Основная функция системы подвески — поддерживать вес автомобиля, поглощать удары и обеспечивать опорную точку для колес. Это позволяет автомобилю сохранять плавность хода и проходить повороты, не теряя сцепления с дорогой.

Системы передней подвески

Основными типами систем передней подвески, используемых в легковых автомобилях и легких грузовиках, являются обычные винтовые пружины, торсионные балки и системы стоек МакФерсона. В большинстве полноразмерных американских автомобилей используется либо спиральная пружина, либо торсионная система. Система амортизационных стоек широко используется в импортных автомобилях, а также в новых переднеприводных автомобилях и отечественных автомобилях меньшего размера. Функция каждой системы подвески одинакова — поддерживать транспортное средство на проектной высоте, поддерживать надлежащее выравнивание колес, максимизировать контакт шин с поверхностью дороги и поглощать дорожные удары, передаваемые через шины. Однако метод, используемый для этого, различен для всех трех систем.

Система винтовых пружин: вес автомобиля поддерживается винтовыми пружинами и контролируется жесткостью их пружин. Пружины могут быть установлены на нижнем рычаге подвески или верхнем рычаге подвески. Расположение пружины определяет, какой шаровой шарнир является держателем нагрузки. В системах с цилиндрическими пружинами несущий шаровой шарнир всегда находится на рычаге подвески, несущем пружину.

Торсионная балка: Поддерживает вес автомобиля за счет «скручивания» штанги. В этом случае торсион делает слово, обычно управляемое винтовой пружиной.

Системы амортизационных стоек: Иностранные производители автомобилей первыми внедрили систему амортизационных стоек MacPherson из-за ее компактной конструкции. С уменьшением размеров отечественных автомобилей предпочтительной конструкцией подвески стала система стоек с некоторыми модификациями.

Система стоек МакФерсон: Амортизатор, пластины винтовых пружин, винтовые пружины и верхний шарнирный подшипник оси рулевого управления объединены в узел стойки Макферсон. Вес автомобиля поддерживается верхней пластиной пружины, спиральной пружиной и корпусом стойки, а также узлом поворотного кулака внизу. Амортизатор гасит вибрации, а спиральная пружина контролирует отскок и высоту дорожного просвета. Спиральная пружина удерживается на месте нижней пружинной пластиной, приваренной к корпусу стойки, и верхней пластиной, прикрученной к корпусу болтами. Шаровой шарнир на нижнем рычаге обеспечивает точку поворота поворотного кулака. Поскольку нагрузка транспортного средства проходит через поворотный кулак к корпусу стойки, нижний шаровой шарнир изолирован от веса транспортного средства, что делает его толкающим, а не несущим. Система амортизационных стоек MacPherson особенно выгодна для автомобилей с передним приводом. Поскольку стойка установлена ​​на верхней части поворотного кулака, она обеспечивает доступ к шпинделю для установки карданного вала.

Модифицированная стойка: используется в основном в автомобилях с задним приводом, отличается от традиционной системы МакФерсон тем, что винтовая пружина не является внутренней частью корпуса стойки. В модифицированной стойке пружина расположена между нижним рычагом подвески и рамой автомобиля. Так как спиральная пружина опирается на нижний рычаг, нижняя шаровая опора становится несущей. Стойка соединяется с поворотным кулаком внизу и крепится болтами к цельному кузову вверху, что устраняет необходимость в верхнем рычаге подвески.

Задняя подвеска

Независимая подвеска с листовыми рессорами и винтовыми пружинами наиболее распространена в современных автомобилях с задним приводом. Их конструкция со сплошной осью демонстрирует некоторые из тех же характеристик износа, что и системы с передней частью со сплошной осью. Но эффект не столь драматичен, так как задние колеса не поворачиваются. С тенденцией к переднему приводу независимые задние подвески становятся все более заметными. Независимая задняя подвеска в течение некоторого времени предлагала улучшенные характеристики заднеприводных автомобилей.

Система листовых рессор: в этой системе не используются рычаги управления. U-образные болты соединяют пружины с корпусом моста, а «дуги» соединяют пружину с рамой или цельным кузовом.

Система винтовых пружин: Винтовые пружины установлены на картере моста и раме на нижней стороне автомобиля. Движение вперед и назад контролируется продольными и поперечными рычагами.

Независимая задняя система: Независимая задняя подвеска используется на автомобилях с задней нетвердой осью. В этих узлах используются U-образные шарниры на осях, чтобы обеспечить независимое вращение осей с движением подвески. Независимая задняя подвеска обеспечивает лучшее сцепление с дорогой, поскольку угол наклона колеса при отклонении практически не меняется. Результатом является лучшее ускорение и торможение, а также меньшее сопротивление качению при повороте.

Независимая задняя подвеска в основном использует подвеску с цилиндрическими пружинами, хотя стойки становятся все более популярными. Независимая задняя подвеска требует дополнительного ухода и обслуживания. Поскольку эти подвески независимы, каждая сторона должна быть выровнена с другой, а также с передними колесами. Это обеспечивает точное отслеживание, поддерживает надлежащий износ шин и снижает сопротивление качению.

Системы со спиральными пружинами

Цилиндрические пружины с обычной или постоянной жесткостью подходят как для стандартных, так и для тяжелых условий эксплуатации. Винтовые пружины с переменной жесткостью предназначены для удовлетворения требований обоих применений.

Основы винтовых пружин: Функция винтовых пружин состоит в том, чтобы поглощать дорожные удары, а также поддерживать и удерживать автомобиль на проектной высоте. Движение пружины контролируется действием амортизатора. Амортизатор на самом деле не поглощает удар, он просто гасит движение пружины. Амортизаторы не воспринимают вес автомобиля и не влияют на его дорожный просвет. Винтовые пружины оцениваются по жесткости пружины, измеряемой в фунтах на дюйм. Это общая нагрузка, распределенная по ходу от свободной высоты до нагруженной высоты винтовой пружины.

Винтовые пружины двойного действия и должны реагировать как на толчок, так и на отскок движения подвески. Пружина и амортизатор вместе удерживают шины в контакте с поверхностью дороги, обеспечивая адекватное сцепление с дорогой, управляемость, эффективность и комфорт при езде.

Типы винтовых пружин

Стандарт: качество и производительность оригинального оборудования. Стандартные типы восстанавливают правильную высоту автомобиля и геометрию подвески. Они сохраняют хороший контроль рулевого управления и прицеливание фар. Они предотвращают стук и стук в передней подвеске при нормальных нагрузках. Они предназначены для перевозки легких грузов до номинальной грузоподъемности автомобиля.

Heavy Duty: предназначен для обеспечения дополнительной грузоподъемности, необходимой для транспортных средств, которые часто перевозят более тяжелые, чем стандартные, и средние нагрузки. Большинство пружин для тяжелых условий эксплуатации имеют жесткость пружины примерно на 25% больше для аналогичного увеличения грузоподъемности. Для тяжелонагруженных автомобилей управляемость, производительность и внешний вид будут аналогичны автомобилям с нормальными нагрузками со стандартными винтовыми пружинами. Однако катушка для тяжелых условий эксплуатации может лучше всего работать только при дополнительной нагрузке. В условиях более легкой нагрузки конструкция винтовой пружины для тяжелых условий эксплуатации обеспечит немного более жесткую езду и не будет поглощать удары от дороги так же, как стандартная сменная пружина.

Переменная скорость: Жесткость пружины изменяется в зависимости от хода пружины, в отличие от постоянной скорости, как в обычных стандартных и усиленных пружинах. Это достигается за счет постепенного увеличения расстояния между витками пружины. Плотно намотанные витки обеспечивают обычные ходовые качества, а широко расположенные витки обеспечивают дополнительную несущую способность. В процессе работы витки постепенно сжимаются, что приводит к постепенному увеличению жесткости пружины.

Проверить все детали рулевого управления и подвески , доступный в NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для планового технического обслуживания и ремонта.