Все про подвеску автомобиля — описание от курсов автослесаря в СПБ
15.10.2019Новости партнеровПросмотров: 1345Подвеска (система подрессирования) – это система шин, воздуха в них, пружин, амортизаторов и рычагов, которая соединяет транспортное средство с его колесами и обеспечивает относительное движение между ними. Подвесные системы должны поддерживать как устойчивость/управляемость на дороге, так и качество езды. Настройка подвесок предполагает поиск правильного компромисса. Важно, чтобы подвеска максимально удерживала дорожное колесо в контакте с дорожным покрытием, потому что все дорожные или наземные силы, действующие на автомобиль, действуют через контакт шин. Подвеска также защищает само транспортное средство и любой груз или багаж от повреждений и износа. Конструкция передней и задней подвески автомобиля может быть разной.
Из чего состоит подвеска автомобиля
Задача автомобильной системы подрессирования состоит в том, чтобы сгладить поездку при сохранении превосходного контроля.
- шасси или раму;
- спиральные пружины;
- листовые рессоры;
- демпферы;
- распорки и амортизаторы;
- стабилизаторы поперечной устойчивости или кручения.
Различные их комбинации могут образовывать определенную систему.
Когда транспортное средство ускоряется на дороге, удары вызывают преобразование энергии в поступательную вертикальную энергию, которая проходит через раму автомобиля. Без спиральных и листовых рессор вертикальная энергия заставляла бы автомобиль съезжать с дороги, при этом уменьшалось бы трение шин. Машина с огромной силой сбивалась бы с места.
Из каких деталей состоит подвеска? Спиральные и листовые рессоры предназначены для поглощения сил подъема/опускания, чтобы шины надежно двигались на земле. У легковых автомобилей обычно есть спиральные пружины спереди и листовые рессоры сзади, а у многих полноприводных грузовых автомобилей, спортивных автомобилей и грузовиков есть спиральные пружины спереди и сзади или независимая передняя/задняя подвеска. Демпферы, а именно стойки и амортизаторы, рассеивают энергию, поглощаемую спиральными пружинами, поэтому движение вверх/вниз быстро уменьшается до нуля. Если демпферы находятся в надлежащем рабочем состоянии, пассажирская кабина должна оставаться практически незатронутой, преодолевая провалы или неровности дороги. При старых или неисправных амортизаторах машина начинает подпрыгивать – это продолжается в течение продолжительных периодов времени.
Некоторым транспортным средствам необходимы торсионные стержни, называемые стабилизаторами качения или стабилизаторами поперечной устойчивости. Они охватывают раму, помогая выравнивать движение из стороны в сторону во время поворота. Торсионные стержни – важные компоненты на транспортных средствах высокого профиля.
Роскошные легковые транспортные средства имеют системы, разработанные для максимального комфорта. Жесткие системы подрессирования типичны для грузовых автомобилей, предназначенных для перевозки тяжелых грузов. Поднятые до более высокого профиля автомобильные подвески на транспортных средствах, часто при бездорожье, заменяют ключевые части системы. Подъемные комплекты предназначены для конкретной модели, чтобы компенсировать смещение веса и то, как это повлияет на рулевое управление и подвеску.
Неустойчивое на одном уровне транспортное средство склонно к слишком сильному подпрыгиванию или плохой управляемости и демонстрирует проблемы, связанные с системой подвески. Это сильно влияет на безопасность автомобиля, поэтому перед началом движения его следует осматривать и при необходимости ремонтировать.
Роль хорошей подвески
Хорошая система подрессирования должна обеспечивать движение колес при любых условиях. Это может быть во время резкого ускорения, торможения, тяжелого прохождения поворотов, ударов, пробоин. Если вас заинтересовала данная тема, то при желании вы сможете узнать подробнее на курсах автослесаря в СПБ https://tech-school.ru/technical-service/car-mechanic-basic-medium. Каким бы ни было препятствие, главная цель подвески – держать шины в контакте с дорогой.
Подвеска, изолируя шасси, используется для поглощения дорожного удара.
Система подрессирования не должна быть мягкой – это влияет на динамику автомобиля, так как при поворотах крен кузова может быть слишком сильным. Если автомобильная подвеска слишком мягкая, она будет сильно реагировать даже на небольшие неровности.
Чересчур жесткая система подрессирования сделает поездку некомфортной.
Правильно подобранная подвеска обеспечит машине хорошую динамику.
Система подвески обеспечивает равномерный контакт колеса и шины, в противном случае на шине будет наблюдаться износ протектора (внутри или снаружи).
Управление автомобилем и динамика в основном зависят от геометрии подвески.
Современная система подрессирования
Автомобили изначально разрабатывались как самоходные версии гужевого транспорта. Однако скорость у них была относительно низкая.
Первая работоспособная рессорная подвеска требовала передовых технологий и навыков, и стала возможной только с началом индустриализации. Обадия Эллиотт впервые запатентовала автомобиль с рессорной подвеской: каждое колесо имело по 2 прочные стальные листовые рессоры с каждой стороны, а корпус каретки был прикреплен непосредственно к пружинам, которые были прикреплены к осям.
Листовые рессоры были первыми современными подвесками и ознаменовали значительное улучшение в дорожном транспорте до появления автомобиля. Британские стальные пружины не подходили для использования на неровных дорогах Америки того времени, поэтому компания Abbot-Downing of Concord, штат Нью-Гемпшир, представила подвеску с кожаным ремешком, которая давала качающиеся движения.
В 1901 году Mors of Paris впервые оснастил автомобиль амортизаторами.
Спиральные пружины впервые появились на серийном автомобиле в 1906 году в Brush Runabout. Сегодня винтовые пружины используются в большинстве машин.
В 1920 году Leyland Motors использовала торсионные стержни в системе подвески.
В 1922 году независимая передняя подвеска была впервые применена на Lancia Lambda и с 1932 года стала распространена на автомобилях масс-маркета. Сегодня большинство автомобилей имеют независимую подвеску на всех 4 колесах.
В 2002 году Малкольм Смит изобрел новый пассивный компонент подвески, что позволило увеличить эффективную инерцию подвески колеса с помощью зубчатого маховика, но без добавления значительной массы. Первоначально он использовался в Формуле-1, а затем распространился на другой спортивный транспорт.
Разница между задней подвеской и передней подвеской
Любой четырехколесный транспорт нуждается в системе подрессирования как для передних, так и для задних колес, но в двухколесных транспортных средствах может быть совершенно другая конфигурация. Для привода передних колес автомобилей задняя подвеска имеет несколько ограничений и множество осей пучков. Для привода задних колес автомобилей задняя подвеска имеет много ограничений. Полный привод часто снабжен подвесками, подходящими и на передние, и на задние колеса.
Подвеска автомобиля
Подвеска автомобиля
Для чего предназначена подвеска автомобиля? Подвеска авто должна обеспечивать упругую связь между кузовом транспортного средства и колесами. Основное предназначение подвески заключается в обеспечении автомобилю плавности хода, устойчивости. Это становится возможным за счет преобразования энергии удара, возникшего при наезде на неровность или на определенное препятствие, в перемещение упругого элемента подвески.
Основные элементы подвески разделяют на:
- упругие элементы – призваны обеспечить пружинные свойства подвески, воспринимают вертикальную нагрузку; бывают стальными, пневмоническими, резиновыми;
- направляющее устройство – обеспечивает связь колес с кузовом;
- гасительный элемент – амортизаторы, нужны для гашения колебаний несущей системы, поглощают энергию колебаний, повышают уровень надежности контакта с дорогой;
Упругие элементы подвесок (металлические) – это пружина, рессора, торсион. Подвески легковых авто чаще всего используют витые пружины, которые легко вписывают в конструкцию машины. Преимущество пружин – они более компактны, чем рессоры.
Рессоры – долгожители в транспортной истории, они использовались еще в конных экипажах и до сих пор находят применение в современных авто. Их преимущества в совмещении функций направляющих и упругих элементов. В последнее время популярность рессор у производителей несколько снизилась, несмотря на всю выгодность их производства (рессоры дешевы и просты в изготовлении). Снижение позиций рессор обусловлено прежде всего тем, что современные авто стали более скоростные.
Торсионы – наиболее часто представлены в виде шлифованного цилиндрического стержня, реже – в виде набранных из стали полос. Такой тип упругих элементов сложен в производстве, именно поэтому не достаточно распространен.
Упругие элементы подвесок – неметаллические
- резиновые – работают на сдвиг, дешевы и компактны, но имеют существенный недостаток – материал быстро изнашивается, стареет.
- гидропневматические — имеют отличные ходовые характеристики, обеспечивают высокий уровень комфортности; из-за сложности и дороговизны пока не имеют достаточного распространения
Металлические упругие элементы имеют постоянную жесткость, резиновые и пневматические – переменную жесткость. Именно неметаллические упругие элементы подвесок могут обеспечить транспортному средству мягкость и комфортность хода.
По конструкции направляющих элементов подвески делят на зависимые и независимые:
Зависимая подвеска — в связи с тем, что данный вид подвески не обеспечивает должного сочетания плавности хода и управляемости авто, все реже применяется. В основном применяется для задних колес. Зависимая подвеска имеет простую конструкцию: объединяет колеса жесткой балкой, поэтому характеризуется высокой степенью надежности.
Независимая подвеска – имеет принципиальное отличие от зависимой подвески: связь между колесами отсутствует, колеса независимы друг от друга, от чего значительно повышается плавность хода. К тому же такой тип подвески занимает меньше места внутри кузова.
Виды подвесок
- подвеска макферсон
- двурычажная подвеска
- многорычажная подвеска
- торсионная – рабочие элементы такой подвески – торсионы, упругие стержни
- подвеска на продольных рычагах
Подвеска на продольных рычагах эксплуатируется в качестве задней подвески, остальные же названные типы подвесок могут использоваться на передней и задней оси автомобиля. Для передней оси наиболее часто используют подвеску макферсон, на задней оси – многорычажную подвеску.
Подвеска макферсон (МакФерсона) — обязана своим названием американскому инженеру МакФерсону. Эта подвеска, имеющая направляющие стойки, может быть задействована для эксплуатации, как для передних, так и для задних колес. Имеет ряд преимуществ:
- компактна – благодаря этому широко используется на переднеприводных авто
- проста и недорога в изготовлении
- характеризуется большим расстоянием по высоте между опорными узлами – это благоприятно способствует уменьшению силы в местах крепления к кузову
- большой ход подвески, который препятствует пробоям
Такой тип подвески не применяется на спортивных авто, так как конструктивные особенности подвески приводят к изменению развала колес. У подвески макферсон есть еще некоторые недостатки:
- усиленное трение между штоком и направляющей – может ухудшать работу подвески
- затрудненная эксплуатация на неровных, неблагоустроенных дорогах
- сложность изоляции шумов дороги
Двурычажная подвеска – конструкция имеет два поперечных рычага, что обеспечивает должным образом минимальные поперечные перемещения колеса. Такой тип универсальной подвески автомобиля позволяет каждому колесу независимо, самостоятельно друг от друга, воспринимать неровности поверхности, это благоприятно влияет на хорошее сцепление с дорогой. Состоит подвеска из верхнего короткого рычага и нижнего длинного. Такая конструкция придает дополнительную устойчивость автомобилю на поворотах.
Из недостатков двурычажной подвески можно назвать сложность её конструкции, и связанную с ней сложность обслуживания. В этом отношении у подвески макферсон есть преимущества – у неё верхний поперечный рычаг заменен на амортизаторную стойку.
Многорычажная подвеска – наиболее распространенный тип подвески. Устанавливается и на переднеприводные авто и на заднеприводные транспортные средства. Благодаря большому количеству элементов и сложности конструкции, подвеска хорошо гасит удары при резком наезде на препятствия.
Основные преимущества:
- высокая плавность хода, хорошая управляемость
- низкий уровень шума
- независимость колес
- самостоятельные продольная и поперечная регулировки
К недостаткам данного типа подвески можно отнести только сложность производства и связанную с этим высокую стоимость готовой продукции. Раньше многорычажная подвеска устанавливалась только на дорогих авто представительского класса.
Адаптивная (активная подвеска). Особый интерес у производителей вызывает адаптивная подвеска. Её конструкция включает систему управления и регулируемые амортизаторы. Предусмотрено три режима эксплуатации: нормальный, комфортный, спортивный. В зависимости от ситуации, водитель сам выбирает необходимый ему режим. В работе системы управления данного типа подвески используются датчики: датчики ускорения, датчики дорожного просвета, настройки демпфирования.
На основании датчиков, система управления формирует управляющие сигналы. Это позволяет обеспечить каждому из выбранных водителем режимов комфорт и безопасность. Благодаря изменению степени демпфирования амортизаторов, меняющемуся в зависимости от параметров движения и состояния дорожного покрытия, адаптивную подвеску можно назвать универсальной.
Какие подвески для автомобиля лучше в 2021 году
При выборе автомобиля практически каждый покупатель смотрит на такой параметр как подвеска. У новой машины важно узнать тип используемой конструкции. Если это подержанный автомобиль, то проверяется не только разновидность, но и её текущее состояние. Подвеска машины во многом влияет на комфорт, проходимость машины и ряд других параметров.
Неопытные автолюбители точно не знают, что выбрать, когда предлагаются мягкие и жёсткие варианты, зависимые и независимые.
Тут рекомендуется брать то, что подойдёт под ваши потребности, пожелания, а также условия эксплуатации. При этом остановить свой выбор придётся на том, чем оснастил машину автопроизводитель. Полностью менять подвеску, покупая авто, нерационально и чрезмерно затратно.
Что это такое
Как такового рейтинга самых мягких и жёстких подвесок для автомобилей не существует. Можно составить топ из отдельных элементов, которые входят в состав общей конструкции подвески. Но сама система напрямую зависит от производителя. Здесь нельзя перечислить какие-то бренды или заводы-изготовители, хотя можно выделить автомобили, которые отличаются наиболее удачными вариантами выполненной подвески.
Чтобы определиться с лучшей подвеской для автомобиля конкретно под свои потребности, нужно разобраться в том, какой она бывает и чем отличается друг от друга.
Есть несколько общих моментов. Для начала стоит запомнить. Подвеской называют совокупность все компонентов и узлов, которые соединяют кузов или раму транспортного средства с его колёсами.
Существуют такие основные компоненты:
- Элементы упругости. Они отвечают за то, чтобы конструкция имела определённую степень упругости. Такие составляющие воспринимают, а затем передают вертикальные нагрузки, возникающие в момент наезда на неровность.
- Направляющие. Эти элементы определяют характер передвижения колёс. Ещё направляющие нужны для передачи боковых и продольных усилий, а также моментов, которые возникают при этом.
- Амортизирующие. Требуются, чтобы гасить колебания, образующиеся в результате влияния внутренних и внешних факторов, то есть сил.
Это общие понятия. Но они никак не позволяют ответить на вопрос о том, какая же подвеска для автомобиля лучше.
Теперь пройдёмся по всем существующим вариантам конструкций.
Всё начиналось с рессор
Если спросить у современного водителя о том, какая подвеска будет лучше для оснащения легкового автомобиля, то услышать от него название рессорной конструкции вряд ли удастся, но именно с неё фактически всё и началось.
Первые колёсные транспортные средства подвеску вовсе не использовали. Никаких упругих элементов не устанавливалось.
Но предки были умными ребятами. Опираясь на какие-то исследования и наблюдения, создали первые рессоры. По мере того, как развивалась металлургическая промышленность, пластины из металла научились делать упругими.
Собственно, было взято несколько упругих полос, которые объединили в один пакет и создали первую в мире рессорную подвеску. В те времена наибольшее распространение получили эллиптические конструкции. У них соединялись концы двух рессор, а середины фиксировались к кузову с одной стороны, а к колёсной оси с другой.
После карет и телег рессоры перекочевали на первые автомобили. Причём применялись конструкции для зависимых подвесок в виде полуэллиптических систем, а также размещали рессоры поперёк, что позволяло делать независимые подвески.
В отечественном автомобилестроении длительное время рессоры были незаменимыми. Их ставили на Москвичи, пока не появились переднеприводные версии, а также на Волги. Стоит добавить, что ряд моделей УАЗ до сих пор рессорные.
Система рессор переживала постоянные модернизации. При этом количество листов постепенно уменьшалось. В итоге применяют даже по 1 листу, устанавливая подобные подвески на небольшие фургоны.
Объективно рессорная подвеска уже далеко не лучшая в мире. Конструкция имеет ряд положительных качеств. Среди них:
- Элементарная конструкция. Зависимая подвеска фактически может состоять из пары рессор и такого же числа амортизаторов. Моменты и силы при этом будут передаваться на раму или кузов. Никакие вспомогательные элементы тут не требуются.
- Компактные размеры. Узел занимает минимум места, что также идёт на пользу в автомобилестроении.
- Пониженные требования к амортизаторам. Объясняется тем, что за счёт внутреннего трения в рессоре происходит частичное гашение колебаний в подвеске.
- Простота сборки. Такие узлы легко собирать. Они дёшево обходятся, а также легко поддаются ремонту.
Но за очевидными плюсами скрываются весомые недостатки. Против рессорной подвески говорят такие факторы:
- больше подходит для зависимых подвесок, которых на современных автомобилях почти нет;
- солидный вес конструкции;
- небольшой ресурс и долговечность;
- из-за сухого трения между листами требуется использование прокладок или смазки;
- конструкция жёсткая, что минимизирует комфорт при езде;
- отрегулировать характеристики в процессе эксплуатации никак нельзя.
Нет, рессорные системы полностью не исчезли. Но основная область применения — это коммерческий транспорт, а также разного рода прицепы.
К числу лидеров среди производителей рессор относятся такие компании:
- РИФ.
- TES.
- LASP.
- Lex.
- Lesjofors.
- Ironman.
- ЧМЗ.
- ARB.
Учитывая их низкую актуальность для легкового транспорта, стоит переходить к следующей категории.
Пружинные системы
Среди простых решений пружинная подвеска — наверное, самая неубиваемая и долговечная для бюджетного автомобиля.
Пружины начали использовать буквально сразу, как только появились первые машины. Причём такие узлы используют до сих пор, и весьма успешно.
Используя лучшие пружины, создают комфортные и надёжные подвески для автомобиля, причём они нашли широкое применение во всех классах легкового колёсного транспорта. Используются в составе независимых и зависимых систем.
Изначально пружины были исключительно цилиндрическими. У них использовался постоянный шаг навивки. Но время шло, и конструкцию модернизировали. Это позволило получить новые и улучшенные свойства.
В настоящее время основной акцент делается на конических и бочковидных (бочкообразных) пружинах. Причём навивают их из прута с переменным сечением. Это позволяет усилия возрастать не прямо пропорционально деформациям, а с большей интенсивностью. Иными словами, сначала в работу включаются элементы с большим диаметром, а затем уже срабатывают витки с меньшим диаметром. Так же тонкие прутки вступают в работу раньше толстых собратьев.
В конструкции современных малолитражных автомобилей в основном применяют подвески типа качающихся свечей, где используются пружины со сложным профилем. А на недорогих легковых автомобилях, где сзади стоит полунезависимая подвеска, практически в 100% случаев применяют пружину.
Если составлять рейтинг, где будет подобрана самая мягкая и простая в обслуживании подвеска для легкового автомобиля, то пружинная система точно окажется в числе лидеров.
Чтобы подвести промежуточные итоги, стоит взглянуть на сильные и слабые стороны решения.
Преимущества здесь такие:
- конструкция отработана десятилетиями;
- обходится недорого в производстве, что влияет на стоимость машин;
- довольно солидные показатели долговечности;
- можно обеспечить прогрессивную характеристику;
- не нужно смазывать и обслуживать.
Но у системы пружин есть свои минусы. А именно:
- узел передаёт только осевые усилия;
- из-за предыдущей особенности нуждается в дополнительных элементах, таких как рычаги;
- конструкция требует много места;
- пружины колебания не гасят, а потому ставятся в тандеме с мощными амортизаторами;
- поменять характеристики подвески, не заменив сами пружины, невозможно.
Современный автомобильный мир не обходится без пружин. Это не самая, но всё же достаточно мягкая подвеска для легкового автомобиля, а потому справедливо входит в рейтинг приоритетных вариантов при выборе машины.
Тут важно понимать, что просто пружинной подвески не существует. Подвеской можно считать комбинацию из пружин, рычагов и амортизаторов. А такая система сейчас стала оптимальной для большинства бюджетных и среднебюджетных легковых автомобилей. Ведь сочетает в себе мягкость, комфорт, плюс эффективно гасит разные колебания. Для бездорожья точно не подойдёт, зато в плане городской эксплуатации один из лучших вариантов.
Теперь к вопросу о том, кто выпускает лучшие пружины для подвески автомобиля. Опираясь на отзывы и мнение потребителей, оптимальная пружинная подвеска у таких брендов:
- Kilen.
- Lesjofor.
- NHK.
- OBK.
- Фобос.
- Marshall.
- Suplex.
- РИФ.
- Avantech и пр.
Но это не единственные системы, используемые на автомобилях.
Что нужно знать о торсионах
Определяя, какая подвеска является лучшей и эффективной для легкового автомобиля, не стоит забывать о столь важных и надёжных элементах как торсионы. Не все автолюбители знают, но практически любая машина с пружинной подвеской содержит в себе ещё и торсионы. Только их обычно называют стабилизаторами поперечной устойчивости. По факту это и есть торсион.
Возьмите любой рычаг, который будет прямым и достаточно длинным, работающий на кручение, и получите самый настоящий торсион. В качестве основных упругих элементов торсионы начали применять примерно в одно время с пружинами, то есть на заре автомобильной эры. Их монтировали поперёк и вдоль, причём ставились на подвески разного типа.
В отечественном автомобилестроении торсионы стояли на Запорожцах и входили в состав передней подвески. Это было обусловлено их компактностью. Сейчас же торсион в основном можно увидеть в передней подвеске, но уже рамного внедорожника.
Торсионом называют стержень из стали, прочного металла, который работает на кручение. Один конец фиксируется к раме или несущему типу кузова машины, причём его угловое положение можно регулировать. С другого конца торсиона ставится рычаг передней подвески. Если точнее, то нижний рычаг. От усилия на этом рычаге образуется момент, который и закручивает наш торсион.
При этом на элемент не воздействуют боковые и продольные силы. Его работа направлена исключительно на кручение. Подтягивая торсион, автомобилист настраивает высоту передней части авто.
Торсионная подвеска отличается такими достоинствами:
- компактность;
- лёгкость;
- возможность регулировки преднатяга;
- настройка подвески под конкретные требования и условия;
- при поломке, что является редкость, замена возможна своими руками.
Имея торсион, восстановить переднюю подвеску просто, поскольку достаточно ослабить сами торсионы, что позволит разгрузить узел.
Но тут есть и минусы:
- повышенные требования к качеству изготовления;
- высокая стоимость производства.
Среди изготовителей торсионов стоит выделить такие бренды:
- Pedders.
- Ironman.
- Dobinsons.
- Tough Dog.
Небольшая востребованность ведёт к тому, что производителей не так много. Но явные фавориты и в этом сегменте есть.
Пневматические системы
Отдельного внимания заслуживает подвеска пневматического типа. Здесь в качестве упругого элемента применяется воздух. Он замкнут в специальном баллоне. Некоторые производители воздух заменяют на азот.
Пневматический баллон — это герметичная ёмкость, стенки которой выполнены на основе синтетического волокна. Они вулканизируют в слой резины, обладающей защитными и герметизирующими свойствами.
Ключевое свойство пневматической системы — это способность менять давление в баллонах. Причём перекачивание воздуха способствует тому, что система выполняет роль амортизаторов.
Используя систему управления, водитель может поменять параметры давления отдельно для каждого баллона. За счёт этого пассажирский транспорт наклоняется, принимая пассажиров, а грузовики, заполненные под завязку, не прижимаются к земле.
В случае с легковыми машинами пневматику обычно ставят на заднюю подвеску, чтобы обеспечить необходимый дорожный просвет по мере изменения нагрузки, но есть и ряд внедорожников, где баллоны стоят впереди и сзади.
Одной из главных особенностей пневматической подвески является возможность корректировать параметры клиренса, то есть дорожного просвета. При движении на высокой скорости авто опускают, чтобы обеспечить лучшую прижимную силу. А при выезде на бездорожье понимают, чтобы машина могла пройти сложные участки.
Пневматические элементы выполняют функции амортизаторов и пружин. Но только при условии, что такая конструкция предусмотрена с завода. Если машина переделывается и на неё ставятся баллоны, то снимать заводские амортизаторы не рекомендуется.
У пневмоподвески такие плюсы:
- малый вес;
- изменение жёсткости;
- поддержка постоянного дорожного просвета;
- возможность настройки клиренса;
- позволяет отказаться от упругих и гасящих элементов.
Но тут есть и явные минусы. Они следующие:
- сложность системы;
- высокая стоимость;
- меньшая долговечность в сравнении с другими видами подвески.
В рейтинг лучших производителей пневматических автомобильных подвесок входят такие бренды:
- Rubena.
- Airtech.
- Camozzi.
- Aircraft.
- Blacktech.
Если и возникнет желание поставить пневматику, то лучше выбирать продукцию этих компаний. Но ещё лучше изначально купить машину, на которую с завода установлена надёжная и проверенная пневматика.
Зависимая против независимой
Помимо зависимой и независимой подвески, также существует полунезависимая. Чтобы определить лучший вариант, стоит взглянуть на особенности каждой системы.
- Независимая. Здесь при движении отдельного колеса остальные колёса никак не реагируют на это. Наиболее распространённым вариантом передней подвески на подавляющем большинстве легковых машин стали независимые системы типа MacPherson, оснащённые А- или L-образными рычагами. Узел простой, дешёвый и изготовлении. При этом даёт хорошую управляемость в разных условиях.
- Зависимая. Тут колёса объединяются с помощью жёсткой балки. При смещении одного колеса меняется наклон другого. Раньше зависимых систем на машинах было больше. Теперь их ставят в основном на внедорожники, оснащённые неразрезной балкой для заднего моста. Конструкция простая, но подойдёт лишь для условий серьёзного бездорожья. Где комфорт не так важен. Ставят преимущественно только на заднюю ось.
- Полузависимая. Устанавливается на заднюю ось. Конструкция простая. доступная и имеет достойные эксплуатационные характеристики. Поэтому широко распространена.
Среди всех этих вариантов, оптимальным решением считается независимая автомобильная подвеска.
Выбирая подвеску для машины, смотрите на то, насколько она соответствует вашим требованиям и условиям эксплуатации.
Какую подвеску считаете лучшей? Приходилось ли менять этот узел на машине? Что думаете о пневматических системах?
Подписывайтесь, оставляйте комментарии, задавайте вопросы и рассказывайте о проекте друзьям!
Подвеска автомобиля — это… Что такое Подвеска автомобиля?
Подвеска автомобиля, или система подрессоривания — совокупность деталей, узлов и механизмов, играющих роль соединительного звена между кузовом автомобиля и дорогой[1]. Входит в состав шасси.
Подвеска выполняет следующие функции:
- Физически соединяет колёса или неразрезные мосты с несущей системой автомобиля — кузовом или рамой;
- Передаёт на несущую систему силы и моменты, возникающие при взаимодействии колёс с дорогой;
- Обеспечивает требуемый характер перемещения колёс относительно кузова или рамы, а также необходимую плавность хода.
Основными элементами подвески являются:
- Упругие элементы, которые воспринимают и передают нормальные (направленные по вертикали) силы реакции дороги, возникающие при наезде колеса на её неровности;
- Направляющие элементы, которые задают характер перемещения колёс и их связи между собой и с несущей системой, а также передают продольные и боковые силы и их моменты.
- Амортизаторы, которые служат для гашения колебаний несущей системы, возникающих вследствие действия дороги.
В реальных подвесках зачастую один элемент выполняет сразу несколько функций. Например, многолистовая рессора в классической рессорной подвеске заднего моста воспринимает одновременно как нормальную реакцию дороги (то есть, является упругим элементом), так и боковые и продольные силы (то есть, является и направляющим элементом), а также за счёт межлистового трения выступает в качестве несовершенного фрикционного амортизатора.
Однако в подвесках современных автомобилей, как правило, каждую из этих функций выполняют отдельные конструктивные элементы, достаточно жёстко задающие характер перемещения колёс относительно несущей системы и дороги, что обеспечивает заданные параметры устойчивости и управляемости.
Современные автомобильные подвески становятся сложными конструкциями, сочетающими механические, гидравлические, пневматические и электрические элементы, зачастую имеют электронные системы управления, что позволяет достичь сочетания высоких параметров комфортабельности, управляемости и безопасности.
Основные установочные параметры подвески
Колея и колёсная база
Колея́ — поперечное расстояние между осями пятен контакта шин с дорогой.
Колёсная ба́за — продольное расстояние между осями передних и задних колёс.
Центры крена и ось крена
Центр поперечного крена — это воображаемая точка, расположенная в вертикальной плоскости, которая проходит через центры колёс, и при крене автомобиля в каждый конкретный момент времени остаётся неподвижной.
Иными словами, это воображаемая точка, расположенная над воображаемой осью, соединяющей центры передних или задних колёс, вокруг которой кренится автомобиль (в повороте, при проезде неровностей, и так далее).
Его расположение определяется конструкцией подвески. Так как спереди и сзади её конструкция не обязательно одинакова, различают отдельно передний и задний центры поперечного крена — то есть, передний и задний концы автомобиля (точнее, его передняя и задняя подвески) обладают собственными центрами крена.
Соединяющая передний и задний центры поперечного крена линия — ось поперечного крена. Это та воображаемая ось, вокруг которой вращается кузов автомобиля при крене.
На автомобилях с зависимой задней подвеской как правило она достаточно сильно наклонена вперёд (на них передний центр поперечного крена обычно находится на, или даже под поверхностью дороги, а задний расположен сравнительно высоко). На автомобилях с независимой подвеской спереди и сзади ось поперечного крена обычно примерно параллельна поверхности земли и расположена сравнительно высоко (тем лучше, чем ближе к высоте центра тяжести — об их взаимоотношениях см. ниже).
Центр поперечного крена и ось поперечного крена имеют очень большое влияние на управляемость автомобиля. При повороте центробежная сила действует на центр тяжести автомобиля, и он начинает перемещаться вокруг оси поперечного крена. Чем ближе ось крена к центру тяжести автомобиля (далее — ЦТ), тем меньше кренится автомобиль, что позволяет проходить повороты на большой скорости и повысить комфортабельность.
Как правило, однако, ось крена проходит сравнительно низко под ЦТ, так как из-за применения на серийных автомобилях высоких рядных двигателей и достаточно высокого размещения пассажиров в салоне их ЦТ оказывается достаточно высоким. Почти полное совмещение оси поперечного крена и ЦТ достигается или на низких спортивных автомобилях, особенно с низкими V-образными или оппозитными моторами (например, заднемоторных «Порше»), или за счёт особой геометрии подвески, размещающей центр крена достаточно высоко (например, передняя подвеска Ford Fiesta имеет центр крена, близкий к ЦТ; а задняя полузависимая — уже нет).
Кроме центра поперечного крена, выделяют и центр продольного крена, который остаётся неподвижным в то время, как автомобиль разгоняется и тормозит. Как известно, при разгоне и торможении, особенно резком, кузов автомобиля накреняется соответственно назад или вперёд.
Здесь действуют те же самые закономерности: чем ближе продольный ЦК к ЦТ, тем меньше автомобиль «клюёт носом» при торможении и «приседает» при разгоне. Именно на этом основан принцип действия так называемой «противоклевковой геометрии» передней подвески — за счёт особого наклона осей рычагов подвески в продольной плоскости достигается достаточно высокое положение центра продольного крена, при котором он почти попадает или максимально приближается к ЦТ, и автомобиль практически не «клюёт носом» даже при очень резком торможении.
Параметры установки управляемых колёс
Плечо обката
Различные варианты плеча обката.Рассмотрим переднюю подвеску автомобиля.
В связи с её конструктивными особенностями (например, такими, как размещение внутри колёс тормозного механизма и части деталей подвески), плоскость вращения колеса и ось его поворота в большинстве случаев оказываются на определённом расстоянии друг от друга. Это расстояние, измеренное на уровне поверхности земли, и называется плечом обката.
Таким образом, плечо обката (Scrub Radius) — это расстояние по прямой между точкой, в которой ось поворота колеса пересекается с дорожным полотном, и центром пятна контакта колеса и дороги (в ненагруженном состоянии автомобиля). При повороте колесо «обкатывается» вокруг оси своего поворота по этому радиусу.
Оно может быть нулевым, положительным и отрицательным (все три случая показаны на иллюстрации).
В течение десятилетий на большинстве автомобилей использовались сравнительно большие положительные значения плеча обката. Это позволяло уменьшить усилие на рулевом колесе при парковке (потому что колесо катится при повороте руля, а не просто проворачивается на месте, как при нулевом плече обката) и освободить место в подкапотном пространстве за счёт выноса колёс «наружу».
Однако со временем стало ясно, что положительное плечо обката может быть опасным — например, при отказе тормозов одной стороны, проколе одной из шин или нарушении регулировки руль начинает сильно «рваться из рук». Этот же эффект наблюдается при большом положительном плече обката и при проезде любой неровности на дороге, но плечо всё же делали достаточно малым, чтобы при нормальном вождении он оставался малозаметен.
Поэтому начиная с семидесятых-восьмидесятых годов, по мере увеличения скоростей движения автомобилей и с распространением подвески типа «Макферсон», допускающей это с технической стороны, стали появляться автомобили с нулевым или даже отрицательным плечом обката. Это позволяет минимизировать описанные выше опасные эффекты.
Например, на «классических» моделях ВАЗ плечо обката было положительным, а на переднеприводном семействе LADA Samara — стало уже отрицательным.
Плечо обката определяется не только конструкцией подвески, но и параметрами колёс. Поэтому при подборе незаводских «дисков» (по принятой в технической литературе терминологии эта часть именуется «колесо» и состоит из центральной части — диска и внешней, на которую сажается шина — обода) для автомобиля следует соблюдать указанные заводом-изготовителем допустимые параметры, особенно — вылет, так как при установке колёс с неправильно подобранным вылетом плечо обката может сильно измениться, что весьма существенно сказывается на управляемости и безопасности автомобиля, а также на долговечности его деталей.
Например, при установке колёс с нулевым или отрицательным вылетом при предусмотренном с завода положительном (например, слишком широких) плоскость вращения колеса сдвигается наружу от не меняющейся при этом оси поворота колеса, и плечо обката может приобрести большие положительные значения, руль начнёт «рваться» из рук на каждой неровности дороги, усилие на нём при парковке превышает все допустимые величины, а износ ступичных подшипников существенно увеличивается.
Развал и схождение
Развал колеса.Развал — угол наклона плоскости вращения колеса, взятый между ней и вертикалью.
Схождение — угол между направлением движения и плоскостью вращения колеса.
Кастер
Положительный кастер.Кастер, или кастор — это продольный угол оси поворота колеса, взятый между ней и вертикалью.
На заднеприводных автомобилях оси поворота передних колёс всегда наклоняют назад (положительный кастер). При наклонённой назад оси поворота колесо во время движения само стремится занять положение позади этой оси, что создаёт динамическую стабилизацию. Это можно уподобить поведению колёсика рояля или офисного стула — при качении оно всегда само занимает положение позади своей оси (во многих европейских языках такое колёсико как раз и называется «кастером» или «кастором»). При движении в повороте боковые силы реакции дороги также стараются вернуть колесо в исходное положение, так как прикладываются позади оси его поворота.
По той же причине вилку переднего колеса на мотоциклах и велосипедах тоже всегда наклоняют назад.
Благодаря наличию положительного кастера заднеприводный автомобиль продолжает ехать прямо при отпущенном руле, даже несмотря на воздействие возмущающих сил — неровностей дороги, бокового ветра и так далее. Колесо, имеющее положительный кастер, старается занять положение, соответствующее прямолинейному движению, даже если лопнула одна из рулевых тяг.
Отсюда вытекает совершенная недопустимость при тюнинге заднеприводных автомобилей чрезмерно лифтовать заднюю подвеску — при этом кузов вместе с осью поворота передних колёс наклоняется вперёд, и кастер становится нулевым или даже отрицательным, при этом эффект динамической стабилизации передних колёс сменяется их динамической дестабилизацией, что значительно затрудняет управление автомобилем и делает его опасным. Большинство передних подвесок автомобилей имеют возможность регулировки кастера в небольших пределах для компенсации нормального износа в процессе эксплуатации.
Для переднеприводного автомобиля положительный кастер намного менее актуален, так как передние колёса уже не свободно катятся, а тянут машину за собой, и небольшое его положительное значение сохраняют лишь для большей устойчивости при торможении.
Подрессоренные и неподрессоренные массы
Неподрессоренная масса включает в себя массу деталей, вес которых при неподвижном нагруженном автомобиле непосредственно передаётся на дорогу (опорную поверхность).
Остальные детали и элементы конструкции, масса которых передаётся на поверхность дороги не непосредственно, а через подвеску, относят к подрессоренным массам.
Более конкретные способы определения неподрессоренных масс описывают национальные и международные стандарты. Например, согласно стандарту DIN рессоры, рычаги подвески, амортизаторы и пружины относятся к неподрессоренным массам, а торсионные валы — уже к подрессоренным. Для стабилизатора поперечной устойчивости же, половина массы берётся как подрессоренная, а половина — как неподрессоренная.
Таким образом, точно определить величину неподрессоренных и подрессоренных масс можно либо на специальном стенде, либо имея возможность точно взвесить все детали ходовой части автомобиля и проведя достаточно сложные расчёты.
Числовое значение неподрессоренных и подрессоренных масс необходимо для расчёта характеристик колебаний автомобиля, которые определяют плавность его хода и, соответственно, комфортабельность.
В общем случае, чем больше неподрессоренная масса — тем хуже плавность хода, и напротив — чем она меньше, тем ход автомобиля плавней. Точнее говоря, всё зависит от соотношения подрессоренной и неподрессоренной масс. Хорошо известно, что гружёный грузовик (существенно увеличивается подрессоренная масса при постоянной неподрессоренной) идёт ощутимо плавнее, чем порожний.
Кроме того, величина неподрессоренной массы оказывает непосредственное влияние на работу подвески автомобиля. Если неподрессоренная масса очень велика (скажем, в случае зависимой задней подвески заднеприводного автомобиля в виде тяжёлого жёсткого моста, объединяющего в массивном картере редуктор главной передачи, полуоси, ступицы колёс, тормозные механизмы и сами колёса) — то очень велик и момент инерции, получаемый деталями подвески при проезде неровностей. Это означает, что при проезде последовательных неровностей («волн» покрытия) на скорости тяжёлый задний мост просто не будет успевать «приземляться» под воздействием упругих элементов, и его сцепление с дорогой существенно падает, что создаёт возможность для очень опасного сноса задней оси, особенно на покрытии с малым коэффициентом сцепления (скользком).
Подвеска с малыми неподрессоренными массами, например большинство типов независимой или зависимая типа «Де Дион», практически свободна от этого недостатка.
Классификация
В целом, все подвески делятся на два больших типа, имеющих принципиальные различия по характеру работы — зависимые и независимые.
В зависимой подвеске колёса одной оси жёстко связаны между собой. Они всегда параллельны друг другу (или иногда имеют небольшой заданный на этапе проектирования развал), и на ровном покрытии перпендикулярны поверхности дороги. На неровном покрытии перпендикулярность колёс дороге может нарушаться (средняя картинка).В зависимой подвеске колёса одной оси так или иначе жёстко связаны между собой, и перемещение одного колеса оси однозначно влияет на другое.
Это самый старый вариант подвески, унаследованный автомобилем ещё от конных экипажей.
Тем не менее, она непрерывно совершенствовалась, и применяется в том или ином виде до сих пор. Наиболее совершенные варианты такой подвески (например, «Де Дион») уступают независимым лишь по ряду параметров, и то — незначительно и только на неровной дороге, имея при этом ряд важных преимуществ перед ними (в первую очередь — то, что, в отличие от независимых подвесок, колея колёс не меняется, они всегда параллельны друг другу, или в случае неведущего моста могут иметь небольшой заданный развал, а на сравнительно ровном покрытии — всегда остаются в наиболее выгодном положении — примерно перпендикулярно поверхности дороги, вне зависимости от ходов подвески и кренов кузова). [1]
В независимой подвеске перемещение одного колеса не влияет, или практически не влияет на другое. Характер их перемещения друг относительно друга и относительно дороги задаётся геометрией конкретной подвески.В независимой подвеске колёса одной оси не имеют жёсткой связи, и перемещение одного из них либо никак не влияет на второе, либо имеет на него лишь небольшое влияние. При этом установочные параметры — такие, как колея, развал колёс, а в некоторых типах и колёсная база — меняются при сжатии и отбое подвески, иногда в весьма значительных пределах.
В настоящее время такие подвески наиболее распространены благодаря сочетанию сравнительной дешевизны и технологичности с хорошими кинематическими параметрами.
Зависимые
На поперечной рессоре
Ford T, хорошо видна подвеска переднего моста на поперечной рессоре.Этот очень простой и дешёвый тип подвески широко применялся в первые десятилетия развития автомобиля, но по мере роста скоростей движения почти совершенно вышел из употребления.
Подвеска состояла из неразрезной балки моста (ведущего или неведущего) и расположенной над ним полуэллиптической поперечной рессоры. В подвеске ведущего моста возникала необходимость размещения его массивного редуктора, поэтому поперечная рессора имела форму прописной буквы «Л». Для уменьшения податливости рессоры использовались продольные реактивные тяги или дышло.
Этот тип подвески наиболее известен по автомобилям Ford T и Ford A/ ГАЗ-А. На автомобилях «Форд» этот тип подвески использовался вплоть до модели 1948 года (включительно). Инженеры ГАЗ-а же отказались от него уже на модели ГАЗ-М-1, созданной на основе Ford B, но имевшей полностью переработанную подвеску на продольных рессорах. Отказ от такого типа подвески на поперечной рессоре в данном случае был связан в наибольшей степени с тем, что она, по опыту эксплуатации ГАЗ-А, обладала недостаточной живучестью на отечественных дорогах.
Наиболее же существенным недостатком схемы с поперечной рессорой было то, что она, обладая большой податливостью в продольном направлении даже несмотря на наличие дышла, при движении непредсказуемо изменяла угол поворота моста, что было особенно чувствительно в передней подвеске с управляемыми колёсами и способствовало нарушению управляемости автомобиля на большой скорости. Даже по меркам конца сороковых годов такая подвеска спереди не обеспечивала автомобилю нормальной управляемости на скорости.
Зависимая схема с поперечной рессорой и лёгкой балкой неведущего моста использовалась в сравнительно малонагруженной задней подвеске многих переднеприводных DKW и происходящих от них ранних моделях ГДР-овского Wartburg. Продольное перемещение моста при этом контролировалось двумя продольными реактивными тягами.
На продольных рессорах
Это, вероятно, самый древний вариант подвески. В ней балка моста подвешена на двух продольно ориентированных рессорах. Мост может быть как ведущим, так и неведущим, и расположен как над рессорой (обычно на легковых автомобилях), так и под ней (грузовики, автобусы, внедорожники). Как правило, крепление моста к рессоре осуществляется при помощи металлических хомутов примерно в её середине, часто с небольшим смещением вперёд.
Рессора в её классическом виде представляет собой пакет из упругих металлических листов, соединённых хомутами. Лист, на котором расположены ушки крепления рессоры, называется коренным — как правило, его делают самым толстым. На концах коренного листа могут иметься загнутые ушки, предназначенные для крепления рессоры к шасси или к деталям подвески. Следующий за ним лист — подкоренной, его обычно делают столь же длинным, как и коренной, порой он даже обхватывает ушки коренного листа
В последние десятилетия наблюдается переход к мало- или даже однолистовым рессорам, иногда для них используются неметаллические композитные материалы (углепластики и так далее). Тем не менее, многолистовые рессоры также имеют свои преимущества. Два главных — это, во-первых, возникающий при межлистовом трении эффект гашения колебаний, благодаря которому рессора работает как простейший фрикционный (работающий за счёт трения) амортизатор; а во-вторых — то, что рессора обладает так называемой прогрессивной характеристикой — то есть, её жесткость увеличивается по мере возрастания нагрузки. Последнее является следствием того, что жёсткость листов рессоры тем больше, чем они короче. При небольших нагрузках деформируются только более длинные и мягкие листы, и рессора в целом работает как мягкая, создавая высокую плавность хода; при росте нагрузок при больших ходах подвески в работу включаются короткие и жёсткие листы, жёсткость рессоры в целом нелинейно возрастает и она становится способной без пробоя выдержать большие усилия. Это аналогично работе сравнительно недавно вошедших в практику массового автомобилестроения пружин прогрессивного действия (с переменным шагом навивки).
Старинная иллюстрация, показывающая формы различных рессор: однолистовая полуэллиптическая (А), полу- (B, C), 3/4- (D) и разные виды эллиптических (E, F). 3/4-эллиптические рессоры. Задняя подвеска автомобиля ГАЗ-ММРессоры в такой подвеске могут быть четверть-, полу-, 3/4- и полностью эллиптическими, а также кантилеверными (консольно вывешенными).
- Эллиптическая — в плане имеет форму, близкую к эллипсу; такие рессоры использовались в подвеске конных экипажей и ранних автомобилей; преимущество — большая мягкость и как следствие плавный ход, кроме того, такие рессоры были более надёжны в условиях слаборазвитой металлургии; минус — громоздкость, технологическая сложность и дороговизна при массовом производстве, малая прочность, большая чувствительность к продольным, поперечным и боковым силам, вызывающая огромный «увод» моста при работе подвески и сильный S-образный изгиб при разгоне и торможении, а следовательно — нарушение управляемости;
- 3/4-эллиптическая: имеет форму трёх четвертей эллипса; использовалась на экипажах и ранних автомобилях благодаря своей мягкости, к двадцатым годам вышла из употребления по тем же причинам, что и эллиптическая;
- Полуэллиптическая — имеет профиль в виде половины эллипса; наиболее распространённый тип; представляет собой компромисс между комфортабельностью, компактностью и технологичностью;
- Четверть-эллиптическая — конструктивно это половина полуэллиптической, наглухо заделанная одним концом на шасси; второй конец консольно вывешен; как упругий элемент достаточно жёсткая; применялась как правило для создания независимой подвески, реже — зависимой, например на ГАЗ-67 (в передней подвеске — по две рессоры на борт, над и под балкой переднего ведущего моста, то есть — всего четыре).
- Кантилеверная — полуэллиптическая рессора, которая шарнирно заделана на раме или шасси в двух точках — в одном из концов и посередине; второй конец консольно вывешен. Применялась, к примеру, в задней подвеске ГАЗ-АА.
Продольные рессоры в такой подвеске воспринимают усилия во всех направлениях — вертикальном, боковом, продольном, а также тормозные и реактивные моменты, — что позволяет исключить из конструкции подвески дополнительные элементы (рычаги, реактивные тяги, растяжки, и т. д.). Поэтому продольно-рессорная подвеска характеризуется простотой и относительной дешевизной (при этом само по себе производство рессор достаточно сложно и требует хорошо поставленной технологии). Кроме того, так как рессора опирается на раму или кузов в двух широко разнесённых точках, она снимает возникающие при большой загрузке напряжения в задней части кузова или рамы, благодаря чему такая подвеска также характеризуется высокой живучестью на плохих дорогах и грузоподъёмностью. К преимуществам можно отнести и легкость варьирования жёсткости за счёт подбора листов той или иной длины и толщины.
До конца семидесятых годов продольные полуэллиптические листовые рессоры очень широко применялись в зависимой задней подвеске легковых автомобилей благодаря дешевизне, простоте и хорошей живучести. Длинные рессоры с относительно небольшим количеством листов (малолистовые) обеспечивают благодаря своей мягкости высокую плавность хода, благодаря чему долгое время применялись на больших комфортабельных легковых автомобилях. На грузовых автомобилях продольные рессоры долгое время были основным типом упругих элементов подвески и продолжают использоваться сегодня.
При разгоне и торможении податливая рессора S-образно изгибается, нарушая геометрию подвески, а сама рессора испытывает повышенные нагрузки.В настоящее время в подвесках современных легковых автомобилей продольные рессоры в своём традиционном виде практически не применяются, так как они слишком податливы под действием продольных и боковых сил, и за счёт этого допускают в ходе работы подвески (например, в поворотах) непредсказуемое смещение («увод») прикреплённого к ним моста — сравнительно небольшое, но достаточное для нарушения управляемости на сравнительно больших скоростях. Причём с ростом длины рессоры и уменьшением её жёсткости (то есть повышением плавности хода и комфортабельности автомобиля) эти явления становятся всё более выраженными. При разгоне продольные рессоры допускают S-образную деформацию, при которой мост поворачивается вокруг своей оси, что увеличивает изгибное напряжение, действующее в точках крепления рессоры.
Частично решает проблему увеличение ширины рессор (и такая тенденция действительно наблюдалась, например, на ГАЗ-21 рессоры имели ширину 55 мм, на ГАЗ-24 — 65 мм, на «ГАЗели» — уже 75 мм), смещение точки крепления моста и более жёстких коротких листов к переднему креплению рессоры, а также введение в рессорную подвеску растяжек и реактивных тяг. Однако наиболее предпочтительна зависимая подвеска с жёстко и однозначно заданной геометрией, вроде пятирычажной с тягой Панара или механизмом Уатта, исключающей элемент непредсказуемости поведения жёсткого моста. Введение в рессорную подвеску аналогичных жёстких направляющих элементов в общем случае лишило бы её основных преимуществ — простоты и сравнительной дешевизны, сделало бы её излишне громоздкой и тяжёлой, поэтому в таких случаях подвеска выполняется обычно на других типах упругих элементов, способных воспринимать только вертикальные усилия — как правило, витых пружинах, работающих на кручение торсионных стержнях или пневмобаллонах. Тем не менее, в своё время использовались и рессорные подвески с дополнительными направляющими элементами, как правило в виде закреплённых на ведущем мосту продольных или диагональных рычагов (т. н. traction bars), одного Т-образного рычага или дышла (см. ниже). Traction bars иногда ставят на серийные автомобили с рессорной задней подвеской в качестве тюнинга, с тем или иным успехом.
Единичные случаи применения рессор в современных легковых автомобилях, например, в подвесках автомобиля Chevrolet Corvette и некоторых Volvo, связаны с их использованием исключительно в качестве упругого элемента, геометрию же подвески при этом задают рычаги, аналогичные используемым в пружинной подвеске. В этом случае преимуществом является компактность рессоры относительно пружинно-амортизаторных стоек, что позволяет сэкономить пространство салона и багажника.
Классические же рессорные подвески, в которых рессора работает и как упругий, и как направляющий элемент встречаются нынче практически только на консервативных внедорожниках и грузовых автомобилях, иногда — в сочетании с дополнительными упругими элементами, например — пневмобаллонами (автобус «Богдан», некоторые американские пикапы).
С направляющими рычагами
Существуют самые различные схемы таких подвесок с различным количеством и расположением рычагов. Часто применяется показанная на иллюстрации пятирычажная зависимая подвеска с тягой Панара. Её преимущество в том, что рычаги жёстко и предсказуемо задают движение ведущего моста по всем направлениям — вертикальном, продольном и боковом.
Более примитивные варианты имеют меньшее число рычагов. Если рычага всего два, при работе подвески они перекашиваются, что требует либо их собственной податливости (например, на некоторых «Фиатах» начала шестидесятых годов и английских спорткарах рычаги в пружинной задней подвеске делались упругими, пластинчатыми, по сути — аналогичными четверть-эллиптическим рессорам), либо особого шарнирного соединения рычагов с балкой, либо податливости самой балки на кручение (так называемая торсионно-рычажная подвеска с сопряжёнными рычагами, до сих пор широко распространённая на переднеприводных автомобилях).
В качестве упругих элементов могут использоваться как витые пружины, так и, например, пневмобаллоны (особенно на грузовиках и автобусах, а также — в «лоурайдерах»). В последнем случае требуется жёсткое задание движения направляющего аппарата подвески по всем направлениям, так как пневмобаллоны не способны воспринимать даже небольшие поперечные и продольные нагрузки.
С дышлом
Дышло в задней подвеске автомобилей применяют для уменьшения продольных кренов при разгоне и торможении. Дышло жёстко соединено с балкой ведущего заднего моста, а с кузовом соединяется с помощью шарнира. При разгоне дышло за счёт сил, действующих на балку моста, подталкивает кузов вверх в точке крепления, а при торможении — подтягивает вниз, предотвращая «клевок» кузова.
Типа «Де Дион»
Подвеска «Де Дион» в схематичном изображении: голубой — неразрезная балка подвески, жёлтый — главная передача с дифференциалом, красный — полуоси, зелёный — шарниры на них, оранжевый — рама или кузов.Подвеску «Де Дион» можно охарактеризовать как промежуточный тип между зависимыми и независимыми подвесками. Этот тип подвески может использоваться только на ведущих мостах, точнее говоря, только ведущий мост может иметь тип подвески «Де Дион», так как она была разработана как альтернатива неразрезному ведущему мосту и подразумевает наличие на оси ведущих колёс.
Задняя подвеска типа «де Дион» на Smart Fortwo.В подвеске «Де Дион» колёса соединены сравнительно лёгкой, так или иначе подрессоренной неразрезной балкой, а редуктор главной передачи неподвижно крепится к раме или кузову и передаёт вращение на колёса через полуоси с двумя шарнирами на каждой.
Это позволяет свести к минимуму неподрессоренные массы (даже по сравнению со многими видами независимой подвески). Иногда для улучшения этого эффекта тормозные механизмы переносят к дифференциалу, оставляя неподрессоренными лишь ступицы колёс и сами колёса.
При работе такой подвески изменяется длина полуосей, что вынуждает выполнять их с подвижными в продольном направлении шарнирами равных угловых скоростей (как на переднеприводных автомобилях). На английском Rover 3500 использовались обычные карданные шарниры, и для компенсации саму балку подвески пришлось выполнить с уникальной конструкции скользящим шарниром, позволявшим ей увеличивать или уменьшать свою ширину на несколько сантиметров при сжатии и отбое подвески. Чаще, однако, скользящие шарниры выполняют на самих полуосях (отдельно или в качестве конструктивного элемента шарнира равных угловых скоростей), а балка при работе подвески своей ширины не меняет.
«Де Дион» является технически весьма совершенным типом подвески, и по кинематическим параметрам превосходит даже многие виды независимых, уступая лучшим из них лишь на неровной дороге, и то по отдельным показателям. При этом и себестоимость такой подвески достаточно высока (выше, чем у многих типов независимой подвески), поэтому применяется она сравнительно редко, обычно — на спортивных автомобилях. Например, такую подвеску имели многие модели Alfa Romeo. Из недавних автомобилей с такой подвеской можно назвать Smart.
Независимые
С качающимися полуосями
Подвеска с качающимися полуосями имеет по одному шарниру на каждой из них. Это обеспечивает их независимое подрессоривание, но при работе подвески такого типа изменяются в больших пределах как колея, так и развал колёс, что делает такую подвеску кинематически несовершенной.
Благодаря простоте и дешевизне такая подвеска одно время широко использовалась в качестве ведущего заднего моста на заднеприводных автомобилях. Однако по мере роста скоростей и требований к управляемости от неё стали повсеместно отказываться, как правило — в пользу более сложной, но и более совершенной подвески на продольных или косых рычагах. Например, ЗАЗ-965 имел качающиеся полуоси в задней подвеске, но его преемник ЗАЗ-966 уже получил косые рычаги и полуоси с двумя шарнирами на каждой. Точно такую же трансформацию претерпела и задняя подвеска второго поколения американского Chevrolet Corvair.
На переднем мосту такая подвеска применялась очень редко, и практически исключительно на малоскоростных, лёгких заднемоторных автомобилях (например, Hillman Imp).
Существовали и улучшенные варианты такой подвески. Например, на некоторых моделях Mercedes-Benz шестидесятых годов использовался задний мост с одним шарниром посередине, половинки которого работали как качающиеся полуоси. Такой вариант подвески отличается меньшим изменением её установочных параметров при работе. Между половинками моста устанавливался дополнительный пневматический упругий элемент, позволявший регулировать высоту кузова автомобиля над дорогой.
На некоторых автомобилях, — например, пикапах «Форд» середины 1960-х годов, применялись неведущие мосты с качающимися полуосями, точки крепления которых были расположены близко к колёсам противоположного борта. Полуоси при этом получались очень длинными, почти во всю колею автомобиля, и изменение колеи и развала колёс было не так заметно.
В настоящее время такая подвеска практически не применяется.
На продольных рычагах
В этой подвеске каждое из колёс одной оси прикреплено к продольному рычагу, закреплённому на раме или кузове подвижно.
Этот тип независимой подвески прост, но несовершенен. При работе такой подвески в достаточно больших пределах меняется колёсная база автомобиля, правда колея при этом остаётся постоянной. При повороте колёса в ней наклоняются вместе с кузовом существенно больше, чем в других конструкциях подвесок. Продольные рычаги воспринимают усилия, действующие во всех направлениях, а значит — подвергаются большим нагрузкам на кручение и изгиб, что требует их большой жёсткости и, соответственно, утяжеления.
Кроме того, для неё характерно очень низкое, в районе полотна дороги, расположение центра крена, что является недостатком для задней подвески.
Помимо простоты, в качестве преимущества такой подвески можно назвать то, что между рычагами пол можно выполнить совершенно ровным, увеличив объём, доступный для пассажирского салона или багажника. Это особенно чувствуется при применении в качестве упругих элементов торсионов, благодаря чему подвеска на продольных рычагах с поперечными торсионными валами в своё время широко использовалась на французских автомобилях.
В своё время (преимущественно 1960-е — 1980-е годы) такая подвеска с традиционными пружинными, торсионными или (Citroën, Austin) гидропневматическими упругими элементами довольно широко применялась на задней оси переднеприводных автомобилей. Однако впоследствии она в этой роли была вытеснена разработанной «Ауди» полузависимой подвеской со связанными рычагами, либо более компактной и технологичной типа «макферсон» (в англоязычных странах такую подвеску на задней оси называют «Чепмен»), либо (уже в конце 1980-х… 1990-е годы) наиболее кинематически совершенной — на двойных поперечных рычагах.
В качестве передней такая подвеска изредка применялась на конструкциях, разработанных до 1950-х годов, а впоследствии — ввиду своего несовершенства практически исключительно на дешёвых малоскоростных автомобилях (например, Citroen 2CV).
Кроме того, подвеска на продольных рычагах очень широко применяется на лёгких прицепах.
Пружинные
Торсионные
На косых рычагах
Это по сути разновидность подвески на продольных рычагах, созданная в стремлении избавиться от её врождённых недостатков. Она почти всегда используется на задней ведущей оси.
В ней оси качания рычагов расположены под некоторым углом. Благодаря этому изменение колёсной базы минимизируется по сравнению с подвеской на продольных рычагах, уменьшается и влияние кренов кузова на наклон колёс (но появляется изменение колеи).
Существует два вида такой подвески.
В первом используется по одному шарниру на каждой полуоси, как в подвеске с качающимися полуосями (иногда её и считают разновидностью последней), при этом ось качания рычага должна проходить через центр шарниров полуосей (расположенных в районе их прикрепления к дифференциалу), то есть расположена под углом 45 градусов к поперечной оси автомобиля. Это удешевляет подвеску, но при её работе сильно меняются развал и схождение колёс, в повороте наружное колесо «подламывается» под кузов, а центр крена оказывается очень высоким (те же недостатки характерны и для подвески на качающихся полуосях). Этот вариант применялся практически исключительно на дешёвых, лёгких и малоскоростных, как правило — заднемоторных автомобилях (ЗАЗ-965, Fiat 133, и так далее).
Во втором варианте (именно он показан на иллюстрации) каждая полуось имеет по два шарнира — внутренний и внешний, при этом ось качания рычага не проходит через внутренний шарнир, и её угол с поперечной осью автомобиля составляет не 45, а 10-25 градусов, что более выгодно с точки зрения кинематики подвески. Это уменьшает изменение колеи и развала колёс до приемлемых величин.
Второй вариант в 1970-е… 1980-е годы очень широко применялся на заднеприводных автомобилях, как правило непосредственно заменив использовавшиеся на предыдущих поколениях зависимые подвески с неразрезным мостом. Можно назвать такие модели, как «Запорожец» ЗАЗ-966 и −968, BMW 3-й… 7-й серий, некоторые модели Mercedes-Benz, Ford Granada, Ford Sierra, Ford Scorpio, Opel Senator, Porsche 911 и так далее. В качестве упругих элементов применялись как традиционные витые пружины, так и торсионные валы, иногда — пневмобаллоны. Впоследствии по мере совершенствования подвесок автомобилей и повышения требований к устойчивости и управляемости он был вытеснен либо более дешёвой и компактной подвеской «МакФерсон» («Чепмен»), либо более совершенной на двойных поперечных рычагах, и сегодня применяется весьма редко.
На переднеприводных автомобилях такая подвеска применялась редко, так как для них её кинематические преимущества малозначимы (в них роль задней подвески вообще намного меньше, чем у заднеприводных). Из примера можно назвать Trabant, у которого упругим элементом в подвеске на косых рычагах служила закреплённая в своём центре на кузове поперечная рессора, концы которой крепились к концам А-образных косо расположенных рычагов.
На продольных и поперечных рычагах
Это сложный и очень редко встречавшийся тип подвески.
По сути он был вариантом подвески макферсон, но для разгрузки брызговика крыла пружины располагались не вертикально, а горизонтально продольно, и упирались задним торцом в перегородку между моторным отсеком и салоном (щит передка).
Для передачи усилия от амортизаторной стойки на пружины было необходимо введение дополнительного качающегося в вертикальной плоскости продольного рычага с каждого борта, передний конец которого шарнирно закреплялся наверху стойки, задний — также шарнирно на щите передка, а в его средней части имелся упор для переднего торца пружины.
Из-за своей сравнительной сложности такая подвеска потеряла основные преимущества схемы макферсон — компактность, технологическую простоту, небольшое количество шарниров и малую себестоимость, сохранив все её кинематические недостатки.
Такую подвеску имели английские «Роверы» 2200 TS и 3500 V8, а также немецкие Glas 700, S1004 и S1204.
Похожие дополнительные продольные рычаги имелись в передней подвеске первого «Мерседеса» S-класса, но пружины располагались всё же традиционно — в вертикальном положении между кузовом и нижними поперечными рычагами, а сами небольшие продольные рычажки служили только для улучшения кинематики.
На двойных продольных рычагах
В этой подвеске с каждой стороны имеется по два продольных рычага. Как правило такая подвеска применялась на передней оси сравнительно малоскоростных заднемоторных автомобилей — характерными примерами её использования являются «Фольксваген Жук» и первые поколения «Фольксваген Транспортер», ранние модели спорткаров «Porsche», а также мотоколяска С-3Д и «Запорожец».
Все они имели по сути общую конструкцию (так называемая «система Порше», в честь изобретателя) — в качестве упругих элементов применялись расположенные друг над другом поперечные торсионные валы, соединяющие пару рычагов, причём торсионы были заключены в образовывавшие поперечину подвески трубы (у поздних моделей «Запорожца» помимо торсионов в качестве дополнительных упругих элементов применялись также цилиндрические витые пружины, расположенные вокруг амортизаторов).
Главным преимуществом такой подвески является большая компактность в продольном и вертикальном направлениях. Кроме того, поперечина подвески расположена далеко впереди оси передних колёс, благодаря чему появляется возможность сильно вынести салон вперёд, разместив ноги водителя и переднего пассажира между арками передних колёс, что позволяло существенно сократить длину заднемоторного автомобиля. При этом, однако, расположенный спереди багажник оказывался весьма скромным по объёму, именно из-за вынесенной далеко вперёд поперечины подвески.
С точки зрения кинематики эта подвеска несовершенна: в ней происходят хотя и меньшие по сравнению с одинарными продольными рычагами, но всё же существенные изменения колёсной базы при ходах отбоя и сжатия, и так же присутствует сильное изменение развала колёс при кренах кузова. К этому следует добавить, что рычаги в ней должны воспринимать большие изгибающие и крутильные нагрузки со стороны как вертикальных, так и боковых сил, что заставляет делать их достаточно массивными.
На двойных поперечных рычагах (параллелограмная)
В этой подвеске с каждой стороны автомобиля расположены два поперечных рычага, внутренние концы которых подвижно закреплены на кузове, поперечине или раме, а внешние соединены со стойкой, несущей колесо — как правило поворотной в передней подвеске и неповоротной в задней.
Обычно верхние рычаги короче нижних, что обеспечивает выгодное с точки зрения кинематики изменение развала колёс в сторону большего отрицательного при ходе сжатия подвески. Рычаги могут быть как параллельны друг другу, так и находиться друг относительно друга под определённым углом в продольной и поперечной плоскостях. Наконец, один из рычагов или они оба могут быть заменены поперечной рессорой (о таком типе подвески см. ниже).
Фундаментальное преимущество такой подвески — возможность для проектировщика путём выбора определённой геометрии рычагов жёстко задать все основные установочные параметры подвески — изменение развала колёс и колеи при ходах сжатия и отбоя, высоту продольного и поперечного центров крена, и так далее. Кроме того, такая подвеска нередко полностью монтируется на крепящейся к кузову или раме поперечине, и таким образом представляет собой отдельный агрегат, который может быть целиком демонтирован с автомобиля для ремонта или замены.
С точки зрения кинематики и управляемости двойные поперечные рычаги считаются наиболее совершенным типом направляющего аппарата, что обуславливает очень широкое распространение такой подвески на спортивных и гоночных автомобилях. В частности, все современные болиды «Формулы-1» имеют именно такую подвеску как спереди, так и сзади. Большинство спортивных автомобилей и представительских седанов в наши дни также используют этот тип подвески на обеих осях.
Если подвеска на поперечных рычагах используется для подрессоривания поворотных колёс, её конструкция должна обеспечивать их поворот на необходимые углы. Для этого либо саму соединяющую рычаги стойку выполняют поворотной, используя для её соединения с рычагами специальные шаровые шарниры с двумя степенями свободы (их часто называют «шаровые опоры», но на самом деле опорой из них является только нижний шарнир, на который стойка действительно опирается), либо стойка выполняется неповоротной и качается на обычных цилиндрических шарнирах с одной степенью свободы (например, резьбовых втулках), а поворот колёс обеспечивается за счёт вращающегося в подшипниках вертикального стержня — шкво́рня, играющего роль реально существующей оси поворота колёс.
Даже если в подвеске конструктивно отсутствуют шкворни, и стойка выполнена поворотной на шаровых шарнирах — всё равно часто говорят о шкворне («виртуальном») как оси поворота колёс, а также об углах его наклона — продольном («кастер») и поперечном.
В настоящее время шкворни используются как правило в подвесках грузовиков, автобусов, тяжёлых пикапов и внедорожников, а в подвесках легковых автомобилей при необходимости обеспечения поворота колёс применяются стойки с шаровыми шарнирами, так как они не требуют частой смазки.
Пружинные
Передняя подвеска на двойных поперечных рычагах. Задняя подвеска автомобилей «Ягуар» (1961—1996 годы), в которой роль верхних рычагов играют полуоси.Классический вариант передней независимой подвески для легковых автомобилей. В качестве упругого элемента используются винтовые пружины, как правило расположенные между рычагами, реже — вынесенные в пространство над верхним рычагом и опирающиеся на брызговик крыла, как в подвеске «Макферсон».
Главное преимущество — возможность задать за счёт геометрии рычагов требуемое минимальное изменение развала и колеи колёс в ходе работы подвески.
Появилась в тридцатых годах и быстро стала основным типом передней подвески на легковых автомобилях. До распространения в семидесятых-восьмидесятых годах менее удачной с точки зрения геометрических параметров и кинематики, но дешёвой и компактной подвески «Макферсон» этот тип для передней подвески легковых автомобилей использовался чаще всего.
Торсионные
В качестве упругих элементов используются продольно расположенные торсионы — работающие на скручивание стержни. Как правило торсионы крепятся к нижним рычагам.
Торсионы могут располагаться как продольно (в этом случае они служат одновременно и осями рычагов), так и поперечно (во втором случае каждый из них может быть уподоблен принципу действия стабилизатору поперечной устойчивости в традиционной подвеске, с той разницей что поперечные торсионы имеют с одной стороны неподвижное крепление, а стабилизатор закреплён лишь на рычагах подвески, в точках же крепления к раме или кузову он может свободно проворачиваться, поэтому стабилизатор и не работает при сжатии или отбое подвески одновременно с двух сторон — только при разноимённом ходе противоположных колёс)
Такая передняя подвеска использовалась на многих автомобилях фирм Packard, Chrysler и Fiat начиная с пятидесятых годов, советских легковых ЗиЛ и некоторых моделях французской фирмы Simca, созданных в годы сотрудничества с «Крайслером» (например Simca 1307).
Характеризуется высокой плавностью хода, компактностью (что например позволило на «Симке» разместить между рычагами приводы передних колёс).
Рессорные
В этой подвеске в качестве упругого элемента используются поперечные рессоры: одна, две, очень редко — более двух, при сохранении общей схемы.
Поперечная рессора может выступать в качестве одного из рычагов параллелограмной подвески (как правило верхнего) или даже обоих рычагов (как показано на иллюстрации). В этом случае из-за намного большей податливости рессоры в продольном и поперечном направлениях по сравнению с рычагами на резьбовых или резинометаллических шарнирах (сайлент-блоках) геометрия подвески сильно меняется в ходе её работы, что отрицательно сказывается на управляемости автомобиля. Поэтому подвеска с двумя поперечными рессорами или с поперечной рессорой снизу и рычагами сверху широко применялась лишь до пятидесятых годов, а впоследствии — только на лёгких заднемоторных автомобилях с относительно малонагруженным передком (например Fiat 600). Подвеска с двумя поперечными рессорами иногда применялась также на тракторах и малоскосростной сельскохозяйственной технике благодаря своей дешевизне и простоте (показано на иллюстрации). Рессор могло быть и четыре — две сверху, две снизу. В этом случае несколько снижались продольная податливость подвески и устранялось закручивание нижней рессоры про разгоне и торможении.
Поперечная рессора может быть закреплена в двух точках или в одной. Жёстко закреплённая в одной точке (центрально) поперечная рессора обладает меньшей податливостью в поперечном направлении (меньше изменение колеи при работе подвески), но большей в продольном по сравнению с закреплённой в двух точках (больше продольное смещение колеса и закручивание расположенной снизу рессоры при разгоне и торможении). Она работает как две отдельные полурессоры, каждый из которых заменяет один поперечный рычаг. Эластично закреплённая в двух точках поперечная рессора также заменяет два поперечных рычага, но при этом их работа оказывается связанной — часть рессоры, расположенная между креплениями, работает как стабилизатор поперечной устойчивости, зачастую вообще исключая его из конструкции подвески. Во втором случае подвеска является независимой лишь до определенного предела, так как приложение существенного усилия к колёсам одной стороны оказывается влияние на колёса противоположной.
Таким образом, рессора с креплением в двух точках более целесообразна для дорожных автомобилей, заменяя не только пару рычагов, но и стабилизатор поперечной устойчивости, — в то время, как поперечная рессора с центральной заделкой наиболее пригодна для использования в подвеске внедорожной техники, для которой критична независимая работа подвески слева и справа, что способствует улучшению проходимости. Именно по этим соображениям она применена в подвесках западногерманского лёгкого военного вездехода Volkswagen Iltis, причём передняя и задняя подвески у него конструктивно идентичны.
Расположенная сверху поперечная рессора подвергается меньшим нагрузкам по сравнению с расположенной снизу, поэтому компоновка подвески с поперечной рессорой сверху и поперечными рычагами снизу была более распространена. Её часто использовали в передней подвеске переднеприводных автомобилей, так как на них между рычагами проходят приводы передних колёс, зачастую не оставляя места для пружин. В этом случае подвеска на поперечной рессоре оказывалась сравнительно удачным, экономичным и недорогим решением для малоскоростных автомобилей.
Например, на переднеприводном Ford Taunus поколений P4 и P6 (1962—1970) использовалась именно такая схема передней подвески — треугольные А-образные рычаги с очень большой базой снизу и поперечная рессора сверху. При его максимальной скорости, едва превышавшей 120 км/ч, её хватало для сохранения адекватной управляемости автомобиля, при этом передняя подвеска была весьма простой и дешёвой. Примерно так же была организована передняя подвеска и на итальянских переднеприводных автомобилях Autobianchi Primula и Autobianchi A111.
С широким распространением в семидесятые годы подвески типа «Макферсон» для передних ведущих колёс легковых автомобилей и пружинно-амортизаторных стоек, которые можно было разместить в подвеске с двумя поперечными рычагами над верхним рычагом, оставив место для приводов колёс (Renault 12, Renault 18, Dacia 1300 и т. д.), подвески на верхней поперечной рессоре вышли из употребления.
Наиболее же технически совершенным типом параллелограммной подвески на поперечной рессоре является подвеска с двумя поперечными рычагами с каждой стороны и прикреплённой к одной из пар (верхней или нижней) поперечной рессоре (на иллюстрации). Такая подвеска по сути не имеет существенных отличий от подвески с двойными поперечными рычагами и пружинами или торсионами, рессора в ней играет роль исключительно упругого, а не направляющего, элемента.
Главное её достоинство — относительная компактность поперечной рессоры, что сделало её выгодным выбором для конструкторов спорткаров ввиду компоновочных преимуществ. Например, на Chevrolet Corvette последних поколений в передней и задней подвесках используются поперечные рессоры, расположенные под нижним рычагом и шарнирно соединённые с ним (или с верхним рычагом, в зависимости от модели). Так же использовались поперечные рессоры в подвесках таких автомобилей, как Opel Kadett A и B, Fiat 127, Fiat 128 и Fiat Ritmo. В передней подвеске Lancia Flavia использовалась поперечная рессора, расположенная над верхними рычагами и шарнирно с ними соединённая. Поперечная рессора из композитного материала используется в качестве упругого элемента в задней подвеске некоторых современных моделей фирмы Volvo и недавно существовавших фирмы Cadillac, что позволило сэкономить место в багажном отделении.
Изредка применялась схема подвески на четырёх (по две на борт) поперечный полурессорах, или четвертьэллиптических рессорах, например на довоенных легковых автомобилях Packard. Четвертьэллиптические рессоры намного менее податливы в продольном и поперечном направлении, чем полуэллиптические, но всё же проигрывали в постоянстве геометрии по сравнению с настоящей подвеской на поперечных рычагах. Кроме того, они весьма жёстки в вертикальном направлении, что затрудняет создание комфортабельного автомобиля с плавным ходом.
Гидропневматические и пневматические
В качестве упругих элементов используются пневмобаллоны (лоурайдеры, некоторые модели легковых автомобилей североамериканского производства конца пятидесятых годов, некоторые исторические модели Mercedes-Benz, Austin, Borgward и иных фирм) или гидропневматические упругие элементы (знаменитые подвески фирмы Citroën, завязанные в единую гидросистему с гидроусилителем руля и тормозами, способные в большом диапазоне изменять дорожный просвет автомобиля).
«Макферсон»
Самый распространённый в наши дни тип независимой подвески легкового автомобиля. Характеризуется простотой, дешевизной, компактностью и приемлемой для массовых автомобилей общего назначения кинематикой.
В последние десятилетия наблюдается тенденция к замене её на более совершенную с двойными поперечными рычагами в подвеске сравнительно дорогих автомобилей. Например, на Audi 80 и Audi 100 использовался «МакФерсон» спереди (и полузависимая подвеска со связанными продольными рычагами сзади), а на сменивших их моделях Audi A4 и Audi A6 — уже подвеска на двойных поперечных рычагах, причём и спереди, и сзади. На бюджетных же моделях «Макферсон» и сейчас считается оптимальным решением с точки зрения сочетании экономии, компактности и кинематики.
Торсионно-рычажная (с сопряжёнными рычагами)
Очень распространённый в 70-х — 90-х годах тип полузависимой подвески задних колёс с двумя продольными рычагами, соединёнными работающей на скручивание торсионной балкой. Была разработана фирмой Audi в семидесятых годах, после чего очень широко использовалась (и используется сейчас, как правило на бюджетных моделях) в качестве задней на переднеприводных автомобилях. В настоящее время обычно считается устаревшей, но всё ещё используется на недорогих автомобилях, в особенности сравнительно старой разработки (включая все переднеприводные модели ВАЗ).
Активная подвеска
Упругий элемент пневмоподвескиАктивной называется подвеска, которая может изменять положение и жесткость упругих элементов по команде от управляющего устройства, которое в свою очередь получает данные о положении кузова от различных датчиков. Основные виды активной подвески: пневматическая, гидравлическая и пневмогидравлическая. Наиболее широкое применение активная подвеска получила в автобусах и троллейбусах, где она позволяет избежать кренов кузова при неравномерном распределении пассажиров по салону, и в грузовиках. В легковых автомобилях применяется реже из-за сложности и дороговизны.
Литература
Источники и примечания
- ↑ 1 2 Раймпель, Йорнсен Шасси автомобиля /сокр. пер. с нем./ = Fahrwerktechnik. — Москва: Машиностроение, 1983. — Т. I. — С. 278. — 356 с.
Какая подвеска лучше и надежнее для города, какую подвеску выбрать
Подвеска в транспортных средствах, начиная с карет, применяется более двухсот лет. За это время изобретено множество разновидностей и конструкций как для гоночных болидов, так и для внедорожных монстров. В этом материале выясним, какая подвеска лучше и надежнее для городского автомобиля среднего ценового сегмента.
Типы подвески и ее разновидности
Подвеска — это совокупность деталей, узлов и механизмов, которые соединяют кузов автомобиля с колесами. Она выполняет сразу несколько важных задач:
- Сохраняет постоянный контакт ведущих или управляемых колес с дорогой. Это важно для хорошего разгона и торможения.
- Гасит или смягчает удары от неровностей дороги, чтобы обеспечить максимальную плавность хода.
- Способствует тому, чтобы машина точно выдерживала траекторию движения, заданную водителем.
Передняя подвеска
На современных легковых автомобилях для города наиболее распространены следующие виды передних подвесок:
«МакФерсон» (на направляющих стойках)
Это самая простая подвеска с минимальным количеством узлов и деталей. Она обеспечивает неплохие ходовые качества и хорошо воспринимает ударные нагрузки. Наиболее изнашивающиеся элементы у подвески «МакФерсон» – амортизационная стойка, опоры амортизационной стойки и стойки стабилизатора. Восстановить детали можно самостоятельно с минимальным набором специнструментов.
Двойные поперечные рычаги
Такая подвеска имеет более сложную конструкцию и не применяется без подрамника или поперечной балки. В сравнении с «МакФерсон», она создает лучшую плавность хода. Кроме того, она хорошо воспринимает ударные нагрузки (если изготовлена из стали). Из элементов у нее часто изнашиваются шаровые опоры, сайлентблоки рычагов и стойки стабилизатора. Ремонт так же, как и в случае с «МакФерсон», можно выполнить самостоятельно при минимальном наборе инструментов.
Многорычажная подвеска
Самая сложная по конструкции подвеска автомобиля. Количество рычагов у нее — от четырех и более. Зато она обеспечивает отличную плавность хода и превосходные ходовые качества. Но так как ее детали, как правило, изготовлены из алюминия, водителям рекомендуется избегать ударные нагрузки. Из компонентов чаще всего ломаются шаровые опоры, рычаги (заменяются в сборе) и стойки стабилизатора. Самостоятельный ремонт возможен, но после этого обязательно требуется настройка на специализированном стенде.
Также читайте: Почему не стоит покупать подержанный автомобиль с турбомотором, люком и даже АКПП
Задняя подвеска
Задняя подвеска бывает двух типов:
Независимая многорычажная
Это сложная по конструкции подвеска. Количество рычагов у нее — от четырех и более.
Такая подвеска обеспечивает отличную плавность хода и хорошие ходовые качества. Если она сделана из стали, то ударные нагрузки подвеска будет принимать хорошо. Из поломок возможен выход из строя сайлентблоков рычагов и рычагов (меняются в сборе). Восстановить подвеску самому можно, но после этого нужно обязательно выполнить настройку на стенде.
Полузависимая (балка со связанными рычагами)
Такая подвеска имеет простую конструкцию. У нее минимум узлов и деталей, поэтому в случае поломки ее можно починить самостоятельно. Ударные нагрузки ходовая воспринимает нормально, но при сильном ударе балка меняется целиком, так как ее геометрию невозможно восстановить. Из деталей изнашиваются пружины и амортизационная стойка.
Также читайте: Передний или задний привод: какой лучше выбрать
Какие подвески самые распространенные в городских автомобилях
Подавляющее большинство автомобилей среднего ценового сегмента оснащается подвеской «МакФерсон» спереди и балкой со связанными рычагами сзади. Это Skoda Rapid, Volkswagen Polo, Hyundai Solaris, LADA Vesta, KIA Rio, Toyota Corolla.
Эта схема проста по конструкции и легко обслуживается. Но из-за того, что опорные точки упругих элементов (пружин) закрепляются прямо на кузове, шум от неровностей дороги хорошо передается в салон автомобиля. Чтобы избежать этого, производители используют сложные резинометаллические подушки, которые приходится периодически менять.
При покупке автомобиля с пробегом можно визуально оценить состояние подвески. Изношенные сайлентблоки и течь амортизаторов видно сразу.
На более дорогих автомобилях: Volkswagen Passat, Audi A4, Skoda Octavia А5, – применяется многорычажная подвеска как спереди, так и сзади. Эта подвеска сложнее, но и плюсов у нее больше: она идеально выдерживает траекторию движения, особенно на неровных дорогах, и способствует мягкому и плавному ходу. Шум от неровностей дороги воспринимает подрамник, поэтому в машине намного тише.
Но очень часто все эти плюсы приводят к парадоксальной ситуации. Водитель, двигаясь с комфортом, перестает замечать ямы и выбоины, а подвеска при этом работает очень интенсивно и, естественно, изнашивается. При прохождении очередного обслуживания стоимость ремонта может неприятно удивить неопытного водителя.
Если будете покупать автомобиль с такой подвеской, проведите диагностику на специализированном стенде. Люфт многочисленных рычагов непросто определить визуально, и после покупки можно существенно потратиться на ремонт.
Также читайте: Механика или автомат: какая коробка лучше
Какую подвеску выбрать для вашего будущего городского автомобиля
Если автомобиль нужен вам как средство передвижения и вам достаточно того, чтобы спокойно ездить по делам и затрачивать минимум средств на ремонт и обслуживание, безусловно, надежнее подвеска «МакФерсон» спереди и балка сзади. На вторичном рынке большой выбор автомобилей с такой схемой подвески.
Если машина нужна вам не только как средство передвижения, но и для удовольствия, выбирайте автомобиль с многорычажной независимой подвеской. Она хоть и дороже в обслуживании, но это лучшая подвеска для настоящего ценителя автомобилей.
Автор: Александр Анучин
Какая подвеска стоит на вашем автомобиле? Какие элементы в ней ломаются чаще всего? Расскажите в комментариях.
Подвеска спортивного автомобиля. Часть #1: теория
Начиная рассказ про подвеску спортивного автомобиля, особое внимание нужно уделить амортизаторам.
У всех на слуху такие фирмы, как Reiger, Ohlins, Proflex, EXE-TC, KW, TEIN, KONI, AST и другие. Часть производителей специализируются на ралли, часть на кольце. Кто-то делает подвески для тюнинга. Есть и менее известные производители как с простыми, так и с очень сложными и дорогими продуктами.
У всех достойных производителей самым сложным элементом подвески является амортизатор, именно он либо позволяет быстро ехать, либо нет.
В чем состоит задача амортизатора? В способности гасить колебания кузова автомобиля при движении по различным покрытиям. Если амортизатор не справляется – машина слишком раскачивается. Если амортизатор слишком жесткий – машина «подпрыгивает». Но это слишком просто. На самом деле, амортизатор должен по-разному работать в разных условиях, обеспечивая постоянство контакта колеса с дорогой и не передавая излишние колебания на кузов.
В обычных автомобилях сейчас широко используются двухтрубные газо-масляные амортизаторы. Они компактны, просты в изготовлении и служат достаточно долго. Из минусов можно отметить то, что газ смешан с маслом, при активной работе идет нагрев и появляются пузыри. Все это ухудшает стабильность работы.
Спортивный амортизатор, во-первых, должен позволять быстро ехать. Во-вторых, он должен быть надежным. Поэтому «размер не имеет значения». Спортивный амортизатор больше.
Вот пример того, как работает раллийная подвеска. Короткий кусочек видео.
Если кто бывал на гонке «Южный Урал», тот знает, насколько это покрытие требовательное. Нам удавалось несколько лет там выигрывать и занимать призовые места, в том числе благодаря правильно сконструированной и настроенной подвеске.
В спортивном амортизаторе гораздо больший объем масла, поэтому он более громоздкий и имеет выносную камеру, резервуар. Наличие выносного резервуара позволяет увеличить рабочий ход амортизатора, т.к. газ и разделительный поршень не находятся на оси движения штока амортизатора. Иногда выносной резервуар выполнен на гидравлическом шланге. В этом случае резервуар крепится где-то в подкапотном пространстве или в багажнике автомобиля. Некоторые амортизаторы выполнены с резервуаром, жестко закреплённым к корпусу в нижней части (рюкзачного типа). Все зависит от конструкции и компоновки. В любом случае суть одна. Больший объем масла внутри – большая стойкость к продолжительным нагрузкам с разной амплитудой и как следствие, меньший нагрев. Большая стойкость, в данном случае – отсутствие эффекта вспенивания масла и потери рабочих характеристик. Гонка может быть и в пустыне, где температура на улице плюс 40-50 градусов.
Также в выносном резервуаре имеется отсек для закачки инертного газа (как правило, азота), который имеет низкий коэффициент расширения при нагреве, что обеспечивает практически одинаковую характеристику газового подпора во всем диапазоне работы.
Часто спортивная подвеска выполнена «перевернутой», а именно шток амортизатора «спрятан» внутри стойки, т.е. находится внизу. Из явных плюсов:
- на шток нет изгибающих нагрузок;
- на шток нет внешнего механического воздействия, т.к. не летят камни, пыль, влага.
То есть, когда вы смотрите через витки пружины и видите полированную трубу большого диаметра – это только корпус амортизатора, который по тефлоновым направляющим скользит в корпусе стойки.
Работа амортизатора обычного автомобиля осуществляется практически по линейным зависимостям, а именно, чем выше колебания в подвеске, тем выше сопротивление перемещению поршня. Но любой гражданский амортизатор имеет ограничение по работе гидравлики, и при скоростях перемещения поршня около 2 м/c амортизатор «пробивает», гидравлика не справляется.
Спортивный амортизатор рассчитан на гораздо большие нагрузки. К тому же есть принципиальная разница в базовом алгоритме работы амортизаторов на скользких (гравий, грунт, снег) и твердых (асфальт, особенно кольцевой) покрытиях.
В ралли автомобиль постоянно скользит и задача подвески – обеспечить максимально возможный контакт всех колес с поверхностью дороги в скольжении.
В кольце автомобиль движется без явных скольжений, на пределе сцепления шины с полотном, и в этих условиях важно максимально нагрузить опорное колесо, перемещая на него вес.
В гражданском же автомобиле задача сделать езду предельно комфортной, максимально уменьшив колебания кузова.
На рисунке ниже схематически показаны алгоритмы работы подвески (пружина и амортизатор) на гражданском, раллийном и кольцевом автомобиле.
Эскиз графика создан исключительно для наиболее наглядной иллюстрации различных процессов, это не результаты замеров на стенде конкретных амортизаторов.
Здесь хочу остановиться подробнее и разобрать работу каждого типа подвески в различных условиях для разных характеристик.
Сжатие – способность подвески сжиматься при внешнем воздействие на колесо. Обратите внимание, насколько абсолютные величины по сопротивлению сжатию для кольцевого автомобиля больше, чем для раллийного, при скорости штока до 1 м/c. Это важно для понимания анализа ниже.
Диапазон 1 (см. рисунок) – «Low speed» или низкая скорость перемещения штока поршня. Пусть это будут скорости от 0 до 0,25 м/c. На практике это движение по ровной дороге или вход в поворот.
Кольцевой автомобиль должен быть пропорционально жестким в этом режиме. Вся энергия должна уходить в разгон или поддержание скорости, а не теряться на «отработку» раскачки. Если на входе в поворот подвеска мягкая на сжатие, то выберется весь ход амортизатора (который достаточно короткий) и машину «сорвет».
Раллийный автомобиль здесь должен быть гораздо мягче кольцевого, и сопротивление на сжатие должно быть небольшим для обеспечения максимального пятна контакта колес с дорогой и постоянного плавного перераспределения веса. Если на входе в поворот подвеска будет сильно сопротивляться приходу веса на колесо, то автомобиль «сорвет», а не «загрузит».
Диапазон 2а – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 0,25 до 1 м/c.
Для кольцевого автомобиля задача – уменьшить сопротивление сжатию, т.к. любая неровность может начать его подбрасывать и разбалансировать. Конструктивно усилие уменьшить практически невозможно (только сложной системой клапанов с электронным управлением), поэтому сопротивление сжатию стараются сохранить хотя бы на постоянном уровне.
На неровной дороге сопротивление сжатию для раллийного автомобиля растет пропорционально самим неровностям, но график пока не резкий.
Диапазон 2b – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 1 до 1,5 м/c.
Волны, подбросы и поребрики – враги кольцевого автомобиля. Характеристику в этом диапазоне стараются также сохранить ровной.
В ралли кочки и волны на траектории это норма. Сопротивление сжатию (усилие демпфирования) увеличивается достаточно сильно и пропорционально. Чем больше кочка или подброс, тем лучше подвеска должна сопротивляться перемещению колеса в арку.
Диапазон 3 – «High Speed», скорость перемещения штока поршня от 1,5 м/c и выше.
Малоактуально для кольца, разве что в случае внезапного наезда на высокий поребрик.
А вот тут начинается то, за что все любят ралли: полеты и трамплины! На некоторых спецучастках автомобиль проводит в воздухе не меньше времени, чем на земле. Усилие на шток поршня при приземлении очень большое, соответственно скорость перемещения резко растет – как видно на рисунке – кривая сжатия имеет резкий рост. При приземлении подвеску не должно «пробить», раллийный автомобиль должен «прилипать» к дороге. Этот эффект достигается и за счет правильной характеристики сжатия.
Отбой – способность подвески выталкивать колесо при потере пятна контакта. Это может быть как отрыв колеса при прыжке, так и наезд на яму. Отбой также вступает в работу, когда колесо сначала на кочке ушло в арку. Его тоже нужно вытолкнуть, вернув на землю и обеспечив контакт.
Вообще, настройка отбоя это всегда компромисс, тема неоднозначная. Если сопротивление отбою настроено слишком мягко, то возникает раскачка автомобиля, т.к. колесо слишком энергично выталкивается. Если сопротивление отбою слишком велико, колесо «подвисает» и не возвращается на землю. А дальше может возникнуть эффект «сбора» подвески, когда сопротивление отбою значительно превышает динамическую характеристику пружины и подвеска перестает отрабатывать.
В кольце сопротивление отбою масштабно всегда выше, т.к. используются более жесткие пружины.
Диапазон 1 – «Low Speed», скорость перемещения штока поршня от 0 до 0,25 м/c.
При движении по относительно ровной дороге (кольцо) задача отбоя «успокоить» колесо при наличии жесткой пружины, поэтому величина сопротивлению отбоя очень высокая при практически нулевой скорости хода штока. То есть пружина всегда стремится вытолкнуть колесо, гидравлика удерживает, компенсируя жесткость.
В ралли характеристика похожа, но диапазон сдвинут пропорционально мягкости пружины.
Диапазон 2 – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 0,25 до 1,5 м/c.
Идеология базово одинакова. При движении по неровностям, волнам и кочкам пружина стремится вытолкнуть колесо и неподрессоренную массу для возврата в пятно контакта, сопротивление отбою не должно мешать ей это сделать, поэтому по графику характеристика практически не растет. Разве что в ралли сопротивление увеличивается в абсолютном значении при больших неровностях.
В диапазоне быстрых скоростей тенденция такая же.
Как все просто в теории и как сложно порой настроить автомобиль!
Но это еще не все. Помимо трех характеристик (отбой, медленное сжатие, быстрое сжатие), которые мы можем самостоятельно регулировать в достаточно широком диапазоне, подбирая настройки под ту или иную трассу и погодные условия, у продвинутых спортивных амортизаторов бывают еще две системы с регулировками: быстрый отбой (fast rebound) и гидробуфер (сжатие).
На чертеже видно, что при нормальном режиме работы амортизатора (движение по дороге) работает калиброванный канал. Именно он определяет работу амортизатора на отбой. Вращая регулировку на штоке сверху между тестовыми заездами можно изменять проходное сечение, перемещая конус вверх или вниз. Тем самым подбирается наилучшее постоянно проходное сечение, что гарантирует наилучшую работу подвески по отбою на конкретной дороге в данных условиях.
Если же автомобиль прыгает, и особенно если прыжок высокий, но короткий по времени, то за время полета колесо не успевает полностью выйти из арки (не выбран весь ход отбоя) и приземление получается очень жёстким, потому что именно на такое же расстояние будет сжиматься подвеска при приземлении.
Но есть ноу хау. При резком перемещении штока поршня открывается канал большего сечения, вся жидкость моментально получает свободу движения из одной полости в другую и колеса как бы «выпадают» сами под силой тяжести (работа системы на рисунке усилия демпфирования показана черными линиями).
Пересмотрите на видео как прыгает машина WRC – колеса именно «выпадают»! Захватывающе выглядит!
Машина без проблем продолжает ускорение, поскольку полный ход сжатия амортизатора дает возможность «отработать» приземление.
Стоит хоть раз попробовать проехать с такой подвеской, ощущения изнутри непередаваемые. Кажется, ты совсем не прыгаешь, а когда тебе показывают фото, ты не веришь своим глазам – ты летишь и достаточно высоко.
Вы сталкивались с тем, что подвеска пробивается при слишком жестком приземлении или наезде на препятствие? Каким бы большим не был ход сжатия, порой его недостаточно. Инженеры придумали систему, которая называется гидробуфер. Это дополнительный гидравлический демпфирующий элемент, состоящий из клапана и поршня и установленный ближе к концу хода сжатия. При высокой скорости движения штока, когда на ход сжатия остается от 30 до 60 мм, он включается в работу и сопротивление сжатию резко возрастает, тем самым шансы пробить подвеску, получить жесткий подброс автомобиля при наезде на препятствие или пробить колесо сильно уменьшаются.
Исполнение такого элемента может быть разным, но цель у всех одна. У TEIN она называется “H.B.S. – Hydraulic Bump Stopper”, у Reiger – “Double Piston”. Нужная и полезная опция для современного спортивного автомобиля.
Статическая функция пружины – поддержание высоты кузова автомобиля относительно дороги, динамическая – обеспечение плавности его перемещения при движении. В принципе, все просто. Упругий элемент подвески, в профессиональной терминологии – витая цилиндрическая пружина сжатия.
Не буду вдаваться сильно в подробности на тему пружин, т.к. все можно прочитать в интернете. Выделю только самое необходимое.
Обычно используется пружина постоянной жесткости, реже с переменным витком.
Тенденция последних десятилетий в автомобильном спорте – это более мягкая пружина, т.к. инженеры далеко продвинулись в разработках гидравлики амортизаторов и теперь могут добиваться энергоемкости именно амортизатором, а не пружиной.
В кольце обычно используют пружины жесткостью 70-150 Н/мм, в ралли 25-50 Н/мм на гравии и 50-90 Н/мм на асфальте. Конечно, это не догма, пружины могут быть и другой жесткости.
Я раньше и сам считал, что маленький подпружинник в подвеске служит для улучшения ее работы в строго определенном диапазоне. На самом деле его первая задача – это не давать «вывешиваться» основной пружине при максимальном ходе отбоя, что особенно актуально для асфальтовых настроек, когда машина низкая. Часто конструктивно невозможно разместить основную пружину нужной длины, не задирая автомобиль, и рабочий ход подвески получается больше рабочего хода пружины. Подпружинник обычно мягче пружины в несколько раз и не должен влиять на работу стойки. В статическом состоянии он полностью сжат.
Служит для минимизации кренов автомобиля в поворотах.
При крене автомобиля без стабилизатора центр масс (к которому прикладываются векторы ускорений) уходит наверх и смещается наружу, что негативно влияет на устойчивость автомобиля. Вообще, работа с точкой g-force – это сложная инженерно-практическая тема, не буду ее сейчас касаться, это повод для отдельного разговора.
Но есть и ряд негативных факторов при использовании стабилизатора.
Стабилизатор не дает разгружаться внутреннему колесу в повороте, что порой делает машину «недостаточной» на входе в поворот. Могут появляться дополнительные демпфирующие силы.
Если перевести в практическую плоскость, чем больше «зацеп», тем жестче нужен стабилизатор. Если двигаться по голому льду на нешипованном колесе, стабилизатор лучше отключить.
Обычно усилие сопротивления у стабилизатора неодинаково во всем диапазоне его работы. То есть сначала он работает мягко, по мере его скручивания усилие увеличивается.
Стабилизаторы бывают съемными и не съемными, регулируемыми и с постоянной жесткостью. В современныx раллийных автомобилях категории R омологируются по несколько стабилизаторов разной жёсткости для передней и задней оси. На тестах подбираются комбинации под конкретные условия. Но использование активных или регулируемых стабилизаторов запрещено, и сейчас уже не только в ралли. До введения запрета использование стабилизатора с механической регулировкой из салона (да, бывают и такие) позволяло, если пошел дождь посредине гонки, перевести его в самое мягкое положение прямо на ходу.
На гражданском автомобиле она выполнена из резинового материала с металлической обоймой. В центре стоит подшипник качения, чтобы шток амортизатора мог вращаться при повороте колеса автомобиля.
В спортивном автомобиле верхняя опора часто выполнена полностью из металла, без упругих элементов. Лишние упругие колебания тут ни к чему. В центре шарнир сферический, т.к. стойка амортизатора за счет кинематики подвески вращается в трех плоскостях, и подшипник качения работал бы на излом.
Часто опора имеет регулировку, и дает возможность изменять продольный (кастор) и поперечный углы наклона стойки.
Закончить первую часть я бы хотел, сказав пару слов про углы. Каждый из нас хотя бы раз сталкивался с регулировкой углов схождения и развала.
Для кольцевых автомобилей нужен больший угол развала, т.к. автомобиль движется по дуге поворота без скольжения, и, таким образом, мы можем обеспечить большее пятно контакта.
В ралли, наоборот, автомобиль скользит и чем «прямее» стоит колесо, тем больше пятно контакта. Конечно, абсолютно прямо колесо не ставится, небольшой угол развала есть всегда.
Схождение колес может влиять на прямолинейность движения автомобиля при разгоне. Если спереди выставлено расхождение, автомобиль будет «рыскать», но при этом более охотно заезжать в поворот в начальной фазе – входная поворачиваемость будет избыточной.
Если полноприводный автомобиль не стабилен на дуге поворота в небольшом скольжении и норовит «поехать боком», увеличение схождения задних колес поможет ему двигаться по дуге строже.
Иными словами, «углы» (схождение, развал, кастор) – это переменные параметры для разных погодных условий и разных трасс. Углы порой дают даже больше, чем щелчки настроек на амортизаторах.
Более того, углы схождения и развала влияют друг на друга. При больших отрицательных значениях углов развала нужно выставлять расхождение, т.к. иначе при прямолинейном движении колесо автомобиля будет стремиться внутрь по принципу катящегося «бочонка».
Вот мы и перешли плавно ко второй, практической части рассказа о работе подвески Renault Clio R3 Maxi на гравийном и снежно-ледовом покрытиях и особенностях ее настройки. Но это уже в следующей публикации, которая выйдет через неделю-две.
Надеюсь, у меня получилось рассказать про особенности подвески спортивного автомобиля понятным и несложным языком. Пост получился объемным, но надеюсь, легко читаемым.
Автор: Михаил Скрипников
Графика: Никита Абрамов
что это в автомобиле, устройство и принцип работы
Параметры автомобильной подвески обычно задаются на этапе конструирования. При этом разработчики вынуждены оставаться в рамках сложной системы компромиссов, поскольку одни и те же свойства не могут одинаково хорошо показывать себя в разных условиях. Возникает естественная потребность оперативно вмешиваться и изменять характеристики по ходу эксплуатации. Поэтому, а также по ряду других причин, на автомобилях стали применять пневматические подвески.
Содержание статьи:
Что в машине называется пневмоподвеской
В основе пневматической подвески лежит свойство газов увеличивать своё давление при уменьшении объёма. Если заключить атмосферный воздух внутри эластичного пневмобаллона, то он начинает вести себя подобно обычной металлической пружине.
Нагнетая дополнительный воздух в этот объём или наоборот, стравливая его часть, можно получить эффект изменения жёсткости этой пружины. Что гораздо сложнее реализовать в случае более традиционных листовых или спиральных рессор, а также торсионов.
Отличия от классической подвески
Использование данного свойства пневмобаллона означает, что отличия от более традиционных видов подвесок ограничены только используемым упругим элементом. Всё прочее, то есть демпфирующие и направляющие элементы, остаётся без изменений, по крайней мере качественных.
Некоторые изменения в конструктиве всё же происходят. Хотя они настолько незначительны, что наборы пневмоподушек с компрессорами, ресиверами и системой воздушных магистралей, клапанов, датчиков и устройств управления могут изготавливаться, продаваться и устанавливаться на серийные автомобили в порядке тюнинга.
Читайте также: Общее устройство подвески Hydractive, принцип работы и цена ремонта
Ещё они могут предлагаться самими автомобильными фирмами в качестве опции на стандартно комплектуемые пружинами модели.
Более кардинально изменения сделаны в подвесках грузовиков. Некоторые полезные свойства пневмоподвесок настолько удачно вписываются в концепцию тяжёлой машины с большой разницей между массой в пустом и гружёном состояниях, что автомобили изначально разрабатываются под пневмоэлементы вместо массивных и крупногабаритных рессор с подрессорниками.
Разновидности
Принципиально различные исполнения пневматики отличаются количеством каналов управления жёсткостью:
- одноканальная система, когда пневмоэлементы установлены на одной оси и питаются от одной общей воздушной магистрали;
- двухканальная, задействованы обе оси, но нет разделения на правую и левую сторону;
- четырёхканальная, можно раздельно управлять подвеской каждого колеса.
В первом случае система упрощена и выполняет обычно только функцию компенсации загрузки задней оси, на которую приходится основная дополнительная масса у грузовых автомобилей. Естественно, таких осей может быть несколько, но поскольку они расположены рядом и фактически просто нужны для распределения общей массы гружёного автомобиля на несколько колёс, что связано с ограничениями на грузоподъёмность шин и нагрузочную способность дорожного покрытия. Но работают все подвески абсолютно параллельно, воздух поступает в баллоны под одним и тем же давлением.
Второй вариант более продвинут, управлять можно и положением передней оси относительно кузова. Машина позволяет более гибко регулировать угол продольного наклона кузова и изменять дорожный просвет, в том числе и под передней частью шасси.
Третий случай самый совершенный, система способна отслеживать неравномерность поперечного расположения груза в автомобиле, не допуская перекосов подвесок. Обычно всё происходит автоматически по командам от датчиков, следящих за ходом подвески каждого колеса.
Принцип работы
На самом деле пневмоподвесок множество, есть смысл рассмотреть наиболее популярный вариант, например, применённый на внедорожниках Toyota Land Cruiser.
Здесь чаще всего применяется двухканальная система регулирования, но работающая только на задней оси. То есть можно управлять высотой кузова в зоне размещения задних пассажиров и багажника раздельно слева и справа.
Передние колёса здесь стабильно загружены массивным двигателем и трансмиссией, особой необходимости в применении пневматики там нет. Ограничились установкой электроуправляемых амортизаторов, которые применяются именно с опциональной пневмоподвеской задних колёс.
Это интересно: Что такое шасси в автомобиле, назначение и принцип работы
Работать подвеска может под управлением автоматики, вмешательство водителя ограничивается ручной установкой переключателя на максимальный подъём кузова или предельно допустимое опускание.
В любом случае автоматика отслеживает скорость автомобиля и переводит подвеску в среднее положение из соображений безопасности и управляемости.
Функций у системы контроля несколько:
- сбор данных о скорости автомобиля, текущей высоте правой и левой стороны кузова, положении ручного переключателя;
- включение компрессора для добавления воздуха в пневмобаллоны и пополнения ресивера;
- перевод подвески из крайних положений в рабочее по двум предусмотренным пороговым значениям скорости;
- удержание давления перекрытием всех клапанов;
- включение особого режима увеличенной артикуляции заднего моста при определении нахождения на бездорожье, контролируется разница в показаниях датчиков правой и левой сторон, а также разница в скорости вращения колёс, то есть одно из них могло разгрузиться и потерять сцепление с дорогой;
- поперечное выравнивание кузова в том случае, когда давление в баллонах разное, а режим бездорожья отсутствует.
Для выполнения всех задач в системе имеется компрессор, использующий обычный забортный воздух, накопительный ресивер, набор клапанов и электронный блок управления подвеской.
Воздух может переходить при открытии соответствующих клапанов между всеми узлами управления и пневмобаллонами подвески, установленными над задней осью вместо обычных пружин.
Амортизаторы могут быть обычными гидравлическими или с электронным управлением, но к работе пневмосистемы они отношения не имеют, в отличие от пневмогидравлических подвесок, более сложных и совершенных.
Устройство
Большинство элементов системы размещено под днищем автомобиля в пределах его рамы. Все они связаны между собой воздушными трубопроводами и электрическими цепями.
Пневмоэлементы
Пневмоподушки представляют собой цилиндрические баллоны из прочной армированной резины. С одной стороны, они соединены с рамой, а с другой – с неразрезным задним мостом автомобиля.
В каждом баллоне имеется штуцер, к которому через клапан подключена воздушная магистраль. В зависимости от нагрузки и количества закачанного воздуха высота пневмоэлемента меняется, что влечёт за собой подъём или опускание кузова над дорогой.
Одновременно они служат упругим элементом подвески, то есть дополнительных пружин или рессор не предусмотрено.
Подушки могут быть соединены между собой при включении выравнивающего клапана.
Компрессор
Для нагнетания воздуха служит обычный компрессор поршневого или мембранного типа, снабжённый ресивером и фильтром. Включение и выключение компрессора осуществляется через электронное реле, расположенное в блоке управления.
Между компрессором и всей пневмосистемой ставится дополнительный осушитель, препятствующий накоплению влаги в баллонах и магистралях. Здесь же стоит атмосферный клапан сброса лишнего воздуха.
Ресивер
Ресивер выполняет роль аккумулятора сжатого воздуха, что позволяет уменьшить нагрузку на компрессор и более оперативно управлять ресурсами энергии в системе.
Так, например, при необходимости быстро сбросить давление в баллонах открывается клапан ресивера и воздух уходит именно в него, только часть может быть сброшена в атмосферу.
Точно так же происходит и частичное пополнение баллонов без лишних затрат моточасов компрессора.
Система управления
В управляющую систему входит отдельный электронный блок контроля пневмоподвески, набор электропневмоклапанов, ручной переключатель уровней кузова и датчики положения его правой и левой сторон.
Собираются также сигналы о скорости автомобиля и даже об открытии дверей кузова. Алгоритмы работы прошиты в памяти процессора электронного блок и достаточно сложны. Вплоть до наличия незадокументированных функций.
Система допускает сервисные регулировки, в основном сводящиеся к калибровке положения датчиков подвески по методике из инструкции. Можно использовать диагностический сканер или обычный мультиметр.
Датчики достаточно просты, это потенциометры с приводом от рычагов задней подвески, регулируемым по высоте.
Плюсы и минусы
Все достоинства системы определены возможностью её автоматической регулировки и применению газа в качестве упругой среды:
- можно оперативно изменять высоту кузова для обеспечения либо высокой проходимости, либо улучшенной управляемости при понижении центра тяжести автомобиля;
- при опускании кузова в крайнее положение облегчается загрузка багажника;
- пневмоэлементы работают лучше, чем металлические пружины, что повышает комфорт на неровностях, у газа практически отсутствует внутреннее трение;
- установленный клиренс автомобиля не зависит от его нагрузки;
- отсутствует эффект потери комфорта на ненагруженном автомобиле;
- можно вводить дополнительные режимы работы, например описанный выше способ увеличения артикуляции мостов.
Без недостатков тоже не обходится:
- пневмобаллоны имеют ограниченный ресурс из-за старения резины;
- стоимость баллонов гораздо выше, чем у обычных пружин;
- имеющиеся дополнительные устройства и узлы пневматики и электроники существенно повышают стоимость подвесок;
- из-за большого количества относительно деликатной пневматики снижается надёжность подвески, автомобиль может внезапно «упасть» на дорогу или перекосить кузов при отказе одного баллона;
- размещение элементов под днищем сильно сокращает их ресурс из-за коррозии.
Пневматические подвески однозначно оправданы на тяжёлых грузовых автомобилях. Во всех прочих случаях это полезная опция, за которую приходится доплачивать.
Поэтому и применяется она лишь на вполне определённом круге автомобилей, в основном на внедорожниках премиум-сегмента. Хотя приобрести и установить набор пневмоподвески могут владельцы и многих других машин.
Опасностей и признаков поломки подвески автомобиля
Узнайте, как подвеска вашего автомобиля обеспечивает безопасность
Возможно, вы не слишком много думаете о системе подвески вашего автомобиля, но если она выйдет из строя, она может буквально остановить вас. Вождение с неисправной или изношенной подвеской не только приводит к ненужному износу шин вашего автомобиля, но и может подвергнуть вас — и других людей в дороге — серьезному риску.
Подвеска вашего автомобиля — это система частей, которые, по сути, соединяют ваш автомобиль с колесами.Эти части включают:
- Шины (и объем воздуха в них)
- Шаровые опоры
- Втулки
- Пружины
- Стойки / Амортизаторы
- Тяги и рулевые тяги
Ваша подвеска и все ее компоненты играют большую роль в обеспечении вашей безопасности на дороге. Если хотя бы один из вышеперечисленных элементов вашей системы подвески изношен, изношен или сломан, вся система не сможет выполнять свою важную функцию по максимальному сцеплению или сцеплению между вашим автомобилем и дорогой.Без этого у вас не будет очень плавной поездки.
Знайте признаки неисправной системы подвески
Итак, как вы узнаете, что ваша система подвески не работает должным образом? К счастью, большинство признаков плохой подвески легко распознать. Убедитесь, что вы знаете признаки, чтобы при первых признаках проблемы вы могли позвонить в местную компанию Rad Air для тщательной проверки.
Знак 1: Вы чувствуете каждую неровность дороги.
Речь идет не только о крупных выбоинах.Если вы сталкиваетесь с ухабистой ездой даже по относительно гладким шоссе и дорогам, по которым вы ездите каждый день, у вас может быть проблема с подвеской вашего автомобиля. Подумайте об этом так: езда в машине не должна ощущаться как поездка в парке развлечений!
Когда амортизаторы и стойки со временем изнашиваются или изнашиваются, ваша подвеска не может поглощать удары и движение между вашим автомобилем и дорогой. Если ваш автомобиль сильно подпрыгивает при малейшем провале дороги или дребезжит на кажущейся гладкой дороге, вероятно, ваш автомобиль нуждается в ремонте.
Знак 2: Вам трудно управлять автомобилем при повороте.
Если ваш автомобиль исправен, вы сможете легко поворачивать рулевое колесо для выполнения поворота. Борьба с рулевым колесом при рулевом управлении, особенно на низкой скорости, является признаком проблемы, скорее всего, с системой рулевого управления или подвески вашего автомобиля. Также очень опасно ездить с неисправной подвеской и системой рулевого управления. Мы советуем безопасно съехать с дороги и назначить встречу для осмотра вашего автомобиля.
Знак 3: Ваш автомобиль тянет или тащит на обочину дороги.
Во время движения вы должны легко удерживать свой автомобиль между обозначенными полосами движения. Если ваш автомобиль тянет или тянет на обочину дороги, вероятно, проблема с вашими шинами, тормозами или амортизаторами — всеми основными компонентами вашей системы подвески.
Знак 4: Вы видите неравномерный износ шин.
Если шины вашего автомобиля правильно выровнены, они должны изнашиваться равномерно.Неравномерный износ шин указывает на проблемы со стабильностью и балансировкой вашего автомобиля. Это могло произойти из-за чрезмерно или недостаточно накачанных шин или из-за изношенной системы подвески. Rad Air может помочь вам купить новые шины или осмотреть и отремонтировать любую проблему с подвеской.
Не позволяйте неисправной подвеске вашего автомобиля застать вас врасплох. Лучшая защита — проявить инициативу и запланировать комплексную проверку системы подвески в Rad Air.Наши специалисты по ремонту автомобилей внимательно изучат и протестируют все компоненты и на раннем этапе выявят потенциальные проблемы, чтобы их можно было устранить задолго до того, как ваша система подвески выйдет из строя.
Назначьте встречу
причин проблем с подвеской в вашем автомобиле
Причины проблем с подвеской в вашем автомобиле
by schearerswpadmin 8 января, 2019Подвеска вашего автомобиля играет большую роль в обеспечении легкости и удовольствия от вождения.Он обеспечивает стабильность рулевого управления, улучшает управляемость, обеспечивает контакт шин с дорогой и обеспечивает плавную езду даже на неровных дорогах. Без него ваша машина не справилась бы с повседневной ездой. Вот почему так важно убедиться, что ваша подвеска работает правильно.
Вот руководство по проблемам подвески, включая наиболее распространенные симптомы, вероятные причины и способы ремонта системы подвески.
Общие симптомы проблемы с подвеской
Если вы испытываете какие-либо из этих симптомов во время вождения, это может означать, что ваша система подвески не соответствует требованиям.
Привод неровный
Это один из самых простых способов обнаружить проблемы с подвеской. Если вы внезапно почувствуете каждую выбоину или неровную поверхность в своей машине, или если ваша машина несколько раз подпрыгивает после наезда на кочку, это явный признак того, что с вашей подвеской что-то не так.
Неравномерный износ шин
В идеале все шины должны изнашиваться с одинаковой скоростью. Если вы посмотрите на свои шины и заметите неравномерный износ, это признак того, что ваша подвеска работает неравномерно и оказывает дополнительное давление только на несколько колес.
Автомобиль тянет или заносит при повороте
Когда вы поворачиваете, подвеска вашего автомобиля удерживает его в устойчивом положении, что делает ваши повороты плавными и безопасными. Если ваш автомобиль тянет в сторону или даже заносит при повороте, это может быть признаком того, что ваша система подвески не работает должным образом.
Амортизаторы жирные
Взгляните на свои амортизаторы под автомобилем. Если они кажутся жирными или маслянистыми, это может быть признаком утечки жидкости, что может привести к дальнейшим проблемам в будущем.
Передняя часть «проваливается» при остановке
Когда вы тормозите, ваша машина должна останавливаться довольно плавно, в зависимости от того, насколько сильно вы нажимаете на педаль. Однако, если ваша машина «кувыркается» или наклоняется вперед при остановке, это может означать, что вам необходимо заменить амортизаторы или стойки.
Один угол расположен ниже остальных
При парковке все четыре угла вашего автомобиля должны находиться на одном уровне. Если один из них опускается ниже, чем другие, значит, у вас сломалась пружина.
Автомобиль не прошел тест на отскок
Тест на отскок — отличный способ проверить, правильно ли работает ваша система подвески. Вот как вы это делаете: поставьте машину на стоянку и перенесите весь свой вес на переднюю часть машины, чтобы она подпрыгнула. Когда вы отпускаете, он должен довольно быстро стать неподвижным. Однако, если ваша машина продолжает подпрыгивать несколько раз после того, как вы отпустили ее, это признак износа подвески. Вы можете повторить тест на задней части автомобиля, чтобы проверить заднюю подвеску.
Наиболее вероятные причины
Существует ряд причин, по которым ваш автомобиль может испытывать проблемы с подвеской. Вот список наиболее распространенных причин, чтобы вы были лучше подготовлены, когда отправляете свой автомобиль в ремонт.
Несоосные колеса
Плохо выровненные колеса могут быть вызваны ударами выбоин или бордюров, но это также может быть признаком проблем с подвеской. Все, от пружин до рычагов управления, влияет на центровку. Когда одна из этих частей не работает должным образом, это может изменить выравнивание вашего автомобиля.
Изношенные амортизаторы
Когда амортизаторы износятся, вы начнете ощущать каждую неровность дороги. Это потому, что ваши амортизаторы не могут удерживать шины на асфальте. Вместо того, чтобы разбираться с трясущейся машиной, попросите сертифицированного специалиста отремонтировать ее за вас.
Сломанные пружины
Пружины — одна из важнейших частей вашей подвески. По мере износа они могут сломаться. Вы сможете определить, сломалась ли у вас пружина, если один из углов вашей машины провисает.
Поврежденные рычаги управления
Рычаги управления являются жизненно важной частью вашей системы подвески. Они удерживают колеса на раме автомобиля и являются связующим звеном между рулевым управлением и колесами. Если вы слышите дребезжание во время движения или у вас проблемы с рулевым управлением, это может быть связано с повреждением рычагов управления.
Как может помочь Schearer’s Sales and Service, Inc.
Schearer’s Sales and Service, Inc. имеет многолетний опыт ремонта автомобильных амортизаторов и пружинного обслуживания европейских автомобилей.В нашем месте, удобном для Аллентауна, Вифлеема и Макунги, штат Пенсильвания, наша квалифицированная команда готова помочь вам с диагностикой проблем с подвеской и предоставлением доступных решений. Если у вас возникли проблемы с подвеской вашего автомобиля, позвоните в Schearer’s Sales and Service, Inc. сегодня.
Подвеска | Boggs Automotive
Работа подвески автомобиля заключается в максимальном увеличении трения между шинами и дорожным покрытием, обеспечении устойчивости рулевого управления с хорошей управляемостью и обеспечении комфорта пассажиров.
Если бы дорога была идеально ровной, без неровностей, в подвесах не было бы необходимости. Но дороги далеко не ровные. Даже недавно вымощенные шоссе имеют небольшие изъяны, которые могут взаимодействовать с колесами автомобиля. Именно из-за этих недостатков на колеса действуют силы. Согласно законам движения Ньютона, все силы имеют как величину, так и направление. Неровность дороги заставляет колесо двигаться вверх и вниз перпендикулярно поверхности дороги. Величина, конечно, зависит от того, ударяется ли колесо о гигантскую неровность или крошечную пятнышку.В любом случае, автомобильное колесо испытывает вертикальное ускорение, преодолевая дефект.
Без промежуточной конструкции вся вертикальная энергия колеса передается на раму, которая движется в том же направлении. В такой ситуации колеса могут полностью потерять контакт с дорогой. Затем под действием силы тяжести, направленной вниз, колеса могут врезаться обратно в дорожное покрытие. Что вам нужно, так это система, которая будет поглощать энергию вертикально ускоряемого колеса, позволяя раме и кузову двигаться без помех, в то время как колеса движутся по неровностям дороги.
Часто можно определить, есть ли проблема с подвеской, просто по ощущениям во время вождения, но бывает сложно оценить любые проблемы, не подняв автомобиль домкратом и не проверив компоненты подвески самостоятельно. Есть несколько различных типов подвески, которые вы можете найти в своем автомобиле, но некоторые вещи, на которые следует обратить внимание, довольно универсальны.
Знания о подвеске
Подвеска автомобиля фактически является частью шасси, которое включает в себя все важные системы, расположенные под кузовом автомобиля.
Эти системы включают:
- Рама — конструктивный, несущий элемент, который поддерживает двигатель и кузов автомобиля, которые, в свою очередь, поддерживаются подвеской
- Система подвески — установка, которая поддерживает вес, поглощает и амортизирует удары и помогает поддерживать контакт с шинами
- Система рулевого управления — механизм, который позволяет водителю направлять и направлять автомобиль
- Шины и колеса — компоненты, которые делают движение транспортного средства возможным за счет сцепления и / или трения с дорога
Имея в виду этот общий обзор, пора 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 — это наиболее распространенный тип пружины, который, по сути, представляет собой усиленный торсион, намотанный вокруг оси. Винтовые пружины сжимаются и расширяются, поглощая движение колес.
- Листовые рессоры — Пружина этого типа состоит из нескольких слоев металла (называемых «листами»), соединенных вместе и действующих как единое целое. Листовые рессоры впервые использовались в конных экипажах и использовались на большинстве американских автомобилей до 1985 года.Они до сих пор используются на большинстве грузовиков и большегрузных автомобилей.
- Торсионы — Торсионы используют скручивающие свойства стального стержня для обеспечения работы, подобной винтовой пружине. Вот как они работают: один конец стержня прикрепляется к раме автомобиля. Другой конец прикреплен к поперечному рычагу, который действует как рычаг, перемещающийся перпендикулярно торсиону. Когда колесо ударяется о неровность, вертикальное движение передается на поперечный рычаг, а затем посредством рычага — на торсион.Затем торсион поворачивается вдоль своей оси, создавая усилие пружины. Европейские автопроизводители широко использовали эту систему, как и Packard и Chrysler в Соединенных Штатах, на протяжении 1950-х и 1960-х годов.
- Пневматические рессоры — Пневматические рессоры, которые состоят из цилиндрической воздушной камеры, расположенной между колесом и кузовом автомобиля, используют сжимающие свойства воздуха для поглощения вибрации колеса. Этой концепции на самом деле более века, и ее можно было встретить на конных багги.Пневматические рессоры той эпохи были сделаны из наполненных воздухом кожаных диафрагм, очень похожих на сильфоны; они были заменены пневморессорами из формованной резины в 1930-х годах.
Исходя из того, где расположены пружины на автомобиле, то есть между колесами и рамой, инженеры часто считают удобным говорить о подрессоренной массе и неподрессоренной массе.
Пружины: масса пружины и неподрессоренной пружины
Подрессоренная масса — это масса транспортного средства, поддерживаемого рессорами, в то время как неподрессоренная масса приблизительно определяется как 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 (вспомните Lincoln Town Car), могут глотать неровности и обеспечивать сверхплавную езду; однако такой автомобиль склонен к нырку и приседанию во время торможения и ускорения и имеет тенденцию испытывать раскачивание или крен кузова во время поворота. Автомобили с жесткой подвеской, такие как спортивные автомобили (вспомните Mazda Miata), менее терпимы к ухабистым дорогам, но они хорошо минимизируют движения тела, что означает, что на них можно агрессивно ездить даже на поворотах.
Итак, хотя пружины сами по себе кажутся простыми устройствами, их разработка и внедрение в автомобиле, чтобы сбалансировать комфорт пассажиров и управляемость, является сложной задачей. И что еще более усложняет ситуацию, сами по себе пружины не могут обеспечить идеально плавную езду. Почему? Потому что пружины отлично поглощают энергию, но не так хорошо ее рассеивают. Для этого требуются другие конструкции, известные как демпферы.
Амортизаторы: амортизаторы
При отсутствии амортизирующей конструкции автомобильная пружина будет выдвигаться и высвобождать энергию, которую она поглощает от неровностей, 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 пружинах, обеспечила бы чрезвычайно подвижную езду и, в зависимости от местности, неуправляемую машину.
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.
Амортизатор — это масляный насос, расположенный между рамой автомобиля и колесами. Верхнее крепление амортизатора соединяется с рамой (т. Е. С подрессоренным весом), а нижнее крепление соединяется с осью рядом с колесом (т. Е. С неподрессоренным весом). В двухтрубной конструкции, одном из наиболее распространенных типов амортизаторов, верхняя опора соединена со штоком поршня, который, в свою очередь, соединен с поршнем, который, в свою очередь, находится в трубке, заполненной гидравлической жидкостью.Внутренняя трубка известна как напорная трубка, а внешняя трубка известна как резервная трубка. Резервная трубка хранит излишки гидравлической жидкости.
Когда автомобильное колесо наталкивается на неровность дороги и заставляет пружину скручиваться и раскручиваться, энергия пружины передается амортизатору через верхнее крепление, вниз через шток поршня в поршень. Отверстия перфорируют поршень и позволяют жидкости просачиваться, когда поршень перемещается вверх и вниз в напорной трубке. Поскольку отверстия относительно крошечные, через них проходит только небольшое количество жидкости под большим давлением.Это замедляет поршень, что, в свою очередь, замедляет работу пружины.
Амортизаторы работают по двум циклам — циклу сжатия и цикла растяжения. Цикл сжатия происходит, когда поршень движется вниз, сжимая гидравлическую жидкость в камере под поршнем. Цикл расширения происходит, когда поршень движется к верху напорной трубки, сжимая жидкость в камере над поршнем. Типичный автомобиль или легкий грузовик будет иметь большее сопротивление во время цикла растяжения, чем цикла сжатия.Имея это в виду, цикл сжатия контролирует движение неподрессоренной массы транспортного средства, в то время как растяжение контролирует более тяжелую подрессоренную массу.
Все современные амортизаторы чувствительны к скорости — чем быстрее движется подвеска, тем большее сопротивление оказывает амортизатор. Это позволяет амортизаторам адаптироваться к дорожным условиям и контролировать все нежелательные движения, которые могут происходить в движущемся транспортном средстве, включая отскок, раскачивание, клевание на тормозе и приседание с ускорением.
Амортизаторы: стойки и стабилизаторы поперечной устойчивости
Стойка
Другой распространенной амортизирующей структурой является стойка — в основном амортизатор, установленный внутри винтовой пружины.Стойки выполняют две функции: они обеспечивают демпфирующую функцию, как амортизаторы, и обеспечивают структурную поддержку подвески автомобиля. Это означает, что стойки обеспечивают немного больше, чем амортизаторы, которые не выдерживают вес автомобиля — они контролируют только скорость, с которой переносится вес в автомобиле, а не сам вес.
Поскольку амортизаторы и стойки во многом определяют управляемость автомобиля, их можно считать критически важными элементами безопасности. Изношенные амортизаторы и стойки могут привести к чрезмерному переносу веса транспортного средства из стороны в сторону и спереди назад.Это снижает способность шины сцепляться с дорогой, а также ее управляемость и тормозные характеристики.
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 поперечной устойчивости представляет собой металлический стержень, охватывающий всю ось и эффективно соединяющий вместе каждую сторону подвески.
Когда подвеска одного колеса перемещается вверх и вниз, стабилизатор поперечной устойчивости передает движение другому колесу.Это обеспечивает более ровную езду и снижает раскачивание автомобиля. В частности, он борется с креном автомобиля на подвеске при повороте. По этой причине сегодня почти все автомобили оснащены стабилизаторами поперечной устойчивости в качестве стандартного оборудования, хотя в противном случае комплекты позволяют легко установить стабилизаторы поперечной устойчивости в любое время.
Типы подвески: Передняя
До сих пор наши обсуждения были сосредоточены на том, как пружины и амортизаторы работают на каждом 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 разные типы подвески спереди и сзади. Многое зависит от того, связывает ли жесткая ось колеса или разрешено ли колесам двигаться независимо. Первый вариант известен как зависимая система, а второй — как независимая система. В следующих разделах мы рассмотрим некоторые из распространенных типов передней и задней подвески, которые обычно используются в обычных автомобилях.
Зависимая передняя подвескаЗависимая передняя подвеска имеет жесткую переднюю ось, соединяющую передние колеса.По сути, это похоже на сплошную перекладину под передней частью автомобиля, удерживаемую листовыми рессорами и амортизаторами. Распространенная на грузовиках зависимая передняя подвеска уже много лет не используется в массовых автомобилях.
Независимая передняя подвескаВ этой настройке передние колеса могут двигаться независимо. Стойка Макферсон, разработанная Эрлом С. Макферсоном из General Motors в 1947 году, является наиболее широко используемой системой передней подвески, особенно в автомобилях европейского происхождения.
Стойка Макферсон объединяет в себе амортизатор и цилиндрическую пружину в единое целое. Это обеспечивает более компактную и легкую систему подвески, которую можно использовать для автомобилей с передним приводом.
Подвеска на двойных поперечных рычагахДругой распространенный тип передней независимой подвески, также известный как подвеска с А-образным рычагом.
Несмотря на то, что существует несколько различных возможных конфигураций, в этой конструкции обычно используются два рычага в форме поперечного рычага для фиксации колеса.На каждом поперечном рычаге, который имеет два монтажных положения на раме и одно на колесе, установлен амортизатор и винтовая пружина для поглощения вибраций. Подвески с двойным поперечным рычагом позволяют лучше контролировать угол развала колес, который описывает степень наклона колес внутрь и наружу. Они также помогают минимизировать крен или раскачивание и обеспечивают более стабильное рулевое управление. Из-за этих характеристик подвеска на двойных поперечных рычагах обычно используется на передних колесах более крупных автомобилей.
А теперь давайте посмотрим на некоторые распространенные задние подвески.
Зависимая задняя подвеска
Если неразрезной мост соединяет задние колеса автомобиля, то подвеска обычно довольно проста — на основе листовой рессоры или винтовой пружины. В прежней конструкции листовые рессоры прижимаются непосредственно к ведущему мосту. Концы листовой рессоры прикрепляются непосредственно к раме, а амортизатор прикрепляется к зажиму, который удерживает пружину на оси. На протяжении многих лет американские производители автомобилей предпочитали эту конструкцию из-за ее простоты.
Такая же базовая конструкция может быть достигнута с помощью винтовых пружин, заменяющих листы. В этом случае пружина и амортизатор могут быть смонтированы как единое целое или как отдельные компоненты. Когда они разделены, пружины могут быть намного меньше, что уменьшает пространство, занимаемое подвеской.
Независимая задняя подвескаЕсли и передняя, и задняя подвески независимы, то все колеса установлены и подрессорены индивидуально, в результате чего в рекламе автомобилей рекламируется как «четырехколесная независимая подвеска».«Любая подвеска, которую можно использовать на передней части автомобиля, может быть использована на задней, а версии передних независимых систем, описанные в предыдущем разделе, можно найти на задних осях. Конечно, в задней части автомобиля рулевая рейка — узел, который включает ведущую шестерню и позволяет колесам поворачиваться из стороны в сторону, — отсутствует. Это означает, что задние независимые подвески могут быть упрощенными версиями передних, хотя основные принципы остаются прежними.
Устранение неисправностей подвески
Обратите внимание, если ваше транспортное средство тянет или скрипит во время поворотов.Если вам начинает казаться, что автомобиль работает против вас при повороте, это, скорее всего, является результатом неисправности компонента подвески.Различные части вашей подвески могут влиять на реакцию рулевого управления, угол наклона шин и центр баланса автомобиля. Каждый из этих элементов может затруднить поворот вашего автомобиля. Плохой конец рулевой тяги замедлит реакцию рулевого управления. Если при повороте колеса вы слышите шум, это может быть результатом плохого нижнего шарового шарнира. И наоборот, если вы слышите стук при переносе веса в автомобиле во время поворота, это может быть вызвано плохим концевым звеном стабилизатора поперечной устойчивости.
- Обратите внимание на то, как автомобиль реагирует на поворот, и сравните это с вашим предыдущим опытом в автомобиле, чтобы оценить, есть ли проблема.
- Прислушайтесь внимательно, чтобы убедиться, что компоненты вашей подвески не скрипят под давлением.
- Каждый автомобиль ведет себя немного по-разному во время поворота, поэтому предыдущий опыт работы с ним может значительно облегчить оценку проблем.
Шины должны изнашиваться довольно равномерно по ширине протектора. Если вы регулярно меняете шины, их следует носить почти равномерно. Если вы заметили, что внутренняя или внешняя часть шины изнашивается быстрее, чем остальная часть, это может быть проблемой из-за развала ваших колес и шин.Развал — это термин, используемый для описания угла, под которым колесо садится по отношению к автомобилю и дороге.
- У автомобиля с отрицательным развалом колеса изнашиваются быстрее.
- Автомобиль с положительным развалом изнашивается быстрее.
- Развал зависит от компонентов подвески и углов установки колес.
Если у вас возникли проблемы с передними стойками или амортизаторами, ваша подвеска может с трудом удерживать автомобиль в горизонтальном положении при резком торможении.Быстро остановитесь в безопасном месте и обратите внимание на переднюю часть автомобиля. Если нос автомобиля ныряет или падает при замедлении, это может быть результатом сильных ударов или стоек. Если вы слышите слышимый лязг в передней части автомобиля при торможении, проблема связана либо с рычагом управления, либо с втулкой подрамника.
- Ваша подвеска должна выдерживать вес вашего автомобиля и сохранять его достаточно ровным в большинстве ситуаций.
- Передний угол вашего автомобиля также может упасть, если вы повернете в том же направлении.Это вызвано той же неисправностью.
Припарковав автомобиль, обойдите его и визуально оцените, насколько ровно он сидит. Если одна сторона автомобиля стоит выше другой, вероятно, виноваты изношенные или сломанные компоненты подвески.
- Во многих транспортных средствах, таких как пикапы, передняя часть транспортного средства нередко находится немного ниже, чем задняя, но в противном случае транспортное средство должно быть ровным.
Ваш автомобиль не должен испытывать затруднений при противостоянии неровностям дороги на низких скоростях. Если вы переезжаете через неровность и чувствуете, как ваш автомобиль раскачивается вперед-назад или подпрыгивает после прохождения неровности, ваша подвеска изо всех сил пытается выдержать вес автомобиля.
- Ваш автомобиль должен уметь преодолевать неровности и быстро восстанавливать самообладание на низких скоростях.
- Если ваш автомобиль раскачивается вперед и назад после наезда на кочку, вероятно, проблема с вашей подвеской.
Помните, что это руководство поможет вам диагностировать проблемы с подвеской. Пожалуйста, позвоните Boggs Automotive по телефону (574) 269-6360, чтобы получить бесплатную оценку на ремонт вашего автомобиля.
Важность подвески вашего автомобиля
Одним из важных аспектов вашего автомобиля является система подвески. Система подвески вашего автомобиля надежно удерживает ваши колеса на дороге, помогая автомобилю поглощать удары неровностей.То, как ваш автомобиль ускоряется, тормозит и справляется с проблемами сцепления, такими как дождь, выбоины, повороты и повороты, определяется состоянием системы подвески.
Детали системы подвески автомобиля
Система подвески является частью шасси вашего автомобиля и включает в себя ваши шины, стойки, амортизаторы, пневматические рессоры, рулевое управление, стабилизаторы поперечной устойчивости и оси. Есть передняя подвеска и задняя подвеска. Передняя подвеска обеспечивает рулевое управление и сцепление с дорогой, а задняя подвеска помогает предотвратить падение автомобиля и удар о землю.Короче говоря, ваша система подвески работает вместе, чтобы поддерживать расстояние между рамой вашего автомобиля и дорогой для оптимального управления.
Почему система подвески важна?
Система подвески вашего автомобиля важна, поскольку она помогает облегчить управление, обеспечивает безопасность и контроль над автомобилем, а также обеспечивает комфорт. Например, амортизаторы не дают вам почувствовать все неровности и толчки, возникающие при движении по дороге.
Когда заменять изношенные амортизаторы и стойки
Стойки являются структурной частью вашего шасси и помогают удерживать ваш автомобиль в равновесии и отрывать от земли.Вот некоторые признаки того, что они могут нуждаться в замене:
- Когда ваши стойки изношены, из них, вероятно, будет течь гидравлическая жидкость.
- Ваши шины могут изнашиваться неравномерно. Неровные шины означают меньший расход топлива и меньшее тяговое усилие.
- Если вы надавили на капот автомобиля, и он не отскакивает, или вы слышите глухой звук, это признак того, что ваши стойки и амортизаторы не выполняют свою работу.
Замена изношенных амортизаторов и стоек является неотъемлемой частью безопасности вас и вашей семьи во время вождения.В Custom Complete Automotive мы можем помочь вам избежать дорогостоящего ремонта, который может сопровождать изношенные амортизаторы, стойки и проблемы с подвеской. Свяжитесь с нами сегодня в одном из наших офисов для полной оценки и душевного спокойствия!
Признаков того, что ваша подвеска сломана | Проблемы с рулевым управлением
Пришло время поставить новую подвеску или просто отремонтировать?
Обычно легко определить, есть ли проблемы с подвеской вашего автомобиля, но бывает сложно диагностировать настоящую причину проблем. Плохие или изношенные амортизаторы, стойки, пружины, рулевые тяги или шаровые шарниры могут привести к дорогостоящим повреждениям вашего автомобиля и сделать его небезопасным для вождения.
К сожалению, подвеска часто воспринимается как должное, но она выдерживает весь вес вашего автомобиля. Подвески — это больше, чем просто плавность хода. Изношенная подвеска влияет на вашу способность управлять автомобилем, особенно при остановке или повороте, и может повлиять на производительность на разных скоростях. Обратите внимание на то, как ваша машина управляется, издает звуки, и сразу проверяйте проблемы по мере их появления.
Мы понимаем — износ случается, он присутствует в каждой части каждой машины.Регулярный износ также требует регулярных проверок и планов технического обслуживания. Техническое обслуживание и ремонт подвески так же важны, как и любые другие элементы обслуживания, такие как замена масла или тормозов. Если вы проигнорируете проблемы с вашим автомобилем и позволите им гноиться, вам будет приходиться все больше и больше ремонтов, на устранение которых будет уходить все больше и больше денег.
Признаки неисправной или неисправной подвески
Есть много вещей, на которые нужно обратить внимание, чтобы определить, неисправна ли ваша система подвески каким-либо образом или нуждается в ремонте.Поскольку подвеска влияет на многие другие системы, которые влияют на ваш контроль над автомобилем, важно знать о симптомах, чтобы определить, выходят ли из строя отдельные части или система в целом.
Езда на автомобиле не плавная
Есть много причин, по которым ваш автомобиль может двигаться не плавно. Помимо шин, подвеска обычно является одним из первых подозреваемых, когда ваша поездка становится ухабистой или неровной. Когда вы чувствуете каждую неровность на дороге, и ваш автомобиль подпрыгивает, самое время взглянуть на вашу подвеску.Вы можете проверить подвеску самостоятельно, выполнив «тест на отскок». Пока машина припаркована, перенесите весь свой вес на передок, а затем отпустите. Если автомобиль подпрыгивает вверх и вниз, как ребенок на техно-концерте, амортизаторы и стойки необходимо заменить.
Изношенные амортизаторы могут означать серьезные проблемы, если их не заменить.
Амортизаторы удерживают шины на дороге. Если они этого не сделают, машина будет раскачиваться по дороге и станет неуправляемой. Амортизаторы служат для «поглощения» ударов и ударов.Когда они изнашиваются, вы определенно чувствуете это по ходовым качествам и управляемости вашего автомобиля. Если они полностью выйдут из строя, ваш автомобиль может быть серьезно поврежден.
Автомобилем сложно управлять
Если вашим автомобилем становится трудно управлять, особенно на низкой скорости, возможно, что-то не так с подвеской. Поскольку ваше рулевое управление связано с подвеской, и они полагаются друг на друга при выполнении своей работы, важно обращать внимание на рулевое управление — это способ управления автомобилем.
Если что-то влияет на ваше управление автомобилем, это может быть подвеска или что-то в самой системе рулевого управления.
Низкий уровень жидкости для гидроусилителя рулевого управления, изношенные или ослабленные ремни, изношенные втулки рычага подвески — все это может быть частью проблемы. Визг или нытье при повороте колес автомобиля обычно является признаком неисправности насоса гидроусилителя руля. Как видите, когда рулевое управление становится затруднительным, пора передать вашу машину механику.Автомобиль смещается или тянет в одну сторону
Если ваш автомобиль заносит или тянет в одну сторону при движении по прямой дороге, это может быть вызвано одной из нескольких причин — шинами, тормозами, рулевым управлением или подвеской.Это сложная проблема для диагностики, но есть вещи, которые вы можете сделать самостоятельно, чтобы устранить причины и сэкономить время на поездке к механику.
Первое, что вы можете сделать, это проверить свои шины.
Проверьте давление в шинах. Недокачанная шина может привести к странной езде всей машины, в том числе и к отталкиванию ее в сторону. Если вы постоянно боретесь с рулевым колесом, проверьте давление в шинах. Кроме того, вы столкнетесь с неравномерным износом шин по всему периметру и уменьшением расхода бензина.Если шины не менялись регулярно, поменяйте их. Это может быть экономичным решением досадной проблемы.
Проверьте центровку.
Если вы много ездите по неровной дороге или наехали более чем на одну выбоину или бордюр, и вы заметили некоторую странность в рулевом управлении, велика вероятность, что вам потребуется регулировка. Плохая центровка приведет к неравномерному износу шин, который затем станет еще одной потенциальной причиной заноса или тяги автомобиля.
Если подвеска повреждена, почините ее, чтобы избежать серьезных проблем.
Если ваш автомобиль заносит или тянет, рулевая тяга, пружина или рычаг управления могут сломаться. Это вызовет серьезные трудности в управлении и повлияет на вашу способность управлять автомобилем, помимо случайного заноса или тяги. Обратитесь к механику и немедленно отремонтируйте его.
Автомобиль сидит низко или ныряет носом
Если кажется, что один угол автомобиля низко сидит, когда он припаркован, это признак повреждения или поломки пружины.
Во время движения вы будете слышать лязгающий звук при наезде на неровности или повороте.Это связано с тем, что поврежденная или сломанная пружина не может выдержать вес автомобиля. Перегоревшая пружина также создаст чрезмерную нагрузку на амортизатор, и наоборот. Эти двое работают так тесно вместе, что, если один уходит, другой должен компенсировать. Но пружина в первую очередь отвечает за любые изменения, которые вы видите в уровне сидения вашего автомобиля.
Если нос вашей машины ныряет, откидывается назад или перекатывается, амортизаторы или стойки необходимо заменить.
Торможение переносит вес автомобиля на переднюю часть, и если амортизаторы и / или стойки изношены, это приведет к тому, что нос автомобиля будет нырять или опускаться вниз намного сильнее, чем вы привыкли.Вы это заметите. Кроме того, при ускорении автомобиль будет отклоняться назад, поскольку вес автомобиля переносится на заднюю часть. При повороте машина будет катиться — не перевернуться, а сильно наклониться в сторону. Автомобиль не будет выровнен, но он будет наклоняться так, чтобы одна сторона автомобиля опускалась вниз, а другая поднималась вверх, причем шины не отрывались от земли.
Связано: причины, почему ваша поездка неровная и неровная
AAMCO может помочь с ремонтом подвески и рулевого управления
Поскольку подвеска и рулевое управление являются такими важными компонентами для контроля и безопасности вашего автомобиля (а также для приятной плавной езды), это очень важно поддерживать их в рабочем состоянии и проводить осмотр и ремонт, если у вас возникнут проблемы.Если вы начинаете замечать какие-либо симптомы, упомянутые в этой статье, или подозреваете, что могут быть проблемы с какими-либо частями вашей подвески или рулевого управления, назначьте встречу с профессиональным механиком, чтобы диагностировать проблему и рекомендовать следующие шаги для ремонта.
Найдите ближайший к вам центр ремонта автомобилей и трансмиссии AAMCO в Миннесоте
Если у вас есть какие-либо вопросы, позвоните и поговорите с одним из наших вежливых технических специалистов. Или запишитесь на прием онлайн, чтобы зарезервировать время, дату и место.
Как работает подвеска автомобиля
Размещено 19 января 2011 г. автором Defensive Driving Team | in Советы по безопасному вождениюХорошая управляемость на дороге зависит не только от системы рулевого управления автомобиля. Рулевое управление работает рука об руку с подвеской и шинами, обеспечивая плавность хода и надежное рулевое управление. Подвеска улучшает плавность хода и управляемость автомобиля.
Даже на самой ровной дороге есть неровности. Езда автомобиля — это его способность поглощать эти неровности, сохраняя при этом кузов автомобиля достаточно устойчивым.Без подвески каждая маленькая щель на дороге вызывала бы соответствующий толчок в кузове автомобиля. Подвеска также улучшает управляемость автомобиля, то есть его способность безопасно поворачивать, останавливаться и ускоряться.
Для достижения этих целей подвеска сталкивается с рядом проблем. Для обеспечения плавности хода подвеска должна поглощать энергию неровностей дороги и распределять эту энергию по раме автомобиля. Подвеска также поддерживает контакт шин с дорогой.Помните, что когда автомобиль тормозит, вес смещается с задней части на переднюю; обратное происходит при разгоне. Вес также изменяется, когда автомобиль делает поворот. Эта передача веса может ослабить сцепление шин с дорогой; Чтобы бороться с этим, подвеска сводит к минимуму перенос веса с задней части на переднюю и наоборот. Это также помогает перенести вес с «высокой» стороны автомобиля на «низкую» при повороте.
Подвеска состоит из нескольких компонентов, которые работают вместе для достижения этих целей: рама, пружины и амортизатор (амортизатор).
Рама — это жесткая конструкция, которая выдерживает основной вес автомобиля. Эта часть автомобиля называется подрессоренной массой, потому что опирается на пружины; эти пружины поглощают повышенную вертикальную скорость колес при движении по неровностям. Под неподрессоренной массой понимается вес автомобиля под рамой: колесами, шинами, осями и т. Д.
На протяжении многих лет в подвесках автомобилей использовалось несколько различных типов рессор. Листовые пружины представляют собой изогнутые металлические стержни, состоящие из нескольких слоев металла, которые изгибаются для поглощения энергии; они были распространены на старых автомобилях и до сих пор используются на большинстве грузовиков.Торсионы, которые скручиваются для поглощения энергии, использовались европейскими автопроизводителями в 50-х и 60-х годах. Пневматические рессоры также использовались в некоторых старых моделях. Сегодня винтовые пружины, такие как матрасы, чаще всего используются в легковых автомобилях.
Жесткость пружин влияет на характеристики автомобиля. Если автомобиль имеет слабую амортизацию, он легко поглощает неровности дороги, обеспечивая очень плавную езду. Однако управляемость автомобиля не будет такой хорошей, поскольку кузов автомобиля будет склонен двигаться вперед, назад и из стороны в сторону.Плотно подрессоренные автомобили, предлагая ухабистую езду, маневрируют более эффективно. Производители автомобилей стремятся найти баланс между этими качествами.
Пружины легко поглощают энергию; однако они не рассеивают его. Как только вы отпускаете сжатую пружину, она возвращается в обратном направлении и продолжает колебаться, пока не будет израсходована вся энергия. Если бы подвеска полностью опиралась на пружины, у вас была бы очень ухабистая и неконтролируемая езда.
Для этого пружины обычно соединяются с амортизаторами или амортизаторами.Эти устройства используют гидравлику для преобразования кинетической энергии (движения) в тепловую энергию (тепло). Таким образом, энергия, запасенная в пружине, быстро рассеивается, не вызывая ненужных движений в кузове автомобиля.
Типичный амортизатор — это, по сути, поршень внутри двух маслонаполненных трубок. Поршень прикреплен к кожуху, который, в свою очередь, прикреплен к пружине. Когда пружина движется, она толкает поршень вверх или вниз, сжимая масло внутри напорной трубки. Крошечные отверстия в напорной трубке позволяют маслу медленно стекать в резервный цилиндр.Система спроектирована так, чтобы обеспечить достаточное сопротивление, чтобы поглотить всю энергию пружины, не слишком сильно двигаясь.
Амортизатор имеет два цикла: цикл растяжения, когда поршень движется «вниз», и цикл сжатия, когда поршень движется обратно вверх. Цикл сжатия контролирует неподрессоренную массу автомобиля, поскольку колеса сжимают пружину при движении вверх. Цикл растяжения управляет подрессоренной массой автомобиля, которая осуществляется за счет «отпускания» витых пружин.Поскольку система обеспечивает большее сопротивление во время цикла выдвижения, амортизатор очень эффективно удерживает кузов автомобиля в неподвижном состоянии. Современные амортизаторы также чувствительны к скорости, поэтому система обеспечивает большее сопротивление при быстром движении автомобиля. Когда амортизатор сочетается с цилиндрической пружиной, он становится стойкой, которая, помимо поглощения энергии от колес, помогает обеспечить структурную поддержку.
Другой компонент подвески — стабилизатор поперечной устойчивости.Это прочный металлический стержень, который охватывает ось автомобиля, соединяя одну сторону автомобиля с другой. Также называется стабилизатором поперечной устойчивости, он помогает предотвратить слишком сильное боковое смещение кузова автомобиля.
Это основные элементы подвески, которые на разных типах автомобилей могут устанавливаться по-разному, в зависимости от расположения колес. Если колеса являются зависимыми, т.е. связаны неразрезной осью, то используется комбинация листовых рессор и амортизаторов. Несмотря на то, что зависимая передняя и задняя подвески все еще распространены на грузовиках, они больше не используются в легковых автомобилях.
Вместо этого используются независимые подвески, в которых каждое колесо может двигаться самостоятельно. Если и передние, и задние колеса используют независимую подвеску, то можно сказать, что автомобиль имеет четырехколесную независимую подвеску — фраза, которую вы можете встретить в рекламе автомобилей. Одна из наиболее распространенных конструкций передней подвески — стойки McPherson, названные в честь ее изобретателя Эрла С. Макферсона из General Motors. Эта конструкция была изобретена в 1947 году и используется до сих пор.
Другой распространенной конструкцией передних подвесок является подвеска на двойных поперечных рычагах или на двойных А-образных рычагах. В этой конструкции к каждому колесу прикреплены две опоры в форме поперечного рычага, соединяющие колесо в одной точке и раму в двух точках. Каждый из этих рычагов несет амортизатор и цилиндрическую пружину. Подобные системы используются в задней подвеске большинства автомобилей. Поскольку в задней подвеске не обязательно размещать элемент рулевого управления, эти конструкции обычно немного проще.
Каждая из этих базовых конструкций была модифицирована множеством различных способов для создания ряда вариантов подвески.Однако во всех этих конструкциях используются одни и те же основные принципы для обеспечения безопасной и комфортной езды.
Чтобы узнать больше по широкому кругу тем, от «Как поменять шину» до «Как запустить машину», посетите веб-сайт DefensiveDriving.com, посвященный ресурсам для безопасного вождения!
Посетите эти сайты для получения дополнительной информации о безопасном вождении и безопасности бизнес-водителей.
← Зрелое вождение | Январь Вождение в темноте →Ремонт и обслуживание подвески | Бюджетный Авто Ремонт
Если вы когда-либо водили или ездили на старом автомобиле с элементарной системой подвески, вы, надеюсь, понимаете, насколько подвеска вашего нового автомобиля делает вождение сегодня плавным и комфортным.Подвеска вашего автомобиля амортизирует все удары и толчки, которые вы испытываете во время вождения, и постоянно держит ваш автомобиль под контролем.
Система подвески довольно сложна и состоит из ряда взаимосвязанных и взаимозависимых компонентов. Различные автомобили производятся с различными типами систем подвески, каждая из которых имеет свои плюсы и минусы, которые, в свою очередь, могут повлиять на управляемость и езду автомобиля.
Основы подвески
Система подвески расположена в основном в ходовой части вашего автомобиля, там, где ваши колеса соединяются с остальной частью автомобиля.Подвеска современного автомобиля состоит из пружин, зажимов, поперечных рычагов, амортизаторов и звеньев, которые работают вместе, чтобы адаптироваться к дорожным условиям или дорожному покрытию, чтобы сделать поездку более плавной.
Не существует единого типа подвески по умолчанию для всех автомобилей или даже для большинства автомобилей. За прошедшие годы было создано и реализовано несколько различных типов подвесных систем. Типы подвески транспортных средств можно разделить на две большие категории, а затем на несколько подкатегорий внутри этих двух.
Зависимая подвеска
В полностью зависимой системе подвески каждое колесо по обе стороны от оси жестко соединено с другим. Это означает, что все, что касается одного колеса, потенциально и даже вероятно может повлиять на другое. Это был первый тип подвески, и основным преимуществом зависимой подвески является ее грузоподъемность. Сегодня единственное место, где вы можете встретить зависимые подвески, — это автобусы, большие грузовики или другие коммерческие автомобили.Почти все легковые и легковые автомобили имеют независимую подвеску различного типа.
Независимая подвеска
Самая лучшая подвеска для легкового или легкового грузовика — это независимая подвеска. Благодаря независимой подвеске каждое колесо автомобиля независимо связано с остальной частью автомобиля. Это означает, что любой удар, ощущаемый в одном колесе, нейтрализуется системой подвески этого колеса, а другие колеса остаются нетронутыми. Большинство легковых автомобилей имеют независимую подвеску передних колес, и многие сегодня имеют независимую подвеску и для задних колес.
Существует несколько типов независимой подвески, каждый из которых решает проблему дорожных условий немного по-своему.
Стойка Макферсон
Стойка Макферсон — это тип независимой подвески, в которой используется винтовая пружина, расположенная над стойкой, которая поглощает толчки или толчки. Стойка Макферсон — один из первых изобретенных типов независимой подвески, который используется уже почти 80 лет.
Основное преимущество стойки MacPherson Strut в том, что она легкая, требует небольшого количества компонентов и не занимает много места под автомобилем.Стойки Макферсон часто используются для небольших транспортных средств.
Подвеска на двойных поперечных рычагах
В подвеске на двойных поперечных рычагах используется пара рычагов в форме поперечных рычагов для соединения колеса с кузовом автомобиля, обеспечивая управление по двум осям. В некотором смысле подвеска на двойных поперечных рычагах похожа на стойку Макферсон с дополнительной точкой соединения.
Подвеска на двойных поперечных рычагах обеспечивает дополнительный уровень управляемости и амортизации и часто используется для спортивных автомобилей и других транспортных средств, где необходимо разработать специальные методы для обеспечения плавной и комфортной езды.
Подвеска подушки безопасности
Подвеска подушки безопасности, также известная как пневматическая подвеска, использует воздушный насос или компрессор, работающий от электричества или двигателя автомобиля, для надувания резиновых сильфонов (подушек безопасности) на каждом колесе. Пневматическая подвеска заменяет пружины в системе подвески.
Традиционно пневмоподвеска использовалась в основном для грузовиков и автобусов, но в последние годы автомобильные компании, включая Cadillac, Mercedes-Benz, Ford и многие другие, начали использовать подвеску подушек безопасности для многих своих автомобилей.
Полунезависимая подвеска
Обратной стороной независимых подвесок является то, что они дороги в производстве и занимают много места. Но зависимые подвески предлагают плохую управляемость и различные риски для безопасности. Компромисс между ними — полунезависимая подвеска.
Полунезависимая подвеска связывает две шины с обеих сторон оси напрямую, но рычажный механизм имеет механизм, который обеспечивает некоторую гибкость и гибкость для повышения управляемости и безопасности.Этот тип подвески широко известен как подвеска с поворотной балкой или торсионной балкой. Многие автомобили используют подвеску с поворотной балкой в основном для задних колес.
Компоненты системы подвески
Любая система подвески из перечисленных выше состоит из ряда подсистем компонентов, каждая из которых выполняет свою работу. Каждая из этих частей подвержена нагрузкам и сбоям по-разному.
Амортизаторы и стойки
Скорее всего, вы знакомы с термином «амортизаторы» и, возможно, также знакомы с термином «стойки».Но возможно, что вы не совсем понимаете, что такое амортизаторы и стойки (или разница между амортизаторами и стойками) и как они соотносятся друг с другом.
Амортизаторы и стойки выполняют очень похожие функции — амортизируют ваш автомобиль и предотвращают его чрезмерное или неконтролируемое раскачивание в зависимости от дорожных условий. Разница между ними в том, что стойка является структурной частью системы подвески, а амортизатор — нет. В каждом случае амортизатор или стойка — это гидравлическое устройство (цилиндр), в котором используется масло для смягчения колебаний транспортного средства.
Очень распространенная проблема с амортизаторами и стойками — это утечка, которая может возникнуть со временем из-за трещин или вырывов уплотнений или износа на протяжении тысяч миль. Любая крупная авария также может привести к утечке.
Негерметичный амортизатор или стойка не очень функциональны, и их необходимо заменить. Вождение с нефункциональными амортизаторами или стойками имеет множество негативных последствий для характеристик вашего автомобиля, а также повреждает ваши шины или другие компоненты подвески.
Рычаги управления
Рычаги управления представляют собой шарнирные звенья, которые соединяют шасси автомобиля с колесами. Рычаги управления часто встречаются как часть подвески MacPherson Strut и связаны с системой рулевого управления через шаровые шарниры. Шаровые шарниры являются главной точкой напряжения в системе подвески, и со временем шаровые шарниры изнашиваются быстрее, чем многие другие компоненты подвески.
Изношенные шаровые опоры могут вызвать ряд проблем, от тянущего рулевого управления в ту или иную сторону до чрезмерной вибрации и грохочущих шумов во время вождения автомобиля.Если оставить без ремонта, изношенные или вышедшие из строя шаровые шарниры могут серьезно повредить рычаги управления и систему подвески в целом; а сильно изношенные шаровые опоры могут даже сделать поездку небезопасной для вождения.
Втулки подвески
В большей части вашей системы подвески втулки используются в качестве изоляторов и прокладок в различных точках. Втулки подвески уменьшают шум и трение, а также поглощают неровности и удары. Со временем эти втулки подвески изнашиваются, начинают трескаться, а в некоторых случаях и прорваться.
Втулки подвески можно рассматривать как хрящ в скелетной системе человеческого тела, действующий как щит или подушка между контактами кости с костью. Точно так же втулки подвески защищают и смягчают компоненты подвески от контактов металл-металл. Когда втулки изнашиваются, металлические детали царапают другие металлические детали, ускоряя износ всей системы подвески автомобиля.
Всегда лучше выявить и заменить изношенную втулку раньше, чем позже.Если вы слишком долго ездите на изношенных втулках, может потребоваться заменить поврежденную металлическую твердую деталь, а не только втулку (и), и, очевидно, замена детали всегда будет дороже. Вот почему так важны периодические осмотры автомобилей и текущее обслуживание.
Втулки стабилизатора поперечной устойчивости
При повороте автомобиля или движении по неровной дороге движение поворота создает нагрузку на всю раму автомобиля. Одним из наиболее опасных стрессов является склонность транспортного средства чрезмерно наклоняться в ту или иную сторону.Тяги стабилизатора поперечной устойчивости и стабилизатора поперечной устойчивости действуют как противодействие наклону автомобиля, прикладывая силу в противоположном направлении, если автомобиль начинает наклоняться в одну сторону.
Помимо того, что для вашего автомобиля потенциально опасен слишком большой наклон в любом направлении, значительный наклон может нарушить выравнивание автомобиля, а это означает, что стабилизатор поперечной устойчивости выполняет важную роль. Как правило, в звеньях стабилизатора поперечной устойчивости возникает проблема, а выход из строя звеньев стабилизатора поперечной устойчивости или стабилизатора поперечной устойчивости может привести к опасным условиям вождения и / или проблемам с выравниванием, требующим дорогостоящего ремонта.
Текущее обслуживание подвески
Система подвески — одна из областей автомобиля, которой, как правило, больше всего пренебрегают, когда дело доходит до текущего обслуживания. Большинство людей, по крайней мере, в некоторой степени хорошо разбираются в замене масла и считают, что тормозные колодки и другое подобное обслуживание транспортного средства важно.
Но когда дело доходит до исправного состояния их стоек или амортизаторов, замены изношенных втулок или регулярной регулировки углов установки колес, многие люди игнорируют предупреждающие сигналы и в конечном итоге расплачиваются (как в прямом, так и в переносном смысле) длительное время, когда основная часть выходит из строя, и они больше не могут это игнорировать.
Как и любая система в вашем автомобиле, подвеска вашего автомобиля требует регулярного осмотра и обслуживания. Периодическая регулировка углов установки колес может служить как для выявления потенциальных проблем с подвеской, так и для поддержания подвески в хорошем состоянии. Позвоните нам сегодня или нажмите здесь, чтобы назначить встречу для бесплатного осмотра вашего рулевого управления и подвески. Поддержание надлежащего состояния подвески может означать не только более плавную и комфортную езду, но также означает избегать серьезных ремонтов автомобилей на дороге.Каламбур предназначен!
Вам также может быть интересно прочитать…
Подвеска и рулевое управление
Амортизаторы и стойки
Регулировка углов установки колес
Шины
Почему моя машина трясется?
Как узнать, что мне нужны шины?
Продление срока службы шин