Подвеска автомобиля – комфортная связь с дорогой

Подвеска автомобиля – комфортная связь с дорогой

Как правило, в грузовиках применяется зависимая конструкция подвески с поперечными или продольными рессорами, а также амортизаторами гидравлического типа. Благодаря своей простоте такая подвеска до настоящего времени широко используется в производстве.

Кроме того, данный вариант является и наиболее простым. Это значит, что продольные рессоры фиксируются в кронштейнах кузова, а к ним подвешивается мост. Что касается амортизаторов, то они крепятся прямиком к балке заднего моста. При такой конструкции главная роль отводится рессорам, которые не только выдерживают мост, но и связывают кузов и колесо, а также выступают в качестве направляющих элементов.

Однако такая простота является определяющей лишь в производстве, тогда как водителю приходится бороться с плохой управляемостью автомобиля на высоких скоростях. Дело в том, что рессоры далеко не идеальны в роли направляющих элементов. Следовательно, сцепление колес с дорогой значительно ухудшается.

Подводя итог отметим, что рассмотренные типы подвесок автомобилей не являются исчерпывающим списком, но в наши дни они наиболее популярны, как в отечественном, так и в мировом автомобилестроении.

Подвеска

Остов с колесами соединяет подвеска. Она предназначена для смягчения возникающих во время движения толчков и ударов, повышения плавности хода машины.

Различают подвески двух основных типов: зависимые и независимые. В зависимой подвеске оба колеса подвешены к раме 4 (рисунок а) на общей оси 1, вследствие чего перемещение каждого из них происходит вместе с осью. В независимой подвеске каждое колесо подвешено к раме 2 (рисунок б) независимо от другого при помощи рычагов 1, 4 и стойки 5. В качестве упругих элементов в различных подвесках используют рессоры, пружины, торсионы, резиновые баллоны и др. У автомобилей подвеской оборудованы передние и задние мосты, у тракторов — только передние, так как их задний мост составляет часть остова.

Подвески грузовых автомобилей зависимые. Их чаще всего выполняют на пластинчатых рессорах. Такая рессора представляет собой балку, опирающуюся на раму в двух точках — опорах, одна из которых выполнена в виде шарнира, а другая допускает некоторое перемещение. Средняя часть рессоры соединена стремянками 12 с передним или задним мостом.

При движении автомобиля по неровностям дороги возникают колебания, которые частично гасятся за счет трения в рессорах. Однако это трение относительно мало, и для эффективного гашения колебаний применяют специальные устройства — амортизаторы 7. Наиболее распространены гидравлические амортизаторы двустороннего действия. Их работа основана на том, что при относительных перемещениях подрессоренных и неподрессоренных масс автомобиля (трактора) находящаяся в амортизаторе жидкость перетекает из одной его полости в другую через небольшие проходные сечения, вследствие чего создается сопротивление, поглощающее энергию колебаний.

Дополнительные элементы

Помимо всего перечисленного выше «подвеска» включает другие необходимые составляющие, без которых она бы также не функционировала бы. Речь идет о следующих деталях, узлах и механизмах:

• амортизаторы;
• рычаги;
• шаровые опоры;
• тормозные узлы;
• пружины;
• сайлентблоки;
• пыльники.

Все эти элементы также выполняют сугубо свои обязанности. Большинство возможных неисправностей ходовой части автомобиля обусловлено как раз ими. При этом некоторые из этих деталей заслуженно удостаиваются звания расходного материала, поскольку спустя определенное время подлежат обязательной замене, дабы агрегат работал исправно и как можно дольше.

Подвеска на двойных поперечных рычагах

Устройство независимой подвески этого типа следующее: с обеих сторон автомобиля поперечно расположены два рычага, которые с одной стороны подвижно связаны с кузовом, поперечиной или рамой, а с другой – со стойкой амортизатора. Если это передняя подвеска, то стойка поворотная, с шаровыми опорами, имеющими две степени свободы, если задняя подвеска, то стойка неподвижная, с шаровыми опорами, имеющими одну степень свободы.

Используются различные упругие элементы:

• витые пружины;
• торсионы;
• пружины;
• гидропневматические элементы;
• пневматические цилиндры.

Во многих автомобилях элементы подвески крепятся к поперечине, жестко соединенной с кузовом. Это значит, что вы можете снять всю конструкцию как отдельный блок и провести ремонт в более удобных условиях.

Также производитель имеет возможность выбрать наиболее оптимальный способ размещения рычагов, тем самым жестко задав требуемые параметры. Это обеспечивает хорошую управляемость. По этой причине подвеска на двойных поперечных рычагах используется в гоночных автомобилях. С точки зрения кинематики у этой подвески нет недостатков.

Устройство подвески автомобиля

В конструкцию входят следующие элементы:

Эластичные приспособления. Снимают нагрузки с дороги при проезде неровностей, выбоин, минимизируют динамические нагрузки, вертикальные ускорения, смягчают неровности, защищают кузов от «копирования» дорожных неровностей, отскоков неровностей, обеспечивают плавность хода автомобиля (лучший вариант – вибрации 1- 1,3 Гц). Популярными упругими элементами являются винтовые пружины, торсионы.

• Элементы амортизатора представлены различными типами амортизаторов: пневматическими, газомасляными, масляными, магнитными. Поглотите толчок, не дайте удару пройти через тело.
• Гиды. Они обеспечивают правильное положение колесной базы при выполнении маневров при движении по прямой дороге и при прохождении поворотов. Роль направляющих выполняют рычаги, поперечные тяги.
• Анти-ролл-бар. Защищает автомобиль от падения на бок при прохождении поворотов.
• Кронштейны амортизаторов, рычаги, стабилизатор поперечной устойчивости. Упругие вставки гасят вибрации и колебания, передающиеся в самом УМ от одного узла к другому. Если вставка из полиуретана, то это хорошее состояние, которое предотвращает «сдавливание» и нежелательную деформацию всей подвески.
• Шарикоподшипники. Рычаг РА соединен со ступицей (центральной вращающейся частью) колеса. Если шаровая опора вышла из строя, то во время движения колеса могут начать выворачиваться наружу и машина начнет заваливаться на одно из крыльев.
• Сайлентблоки. Металлические втулки с резиновой или полиуретановой вставкой, образующие петли.

Самый надежный тип для России и СНГ

Каждый автолюбитель в России жалуется на плохое состояние дорог. Существует мнение, что все типы подвесок быстро вырабатывают ресурс при езде по российским дорогам.

Водители спорят на форумах, какой вид лучше. Но все зависит от личных предпочтений – кому-то нравится жесткая подвеска, а кому-то мягкая. Если говорить о надежности, то долговечными считаются пружинный и торсионный виды. Производители прислушиваются к мнениям автовладельцев и выпускают комбинированные виды, например, торсионно-пружинные.

Рекомендуем: Система охлаждения автомобиля: назначение, виды, описание, фото, устройство

Строение

К современным машинам предъявляется множество требований. Они должны быть хорошо управляемыми и при этом устойчивыми, бесшумными, комфортными и безопасными. Чтобы претворить в жизнь все эти пожелания, инженерам требуется тщательно продумать устройство подвески.

На сегодняшний день не существует какого-либо универсального эталона. В арсенале каждого автопроизводителя свои хитрости и современные разработки. Однако, для всех типов подвесок характерно наличие таких объектов:

• Упругий элемент.
• Направляющая часть.
• Стабилизатор устойчивости.
• Амортизирующие устройства.
• Колесная опора.
• Крепежи.

Упругий элемент

Автомобильная подвеска содержит упругие элементы, изготовленные из металла и неметаллические части. Они необходимы для перераспределения ударной нагрузки, получаемой колесами при встрече с неровностями дороги. К металлическим упругим деталям относятся рессоры, торсионы и пружины. Неметаллические элементы — это резиновые отбойники и буферы, пневматические и гидропневматические камеры.

Металлические объекты

Исторически самыми первыми появились рессоры. С точки зрения конструкции — это металлические полосы разной длины, соединенные между собой. Помимо эффективного перераспределения нагрузки, рессоры хорошо амортизируют. Чаще всего они используются в ходовой части грузовиков.

Торсионы представляют собой наборы пластин или стержней, работающих на скручивание. Обычно торсионной бывает задняя подвеска автомобиля. Устройства этого типа используют, кроме того, японские и американские производители машин увеличенной проходимости.

Металлические пружины входят в состав ходовой части любого современного авто. Эти элементы могут иметь постоянную или переменную жесткость. Их упругость зависит от геометрии прутка, из которого они изготовлены. Если диаметр прутка меняется на всем протяжении, то пружина имеет переменную жесткость. В противном случае упругость является постоянной.

Неметаллические объекты

Упругие неметаллические детали используются совместно с металлическими. Резиновые элементы – отбойники и буферы – не только участвуют в перераспределении динамических нагрузок, но и амортизируют.

Пневматические и гидропневматические камеры используются в конструкциях активных подвесок. Их действие определяется свойствами только сжатого воздуха (пневмокамеры) или газа и жидкости (гидропневматические камеры). Эти упругие элементы дают возможность менять клиренс транспортного средства и жесткость системы амортизации автоматически. Кроме того, они обеспечивают высокую плавность хода. Первыми были разработаны гидропневматические камеры. Они появились на машинах марки Citroen в 1950-х годах. Сегодня пневматическими и гидропневматическими подвесками опционно оснащают авто бизнес-класса: Mercedes-Benz, Audi, BMW, Volkswagen, Bentley, Lexus, Subaru и др.

Направляющая часть

Направляющие элементы подвески – это стойки, рычаги и шарнирные соединения. Их основные функции:

• Удерживать колеса в правильном положении.
• Поддерживать траекторию движения колес.
• Обеспечивать соединение системы амортизации и кузова.
• Передавать энергию движения от колес на кузов.

Стабилизатор поперечной устойчивости

Подвеска автомобиля не обеспечивала бы транспортному средству необходимой устойчивости без стабилизирующего устройства. Оно борется с центробежной силой, стремящейся опрокинуть машину при повороте, и уменьшает крены кузова.

В техническом отношении стабилизатор поперечной устойчивости – это торсион, связывающий систему амортизации и кузов. Чем выше его жесткость, тем лучше авто держит дорогу. С другой стороны, излишняя упругость стабилизатора уменьшает ход подвески и снижает плавность движения транспортного средства.

Стабилизаторами поперечной устойчивости оснащают, как правило, обе оси машины. Но если задняя подвеска автомобиля торсионная, устройство устанавливают только спереди. Полностью отказаться от него смогли инженеры Mercedes-Benz. Они разработали особый тип адаптивной подвески с электронным контролем положения кузова.

Подвеска типа McPherson

Данный тип подвески был разработан еще в 1960 году инженером Эрлом Макферсоном, в честь которого и получила свое название. Она имеет несколько основных частей:

1. Стабилизатор поперечной устойчивости;
2. Рычаг;
3. Блок (состоит из телескопического амортизатора и пружинного элемента).

Телескопический амортизатор называют еще «качающаяся свеча», потому как к кузову он крепится посредством шарнира и может качаться, когда колесо двигается вниз и вверх. Если интересно, можете почитать, как проверить амортизаторы.

Данный тип подвески имеет свои недостатки (значительное изменение угла развала колес), но он чрезвычайно популярен благодаря демократичной цене, невысокой сложности и надежности.

Вам помягче?

Какую подвеску предпочесть? Мягкую или жесткую? Ответим очень просто — ту, которая нравится вам, но при этом ту, которой оснастили данную модель автомобиля разработчики. Выбирайте себе автомобиль при покупке по шкале «Жестко — Мягко», а не пытайтесь усовершенствовать конструкцию после покупки. Амортизаторы разных производителей имеют разную славу на рынке: одни жестче, другие помягче. Но производитель впрямую никогда вам об этом не скажет. На коробке будет указано, применим данный амортизатор к вашему автомобилю, или нет.

Еще один способ которым допустимо немного менять жесткость подвески автомобиля, это установка шин более высокого или более низкого профиля из диапазона допускаемых заводом изготовителем.

Классификация подвесок

В основном подвески подразделяются на два больших типа: зависимые и независимые. Данная классификация определяется кинематической схемой направляющего устройства подвески.

Зависимая подвеска

Колеса жестко связаны посредством балки или неразрезного моста. Вертикальное положение пары колес относительно общей оси не изменяется, передние колеса – поворотные. Устройство задней подвески аналогичное. Бывает рессорная, пружинная или пневматическая. В случае установки пружин или пневмобаллонов необходимо применение специальных тяг для фиксирования мостов от перемещения.

Отличия зависимой и независимой подвески

• простая и надежная в эксплуатации;
• высокая грузоподъемность.

• плохая управляемость;
• плохая устойчивость на больших скоростях;
• меньшая комфортабельность.

Независимая подвеска

Колеса могут изменять вертикальное положение относительно друг друга, оставаясь в той же плоскости.

• хорошая управляемость;
• хорошая устойчивость автомобиля;
• большая комфортабельность.

• более дорогая и сложная конструкция;
• меньшая надежность при эксплуатации.

Полузависимая подвеска или торсионная балка — это промежуточное решение между зависимой и независимой подвеской. Колеса по прежнему остаются связанными, однако существует возможность их небольшого перемещения относительно друг друга. Данное свойство обеспечивается за счет упругих свойств П-образной балки, соединяющей колеса. Такая подвеска в основном применяется в качестве задней подвески бюджетных автомобилей.

Принцип работы

Схема работы подвески автомобиля основывается на преобразовании энергии удара, возникающего от наезда колеса на неровность покрытия дороги, в перемещение упругих элементов (к примеру, пружин). В свою очередь, жесткость перемещения упругих элементов контролируется, сопровождается и смягчается действием гасящих устройств (например, амортизаторов). В результате, благодаря подвеске, сила удара, которая передается на кузов автомобиля, уменьшается. Этим и обеспечивается плавность хода. Лучший способ увидеть работу системы – это использовать видео, которое наглядно демонстрирует все элементы подвески автомобиля и их взаимодействие. Автомобили обладают самыми различными по жесткости подвесками. Чем жестче подвеска, тем информативнее и эффективнее управление автомобилем. Однако при этом серьезно страдает комфорт. И, наоборот, мягкая подвеска устроена так, что обеспечивает удобство в эксплуатации и жертвует управляемостью (чего нельзя допустить). Именно поэтому производители автомобилей стремятся найти их наиболее оптимальный вариант – сочетание безопасности и комфорта.

Что такое зависимая подвеска

Зависимая подвеска – это подвеска, в которой жёстко связаны два колеса, что сказывается на проходимости на неровных поверхностях.

Зависимая подвеска плюсы и минусы

Конструкционные особенности подвески сразу же нас наталкивают на главный плюс и минус этого варианта. Минус – это не самый высокий уровень комфорта при езде по неровным дорогам. Когда одно колесо наклоняется при езде по неровностям, второе также наклоняется.

Помимо низкого уровня комфорта, теряется сцепление остальных колёс с дорожной поверхностью. Плюс – это плавное и устойчивое прохождение поворотов на ровных дорогах.

К другим минусам или недостаткам зависимой подвески можно отнести большие неподрессоренные массы и важность поднятия пола авто, что обеспечивает полноценную артикуляцию подвески. Важные факторы, характеризующие зависимую подвеску:

Важные факторы, характеризующие зависимую подвеску:

1. Современные машины не оснащаются зависимой подвеской на передней оси. Чаще всего передняя зависимая подвеска встречается на старых внедорожниках, автобусах или грузовых машинах. В 99% случаев, зависимая подвеска устанавливается на задней оси.
2. Сами зависимые подвески различаются конструкцией и местом установки.

Виды подвесок автомобиля

Автомобильная подвеска в зависимости от конструктивных особенностей и строения бывает следующих видов.

• Зависимая. Первый вариант конструкции, который был применен в автомобилестроении. Описан выше, в разделе, посвященном истории узла. Отличительная особенность – жесткая связь обеих колесных осей с амортизаторами и рессорами. Несмотря на низкий уровень комфорта при езде, является самой дешевой в производстве и очень надежной – неисправности возникают крайне редко. Оба фактора обусловлены простотой конструкции.
• Независимая. Каждое из колес движется независимо от другого (отсюда и название). Это реализовано за счет рычагов, которые закреплены одной стороной на оси, а второй – на колесах. Они способны передвигаться в вертикальной плоскости. Поэтому при изменении положения колеса второе сохраняет свою позицию. В результате на кузов передается гораздо меньше ударов. Кроме того, колеса всегда имеют сцепление с дорожным покрытием. Иногда независимой оставляют только одну ось (ведомую).
• Полунезависимая. Вместо рычага используется торсионная балка. Она приподнимает вместе с собой часть оси. Благодаря этому удается достичь комфорта, близкого к независимой подвеске, и надежности, близкого к зависимой. Таким образом, полунезависимая конструкция занимает промежуточное положение между ними.
• Пневматическая. Вместо амортизаторов использует цилиндры со сжатым воздухом, по которым передвигаются поршни. Именно они гасят удары. В современных моделях автомобилей уровнем давления воздуха в таких цилиндрах часто управляет ЭБУ. Наиболее широко пневмоподвеска применяется на грузовых транспортных средствах. Однако сегодня ее используют и на легковых авто.
• Гидравлическая. Аналогична пневматической, но вместо воздуха в цилиндрах находится специальная жидкость. Гидравлическая подвеска не только прекрасно гасит удары, но и «умеет» регулировать клиренс, жесткость реакции на неровности дорожного покрытия.
• Торсионная. В такой конструкции используют продольный торсион (штангу), которая движется в вертикально плоскости и наряду с амортизатором гасит колебания. Однако встретить ее в легковых авто достаточно трудно – чаще всего ее применяют на грузовиках.
• Электромагнитная. Роль амортизаторов выполняют электромагниты. Такой вариант обычно устанавливают на авто премиум-класса. Поскольку электромагниты требуют большого расхода энергии, часто подобную подвеску сочетают с гидравлической, получая таким образом составной вариант, экономящий заряд аккумулятора.
• Двухрычажная. Движением колеса в данном случае управляют 2 рычага. Один закреплен сверху, другой снизу. Между ними расположен амортизатор. Такая подвеска считается более эффективной, чем традиционные варианты. Рычажная подвеска может не ограничиваться двумя рычагами – иногда их гораздо больше. Это позволяет более равномерно распределять нагрузку с колеса.
• Интегральная. Состоит из нескольких рычагов, поворотного кулака и соединительной тяги. Обычно устанавливается на ведомые колеса.
• Винтовая. Подразумевает использование специализированных стоек стабилизатора (в народе – косточки) с нанесенной на их поверхность резьбой.

Существуют и другие классификации. Например, в зависимости от способности к сжатию подвеску делят на 2 типа:

• длинноходная;
• короткоходная.

Первая чаще всего применяется на внедорожниках, так как позволяет преодолевать серьезные препятствия и обеспечивает постоянный контакт колес с дорожным покрытием. Вторая обычно используется на легковых (в том числе спортивных) автомобилях, так как улучшает управляемость транспортным средством.

Элементы ходовой части автомобиля:

– Управляемый мост – управляемый мост представляет собой балку, в которой на шарнирах установлены поворотные цапфы и соединительные элементы. Жесткая штампованная балка представляет собой основу управляемого моста. Соответственно передний управляемый мост это обычная поперечная балка с ведомыми управляемыми колесами, к которым не подводится крутящий момент от двигателя. Этот мост не ведущий и служит для поддерживания несущей системы автомобиля и обеспечения его поворота. Существует большой перечень различных типов управляемых мостов, которые применяются на грузовых (6х2) и легковых автомобилях (4х2).

– Упругие элементы подвески машины – упругие элементы подвески автомобиля предназначены для смягчения толчков и ударов, а также снижения вертикальных ускорений и динамической нагрузки, которая передается на конструкцию при движении автомобиля. Упругие элементы подвески позволяют избежать прямого воздействия дорожных неровностей на профиль кузова и обеспечивают необходимую плавность хода. Пределы оптимальной плавности хода колеблются от 1-1,3 Гц.

– Конструкция листовых рессор

– Упругие пневматические элементы

– Упругие гидропневматические элементы

– Упругие резиновые элементы

– Рычаги направляющих устройств

– Устройство телескопической стойки

– Устройство стабилизатора поперечной устойчивости

https://expressmotors.ru/podveska-avtomobila-osobennosti-razlicnyh-shem-video/