Подвеска

Подвеска


Подвеска соединяет колеса с кузовом или рамой и выполняет функцию опоры автомобиля.


• Улучшает ходовые характеристики путем демпфирования толчков, которые возникают при движении шины по поверхности дороги.
• Обеспечивает устойчивость автомобиля при движении.


А. Передняя подвеска
В. Задняя подвеска

 

1. Пружина

2. Амортизатор

3. Стабилизатор поперечной устойчивости

4. Шаровой шарнир

Пружина

Амортизатор

Стабилизатор поперечной устойчивости

Шаровой шарнир

Типы рессор


Функцией рессоры является амортизация толчков, возникающих при движении автомобиля, и уменьшение вибрации, которая передается на кузов.

Спиральная пружина


Спиральная пружина хорошо демпфирует толчки, кроме
этого она обладает небольшой массой и обеспечивает
автомобилю хорошие ходовые характеристики. Она
применяется в основном на легковых автомобилях.

Листовая рессора


В дополнение к функции амортизации выполняет роль
рычага опоры оси. Листовая рессора отличается
долговечностью, но она не обеспечивает достаточного
уровня комфортности движения из-за своей тяжелой и
жесткой конструкции. Она применяется в основном на
грузовых автомобилях.

Торсионная рессора


Тип рессоры, который представляет собой стальной
пруток, работающий на скручивание. Она применяется на
грузовых автомобилях благодаря простоте конструкции и
способности обеспечивать автомобилю хорошие ходовые
характеристики.

Амортизаторы


Амортизаторы демпфируют колебания рессор посредством сопротивления, которое возникает при перетекании масла через канал в поршне. Они также поглощают вибрации кузова автомобиля и обеспечивают автомобилю хорошие ходовые характеристики.


1. Поршень
2. Клапан
3. Канал
4. Пружина
5. Амортизатор

ДЛЯ СПРАВКИ:
Типы амортизаторов


Амортизаторы классифицируются в зависимости от
принципа работы, конструкции и используемого рабочего
тела.

А. Классификация по принципу работы


а. Амортизатор одностороннего действия
Амортизаторы этого типа демпфируют колебания пружины на ходе отбоя, а на ходе сжатия не демпфируют.
b. Амортизатор двухстороннего действия
Амортизаторы этого типа демпфируют колебания пружины как на ходе отбоя, так и на ходе сжатия.


1. Канал
2. Клапан
3. Жидкость

В. Классификация по конструкции


а. Однотрубный амортизатор
Амортизаторы этого типа имеют только один цилиндр (нет резервуара).
b. Двухтрубный амортизатор
Амортизаторы этого типа имеют цилиндр, состоящий из рабочей полости (наружный цилиндр) и полости резервуара (внешний цилиндр).


1. Полость резервуара
2. Рабочая полость
3. Воздух
4. Жидкость
5. Клапан

С. Классификация по типу используемого рабочего тела


а. Гидравлический амортизатор
В амортизаторах этого типа в качестве рабочего тела амортизатора используется жидкость (амортизаторная жидкость).
b. Газонаполненный амортизатор
Амортизаторы этого типа заполнены газообразным азотом. Газ давит на жидкость и не допускает возникновения кавитации, при которой газ, растворенный в жидкости, выделяется в виде пузырьков.


1. Клапан
2. Газ при низком давлении
3. Жидкость
4. Плавающий поршень
5. Газ под высоким давлением

Подвеска с электронным управлением

 

В этой системе ЭБУ изменяет жесткость (усилия демпфирования) амортизаторов в соответствии с условиями движения. Система обеспечивает хорошие ходовые характеристики и устойчивость автомобиля при движении при различных условиях движения. ЭБУ управляет усилием демпфирования амортизатора, обеспечивая постоянное горизонтальное положение кузова автомобиля при движении.


1. ЭБУ
2. Переключатель управления амортизатором
3. Датчики
4. Привод управления амортизатором
5. Амортизатор

А. Троганье автомобиля с места
Высокое усилие демпфирования для стабилизации положения кузова автомобиля.
В. Обычное движение
Низкое усилие демпфирования для того, чтобы обеспечить комфортабельные условия движения.
С. Поворот
Высокое усилие демпфирования для стабилизации положения кузова автомобиля.
D. Движение на высокой скорости
Среднее усилие демпфирования для того, чтобы обеспечить при движении комфортабельные условия и устойчивость автомобиля.
E. Торможение
Высокое усилие демпфирования для стабилизации положения кузова автомобиля

Шаровой шарнир


Шаровые шарниры воспринимают как вертикальные, так и
горизонтальные нагрузки, а также работают как шкворни
поворотных кулаков при повороте рулевого колеса.

 

1. Палец
2. Пыльник
3. Седло
4. Корпус
5. Резиновая опора

Стабилизатор поперечной устойчивости


При движении на повороте кузов автомобиля наклоняется набок под действием центробежной силы. Стабилизатор поперечной устойчивости ограничивает этот крен, действуя как пружина, которая скручивается, благодаря этому колеса автомобиля не отрываются от дороги.
Стабилизатор работает также тогда, когда колеса при движении оказываются в разном положении по высоте. При крене автомобиля шины с одной стороны сильно деформируются, стабилизатор скручивается и работает как пружина, поднимая шины и кузов с этой стороны. В случае, когда шины деформируются с обеих сторон одинаково, стабилизатор не работает как пружина, потому что он при этом не скручивается.


1. Стабилизатор поперечной устойчивости

Типы подвески


Существуют два типа подвески, в зависимости от того, как
они поддерживают кузов.

1. Подвеска с неразрезным мостом

2. Независимая подвеска

Подвеска с неразрезным мостом


Оба колеса установлены на балке моста, которая
крепится к кузову через рессоры. Из-за того что оба
колеса и балка моста одновременно перемещаются в
вертикальной плоскости, перемещения колес влияют друг
на друга. Этот тип подвески имеет простую и жесткую
конструкцию.

А. Тип с торсионной балкой


Состоит из левого и правого продольных рычагов, соединенных поперечной балкой. Как и в подвеске рычажного типа, рессоры воспринимают только вертикальную нагрузку. Подвеска имеет простую конструкцию и обеспечивает автомобилю хорошие ходовые характеристики. Подвеска этого типа применяется в задней подвеске на автомобилях типа FF (с передним расположением двигателя и передним ведущим мостом) с небольшой массой.


1. Амортизатор
2. Винтовые пружины
3. Поперечная балка
4. Продольный рычаг
5. Стабилизатор поперечной устойчивости

B. Четырехрычажный тип


Верхние и нижние продольные рычаги крепятся к кузову автомобиля на обоих концах моста, а один поперечный рычаг крепится к кузову с одной стороны моста. Эти рычаги воспринимают продольные и поперечные силы, действующие на мост, давая возможность пружинам
воспринимать только вертикальные силы. Конструкция подвески данного типа немного сложнее, но она обеспечивает автомобилю лучшие ходовые характеристики, чем листовые рессоры. Эта конструкция используется в задней подвеске внедорожников (SUV), заднеприводных автомобилей с передним расположением двигателя (FR) и полноприводных двухосных автомобилей.

1. Спиральная пружина
2. Поперечная штанга
3. Верхний продольный рычаг
4. Амортизатор
5. Нижний продольный рычаг

С. Тип с листовыми рессорами


На обоих концах балки моста установлены листовые рессоры. Листовые рессоры располагаются параллельно друг другу в продольном направлении и крепятся к кузову. Силы, которые действуют на мост, передаются на кузов через рессоры. Этот тип подвески используется главным образом в задней подвеске фургонов и грузовых автомобилей благодаря своей простоте и прочности.


1. Картер моста
2. Амортизатор
3. Листовая рессора

Независимая подвеска


Каждое колесо устанавливается на независимом рычаге,
который крепится к кузову автомобиля через пружину.
Подвеска этого типа может эффективно амортизировать
толчки, возникающие из-за неровностей дороги, и
обеспечивает автомобилю хорошие ходовые качества
благодаря тому, что каждое колесо совершает
перемещения в вертикальной плоскости независимо от
другого колеса.

А. Тип со стойками Макферсон


В конструкции подвески этого типа нет верхнего рычага, что делает ее проще по сравнению с двухрычажной подвеской. Из-за того что она состоит из меньшего количества деталей, эта подвеска проще в обслуживании. Она применяется в основном в передней подвеске
автомобилей типа FF (с передним расположением двигателя и передним ведущим мостом).


1. Стабилизатор поперечной устойчивости
2. Нижний рычаг
3. Спиральная пружина
4. Амортизатор

В. Двухрычажный тип с поперечными А-образными рычагами

Состоит из верхних и нижних рычагов, поддерживающих автомобиль, и кулака, соединяющего рычаги. Эти рычаги воспринимают продольные и поперечные нагрузки, давая возможность пружинам воспринимать только вертикальную нагрузку. Это сложная конструкция, состоящая из большого количества деталей, она очень жесткая и хорошо поддерживает колеса. Благодаря тому что эта конструкция позволяет выбрать множество вариантов компоновки, обеспечивает как комфортабельные условия движения, так и устойчивость автомобиля, она широко применяется на автомобилях типа FR (с передним расположением двигателя и задним ведущим мостом).

1. Верхний рычаг
2. Амортизатор
3. Спиральная пружина
4. Нижний рычаг
5. Стабилизатор поперечной устойчивости

С. Тип с косными рычагами


Рычаги задней подвески крепятся под определенным углом к поперечной балке задней подвески для того, чтобы иметь возможность воспринимать поперечные силы большей величины. Эта конструкция создает такой же эффект, как если бы рычаги были более прочными.
Подвеска этого типа применяется на автомобилях типа FR (с передним расположением двигателя и задним ведущим мостом).


1. Амортизатор
2. Стабилизатор поперечной устойчивости
3. Спиральная пружина
4. Поперечная балка задней подвески
5. Рычаг задней подвески

ДЛЯ СПРАВКИ:
Пневматическая подвеска
Применяются пневматические рессоры, в которых используется упругость воздуха, вместо металлических пружин. Способна амортизировать вибрации с малой амплитудой и обеспечивает автомобилю лучшие ходовые качества, так как использует упругость сжатого воздуха. В зависимости от условий движения компьютер изменяет давление воздуха и его объем, то есть может изменяться жесткость рессор и их длина (то есть высота автомобиля над поверхностью дороги).
1. Пневматическая рессора
2. Предварительная воздушная камера
3. Главная воздушная камера
4. Сильфон
5. Компрессор
УКАЗАНИЕ:
Существует другой тип подвески, называемый «AHC» (Active Height Control — активное управление высотой), в которой гидравлическое давление используется для регулировки высоты автомобиля над поверхностью дороги.

Регулировка углов установки колес


Автомобиль должен сохранять устойчивое прямолинейное движение и выдерживать заданную траекторию криволинейного движения.
Поэтому колеса автомобиля устанавливаются под определенными углами к горизонтальной поверхности, кроме того, используются определенные типы подвески в зависимости от конкретного назначения колес. Это называется углами установки колес.


УКАЗАНИЕ:
Могут регулироваться углы установки и передних, и задних колес, за исключением колес заднего моста автомобиля типа FR (с передним расположением двигателя и задним ведущим мостом).

А. Развал колес


Это угол наклона колеса в поперечной вертикальной плоскости (при взгляде на автомобиль спереди). От этого угла зависит сцепление шин с дорогой, что, в свою очередь, влияет на характеристики движения автомобиля в повороте.


θ a : Угол развала колес


Это угол, образованный средней линией колеса и линией, перпендикулярной к дороге.

В. Поперечный наклон оси поворотного шкворня
Этот наклон помогает поворотному шкворню воспринимать толчки от шин.
θ b : Угол поперечного наклона поворотного шкворня
Это поперечный наклон оси поворотного шкворня.
L : Смещение поворотного шкворня
Это расстояние, измеренное вдоль поверхности дороги между средней линией шины и точкой, в которой продолжение оси поворотного шкворня пересекается с поверхностью дороги.
УКАЗАНИЕ:
Угол поперечного наклона поворотного шкворня — это угол между линией, соединяющей верхний шаровой шарнир и нижний шаровой шарнир, и осью поворота переднего колеса при повороте рулевого колеса.
1. Верхний шаровой шарнир
2. Нижний шаровой шарнир

С. Продольный наклон оси поворотного шкворня (кастер)

Если смотреть на автомобиль сбоку, то видно, что ось поворотного шкворня наклонена назад.
θ c : Угол продольного наклона оси поворотного шкворня (кастер)

Это угол в продольной плоскости между осью поворотного шкворня и вертикалью. В результате продольного наклона поворотного шкворня создается усилие, которое возвращает колеса в положение прямолинейногодвижения, обеспечивая прямолинейность движения автомобиля.
L : Продольное смещение оси поворотного шкворня
Это расстояние между центром зоны контакта шины с дорогой и точкой пересечения с дорогой продолжения оси поворотного шкворня. Способность автомобиля сохранять прямолинейное движение возрастает с увеличением продольного смещения оси поворотного шкворня.

 

 

D. Радиус поворота


При повороте рулевого колеса каждое переднее колесо поворачивается на определенный угол. Внутреннее и наружное передние колеса поворачиваются на разные углы для того, чтобы при движении на повороте они могли описывать окружность вокруг одного центра,
обеспечивая тем самым устойчивое движение автомобиля на повороте.


θ o : Угол поворота наружного колеса
θ i : Угол поворота внутреннего колеса
O : Центр поворота

Е. Угол схождения (положительное и отрицательное схождение)


В горизонтальной плоскости (если смотреть на автомобиль сверху) передние и задние колеса обычно отклоняются внутрь к оси автомобиля. Это положение называется «положительное схождение», такое положение колес способствует сохранению прямолинейности движения автомобиля. Схождение называется «отрицательным», когда передние колеса отклоняются наружу от оси автомобиля в горизонтальной
плоскости.


1. Положительное схождение
2. Отрицательное схождение