Виды и конструкция подвесок автомобиля

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска характеризуется зависимостью перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса.

Передача сил и моментов от колес на кузов при такой подвеске может осуществляться непосредственно металлическими упругими элементами – рессорами, пружинами или с помощью штанг – штанговая подвеска.

Металлические упругие элементы имеют линейную упругую характеристику и изготавливаются из специальных сталей, обладающих высокой прочностью при больших деформациях.  К таким упругим элементам относятся листовые рессоры, торсионы и пружины.

Листовые рессоры на современных легковых автомобилях практически не применяются, за исключением некоторых моделей автомобилей многоцелевого назначения. Можно отметить модели легковых автомобилей, выпускавшиеся ранее с листовыми рессорами в подвеске, которые продолжают эксплуатироваться и в настоящее время. Продольные листовые рессоры устанавливались в основном в зависимой подвеске колес и выполняли функцию упругого и направляющего устройства.

На легковых автомобилях и грузовых или микроавтобусах применяются рессоры без подрессорников, на грузовых автомобилях – с подрессорниками.

Пружины как упругие элементы применяются в подвеске многих легковых автомобилей. В передней и задней подвесках, выпускаемых различными фирмами большинства легковых автомобилей  применяются винтовые ци­линдрические пружины с постоянными сечением прутка и шагом навивки. Такая пружина имеет линейную упругую характеристику, а необходимые характеристики обеспечиваются дополнительными упругими элементами из полиуретанового эластомера и резиновыми буферами отбоя.

На легковых автомобилях Российского производства в подвесках применяют цилиндрические винтовые пружины с постоянными сечением прутка и шагом в сочетании с резиновыми отбойными буферами. На автомобилях производителей других стран, например, БМВ 3-й серии в задней подвеске устанавливают бочкообраз­ную (фасонную) пружину с прогрессивной харак­теристикой, достигаемой за счет формы пружины и применения прутка переменного сечения.

На ряде автомобилей для обеспечения прогрес­сивной характеристики применяется комбинация цилиндрических и фасон­ных пружин с переменной толщиной прутка. Фасонные пружины имеют прогрессивную упругую характеристику и называются «миниблоками» за небольшие размеры по высоте. Такие фасонные пружины применяют, например  в задней подвеске автомобилей «Фольксваген», «Ауди», «Опель» и др. Фасонные пружины имеют различные диаметры в средней части пружины и по краям, а пружины «миниблок» имеют и различный шаг навивки.

Торсионы, как правило, круглого сечения применяются на автомобилях в качестве упругого элемента и стаби­лизатора.

Упругий крутящий момент передается торсионом через шлицевые или четырехгранные головки, распо­ложенные на его концах. Торсионы на автомобиле могут быть установлены в продольном или поперечном направлении. К недостаткам торсионов следует отнести их большую длину, необходимую для создания требуемых жесткости и рабочего хода подвески, а также высокую соосность шлицов на концах торсиона. Однако следует отметить, что торсионы имеют небольшую массу и хорошую компактность, что позволяет успешно применять их на легковых автомобилях среднего и высокого классов.

Различные типы подвесок

Укрупнённо подвески подразделяются на зависимые, независимые и полузависимые. В последних связь между колёсами оси имеется, но она обладает заданной упругостью, в отличие от жёсткой связи в зависимых конструкциях или отсутствия таковой при независимой организации. Наличие стабилизаторов поперечной устойчивости хотя и обеспечивает данную связь, но тип подвески не изменяет.

Простейшие зависимые подвески

Зависимый тип подвески подразумевает наличие жёсткой связи между колёсами одной оси. Обычно это металлическая балка или кожух ведущего моста. Упругие и демпфирующие элементы могут быть разного типа, на принципиальную схему подвески это не влияет, только не конструктив направляющего аппарата. Например, использование рессор в силу их достаточной поперечной жёсткости позволяет отказаться от дополнительных рычагов или тяг. Иногда дополняется стабилизатором поперечной устойчивости в виде скручивающегося стержня из пружинной стали.

На легковых автомобилях зависимая подвеска с неразрезным мостом или балкой практически не используется, поскольку обладает значительными неподрессоренными массами, что снижает общий комфорт. Управляемость также трудно обеспечивать из-за влияния хода одного из колёс оси на положение второго относительно дороги. При этом такая подвеска обладает высокой прочностью, проста и надёжна. Применяется на внедорожниках и грузовых автомобилях.

Часто на бюджетные автомобили устанавливается полунезависимая схема, когда балка имеется, но она обладает упругой эластичностью. Такой тип совмещает простоту с приемлемой управляемостью.

Независимые

Независимые схемы отличаются широкими возможностями для совмещения взаимоисключающих требований. Здесь каждое колесо обладает запрограммированной свободой перемещения и не влияет на прочие. Конструкция в целом более сложная, но обеспечивает наилучшие условия для работы колёс во всех условиях, от шоссейных видов автоспорта до внедорожной езды.

У каждого колеса имеется свой направляющий аппарат, упругие и демпфирующие узлы. Возможно независимо организовывать траектории перемещения ступичных узлов в любых положениях. Достигается максимальный комфорт при сохранении управляемости. Некоторые неудобства доставляет изменяющийся при работе подвески клиренс автомобиля.

Параллелограммного типа

Направляющий аппарат такой подвески представляет собой два А-образных рычага, верхний и нижний, между которыми на шаровых шарнирах размещается кулак со ступицей. Схематично это представляет собой параллелограмм, благодаря чему плоскость вращения колеса при рабочих ходах не изменяет своего угла относительно дороги, что даёт надёжную сохранность пятна контакта.

Двухрычажная подвеска достаточно проста, но при этом гарантирует управляемость, отсюда её применение даже в самых продвинутых дисциплинах автоспорта. Однако сложности компоновки сильно ограничивают её использование в гражданских легковых автомобилях, где гораздо чаще закладываются иные конструкции.

Многорычажные

Выполнить направляющий аппарат достаточно компактным и вместе с тем точно работающим позволяет многорычажная схема. Её особенность заключается в обеспечении сложной траектории движения колеса, которую нельзя получить двумя рычагами. Такая подвеска сможет максимально сохранить контакт с дорогой при продольных и поперечных кренах кузова, в любой точке рабочего хода от нижнего положения к верхнему. Реализуется и подруливающий эффект, важный для стабилизации машины в поворотах. При этом рычаги компактны и хорошо компонуются в ограниченном пространстве колёсных арок.

МакФерсон

Одна из самых популярных подвесок свечного типа. Состоит из телескопической амортизационной стойки с надетой на неё пружиной. Сверху имеется поворотная опора с подшипником, снизу треугольный рычаг с шаровой опорой и сайлентблоками. Наиболее простая и компактная конструкция с неплохими характеристиками, что вызвало самое широкое её применение на подавляющем числе легковых автомобилей массового производства.

Специальные спортивные

Применение в автоспорте, а также на мощных скоростных автомобилях, накладывает на подвески особые требования. Заключаются они в выделении из общего набора функций наиболее важных для управляемости. Отсюда решения в виде регулируемых амортизаторов и упругих элементов, размещение их в кузове для предельного снижения неподрессоренных масс, исключение податливых сайлентблоков с заменой их на жёсткие шаровые шарниры. Хода подвесок могут быть экстремально большими или минимальными, в зависимости от вида спорта. Нечто подобное используется и в спорткарах.

Типы самоходных шасси:

  1. Автомобильные;
  2. Тракторные;
  3. Специальное универсально самоходное шасси.

Как правило, шасси производится на автомобильном или тракторном заводе, а оборудование, которое размещается на нем, на другом специализированном заводе по производству навесного оборудования. Например, на автомобилях, типа УРАЛ устанавливают оборудование повышенной проходимости.

Пример самоходного шасси – автокран. Универсальные самоходные шасси широко используются в сельском хозяйстве на сезонном оборудовании.

Универсальное самоходное шасси

Самоходное шасси больше всего напоминает трактор, отличием является лишь компоновка, в которой мотор расположен позади кабины, перед кабиной, видимо, расположена рама с передним мостом. Рама может устанавливаться одно- или двух- балочная. На раме устанавливается различное специальное оборудование, используемое в сельском хозяйстве (кузов самосвал). Навес оборудования осуществляется быстро, для удобства его замены в случае необходимости.

Область применения самоходных шасси

-В сельском хозяйстве;

-В лесном хозяйстве;

-В коммунальных и дорожно-ремонтных службах;

-На складах (подъемники, погрузчики).

Компьютерная диагностика ходовой части автомобиля

Современные автомобили оснащены множеством электроники. Поэтому диагностика на глаз не всегда способна выявить все неисправности. Требуется использовать компьютерную технику для детального обследования технического состояния машины.

Использование специального программного обеспечения для диагностики автомобиля оправданно в случаях:

  1. Индикатор на приборной панели свидетельствует об ошибках.
  2. Неисправности проявляются во время торможения или движения транспорта.
  3. Иногда нужно обновить прошивку электронных узлов, чтобы устранить ошибки или повысить эффективность работы автомобиля.

Также компьютерную диагностику используют в качестве профилактической меры для выявления негативных изменений в узлах и агрегатах машины. Оптимально проводить этот вид обслуживания с периодичностью раз в год. Весьма полезной будет эта диагностика перед покупкой подержанного автомобиля, чтобы выявить все скрытые неисправности.

Этот вид обследования транспортного средства отличается высокой технологичностью. От оператора требуются профессиональные знания. При помощи специализированного программного обеспечения считывается состояние разных электронных узлов авто и анализируются ошибки. Затем происходит выявление неисправностей.

Компьютерная диагностика ходовой требует наличия следующего оборудования:

  • Автосканер. Подключается к электронным блокам автомобиля и считывает с них информацию. Определяет, какие ошибки возникали во время работы этих узлов, очищает буфер ошибок. Отображает массу полезной информации о работе автомобиля.
  • Компьютер, планшет, смартфон или ноутбук. Устройство обязательно должно иметь программы для работы с информацией, полученной от автосканера. На основе полученных данных специалисты автосервиса выявляют проблемные детали и узлы машины.
  • Кабели, переходники, USB-шнуры. Нужны для сопряжения цифровых интерфейсов автомобиля и компьютера. Именно с их помощью происходит передача информации. Обычно подключаются к разъемам, расположенным на приборной панели и на отдельных агрегатах.

В зависимости от производителя автомобиля применяются разные типы автосканеров. Существуют более универсальные модели типа OBD2, способные работать с целым перечнем автомобилей. Наиболее популярные программы для автосканеров на сегодняшний день такие:

  • Uniscan подходит для автомобилей из США, Европы, Японии, Кореи выпуска до 2001 г. производства;
  • Vagcom, VagTool применяются для работы с немецкими и чешскими машинами («Фольксваген», «Ауди», «Шкода»);
  • «Мотор-Тест» работает с отечественными автомобилями.

Диагностика автомобиля состоит из нескольких этапов, на каждом из которых проверяется один из агрегатов машины. Такой подход позволяет минимизировать погрешности определения неисправностей.

Диагностику ходовой части автомобиля проводят, когда выявлен неравномерный износ шин, появились нехарактерные звуки во время эксплуатации машины. Также к тревожным признакам можно отнести люфт руля и некорректную работу системы АВС.

Основные этапы выполнения диагностики:

  • имитация на специальном стенде нагрузок на ходовую часть, соответствующих движению автомобиля;
  • чтение при помощи сканера информации с электронных узлов машины и передача данных на компьютер;
  • анализ полученной информации и сравнение ее с эталонными данными при помощи программных средств.

Результатом этих действий является получение списка неисправностей в ходовой части машины. Метод позволяет диагностировать амортизаторы, опоры и рулевые тяги, углы отклонений колес, тормоза. Оценивается износ деталей и его влияние на работоспособность.

Компьютерная диагностика выявляет дефекты в подвеске, шинах, раме и блоке мостов. Она применяется в следующих случаях:

  • возникновение гула во время движения по неровным дорогам;
  • ухудшение тормозных свойств;
  • если машину уводит в сторону во время торможения;
  • аналогичное поведение при прямолинейном движении.

Имитация движения происходит на специальном вибростенде. Параметры работы ходовой части считываются при помощи сканера. Далее в программе происходит сравнение полученных измерений с эталонными данными.

Разновидности подвесок по упругости

В отношении упругости подвески можно разделить на три категории:

  • жесткая;
  • мягкая;
  • винтовая.

Жесткая подвеска, как правило, используется на спортивных автомобилях, потому что она больше всего годится именно для быстрой езды, где необходимо оперативное и четкое реагирование на водительское маневрирование. Эта подвеска придает машине максимальную устойчивость и минимальный дорожный просвет. Кроме того, благодаря именно ей усиливается сопротивление крену и кузовному раскачиванию.

Мягкая подвеска устанавливается в основной массе легковых машин. Ее достоинство в том, что она достаточно качественно сглаживает дорожные неровности, но с другой стороны машина с такой конструкцией подвесок более склонна к заваливаниям, и при этом хуже управляется.

Винтовая подвеска нужна в тех случаях, когда возникает необходимость в изменяемой жесткости. Она сделана в виде стоек-амортизаторов, на которых сила тяги пружинного механизма регулируется.

Виды независимых подвесок

МакФерсон

Подвеска McPherson – самая распространенная подвеска передней оси современных автомобилей. Нижний рычаг соединен со ступицей посредством шаровой опоры. В зависимости от его конфигурации может применяться продольная реактивная тяга. К ступичному узлу крепится амортизационная стойка с пружиной, ее верхняя опора закрепляется на кузове.

Двухрычажная передняя подвеска

Поперечная тяга, закрепленная на кузове и соединяющая оба рычага, является стабилизатором, противодействует крену автомобиля. Нижнее шаровое соединение и подшипник чашки стойки-амортизатора дают возможность для поворота колеса.

Детали задней подвески выполнены по тому же принципу, отличие заключается лишь в отсутствии возможности поворота колес. Нижний рычаг заменен на продольные и поперечные тяги, фиксирующие ступицу.

Плюсы:

  • простота конструкции;
  • компактность;
  • надежность;
  • недорогая в производстве и ремонте.

Минусы:

средняя управляемость.

Двухрычажная передняя подвеска

Более эффективная и сложная конструкция. Верхней точкой крепления ступицы выступает второй поперечный рычаг. В качестве упругого элемента может использоваться пружина или торсион. Задняя подвеска имеет аналогичное строение. Подобная схема подвески обеспечивает лучшую управляемость автомобиля.

Пневматическая подвеска

Пневмоподвеска Роль пружин в этой подвеске выполняют пневмобаллоны со сжатым воздухом. При пневматической подвеске есть возможность регулировки высоты кузова. Также она улучшает показатели плавности хода. Используется на автомобилях класса люкс.

Гидравлическая подвеска

Регулировка высоты и жесткости гидроподвески Lexus Амортизаторы подключены к единому замкнутому контуру с гидравлической жидкостью. Гидравлическая подвеска дает возможность регулировать жесткость и высоту дорожного просвета. При наличии в автомобиле управляющей электроники, а также функции адаптивной подвески она самостоятельно подстраивается под условия дороги и вождения.

Производители

Как и любые другие изделия автомобильной промышленности, электромагнитные амортизаторы производятся несколькими разными концернами. Помимо маркетингового названия, в основе устройств от различных производителей лежит разная технология. Существуют три лидирующие компании, производящие электро подвески, каждая из которых выпускает изделия, работающие по отличному от других принципу. Мы подробно остановимся на всех трех компаниях и рассмотрим каждый продукт.

Электромагнитная подвеска Bose.

История данной технологии начинается в далеком 1980 году. Именно в начале 80-ых годов прошлого века, выдающийся профессор Амар Боуз, преподающий в университете на кафедре электромагнитных явлений, создал свое первое изделие. Им было проведено бесчисленное количество расчетов, и, после систематического анализа данных, получена оптимальная форма и характеристики автомобильной подвески. Так как профессор Амар Боуз по совместительству являлся главой компании Bose, его исследования позволили создать новый тип подвесок, эксплуатирующих принципы электромагнетизма

Опыты выдающегося ученого привлекли широкое внимание общественности и прямым образом повлияли на весь рынок автомобильной промышленности

Подвеска Bose, доукомплектованная и усовершенствованная компанией, считается эталоном magnetic-подвески. Они, согласно проведенным испытаниям, практически на сто процентов справляются с возложенными задачами – нивелируют уровень любых возникающих колебаний. Основным компонентом продукта от организации Bose стал линейный электродвигатель, осуществляющий работу в двух режимах:

  • В качестве упругой составляющей.
  • В качестве демпфирующей составляющей.

Постоянные магниты, входящие в конструкцию, обеспечивают произведение возвратно-поступательных движений по всей длине обмотки статора. Такая технология не только надежно защищает автомобиль от колебаний в плоскости, но и позволяет повысить его управляемость до невообразимого уровня.

«SKF» на электромагнитных амортизаторах.

Данное изделие, обладающее высокими показателями простоты и надежности, впервые увидело свет в Швеции. В качестве основного элемента конструкции SKF используется особая капсула, составляющие которой – это особые электромагниты, магнитные амортизаторы.

При движении транспортного средства, главный компьютер получает данные с датчиков, установленных на колесах, считывая их характеристики в режиме реального времени. Тот же компьютер отвечает за передачу сигналов, изменяющих текучесть демпфирующей конструкции. Также изделие SKF подразумевает наличие пружин, внесенных в конструкцию для того, чтобы нивелировать колебания в случае отключения главного компьютера.

«Delphi» с однотрубным магнитным амортизатором.

Основным компонентом продукта компании Delphi стал однотрубный электромагнитный амортизатор. Его внутренняя часть состоит из специального магнитного вещества (suspension), размеры которого колеблются в периоде от 3 до 12 микрон. Таких деталей в изделии примерно 30%, остальную часть занимает электромагнит в виде головки поршня и специальное покрытие, препятствующее выливанию вещества наружу. Управление электромагнитом также осуществляется с электронного узла, автоматическим образом.
В момент задействования магнитного поля на вещество, находящееся внутри амортизатора, происходит следующее: частицы субстанции принимают особую, упорядоченную структуру. Благодаря этому повышается показатель вязкости субстанции, с помощью чего и переключается режим работы.

Неисправности и обслуживание

Прежде чем рассмотреть список неисправностей, уточним, что ни одна поломка подвески не относится к тому перечню, который запрещает движение. Это правило прописано в законе, но в нем существуют спорные моменты.

Допустим, амортизатор перестал работать. Это означает, что наезд на любую кочку повлечет за собой раскачку кузова. Управлять автомобилем станет сложнее. Шаровая опора может «разболтаться» в конец, что повлечет за собой страшное ДТП. Если же в автомобиле лопнет пружина, то появится крен кузова и продолжать дальнейшую езду станет невозможно. Эти неисправности приводят к серьезным последствиям. Но по закону водитель имеет право ездить с такими поломками. 

Износ креплений — еще одна неисправность, которая часто встречается у водителей. К сожалению, износ неизбежен. Рано или поздно крепления придется менять. 

Что касается обслуживания, то автолюбителю нужно контролировать работу авто во время движения. Если подвеска начала странно скрипеть и издавать посторонние звуки, то не стоит их игнорировать. Необходимо сразу разобраться, в чем дело. В противном случае можно попасть в ДТП, либо очень серьезно потратиться на ремонт. Выход подвески «из строя» сопровождается заменой абсолютно всех деталей.

Появление первых подвесок

Ещё во времена конной тяги пассажиры быстро убедились, что от тряски не спасают никакие мягкие диваны в каретах. Отличием от простых телег стали рессорные подвески. В сочетании с появившимися позже обрезиненными колёсами первые подвески обеспечивали приемлемые условия для езды по не самым лучшим дорогам. Вся эта конструкция полностью перешла и на первые автомобили.

Упругим элементом стали рессоры. Это наборная конструкция из стальных полос с различным конструктивным исполнением. По форме рессоры подразделялись на эллиптические, полуэллиптические и четвертьэллиптические, а по расположению – на продольные и поперечные. Постепенно доминировать стали классические полуэллиптические продольные рессоры по одной на каждое колесо. Такая подвеска оказалась наилучшей по сочетанию комфорта, простоты конструкции и приемлемых кренов кузова среди рессорных. Понятие управляемости только зарождалось. Отсутствовало и демпфирование, частично эта функция обеспечивалась межлистовым трением в рессорах. Тем не менее, такая подвеска сохранилась и до нынешнего времени в грузовиках и прочей технике, где главным свойством считается простота и прочность.

Недостатки и преимущества независимых подвесок

В основном, этот тип подвески используется на легковых машинах. Они лучше переносят выбоины на дорожном покрытии. Когда одно колесо попадает в яму, на втором это никак не сказывается. Если машина на большой скорости попадает в большую яму, то у нее меньший риск перевернуться, если установлена независимая подвеска автомобиля. Машины с этим типом подвески более безопасны и мобильны. Также у них более высокий уровень сцепления с дорогой, что отчетливо видно на хорошей скорости.

Главный недостаток подвесок такого типа – это более высокая вероятность того, что она быстрее выйдет из строя, чем зависимая подвеска автомобиля. Этот момент хорошо заметен во время поездки по горным дорогам, когда одно колесо идет по препятствию, а второе идет по своей траектории. Из-за этого клиренс становится меньше, в результате чего может повредиться дно машины. Одно можно сказать точно: асфальтовые дороги – стихия независимых подвесок автомобилей.

АМОРТИЗИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Для того чтобы смягчить сильные колебания, подвеску снабжают амортизаторами. Эти объекты представляют собой пневматические цилиндры или цилиндры с рабочей жидкостью. Выделяют два основных типа амортизаторов:

  • Односторонние.
  • Двусторонние.

Односторонние амортизаторы длиннее двусторонних. Они обеспечивают большую плавность хода. Однако при езде по дорогам с плохим покрытием, односторонние амортизаторы не успевают перед следующей неровностью своевременно вернуть подвеску в исходное состояние, и ее «пробивает». По этой причине большее распространение получили двусторонние «гасители колебаний».

КРЕПЕЖИ

Шаровая опора

Крепежи нужны для того, чтобы подвеска автомобиля была единым целым. Для связи узлов и агрегатов используют три типа соединений:

  • Болтовые.
  • Шарнирные.
  • Эластичные.

Крепежи, осуществляемые при помощи болтов, являются жесткими. Они необходимы для неподвижного сочленения объектов. К шарнирным соединениям относится шаровая опора

Она является важной частью передней подвески и обеспечивает ведущим колесам возможность правильного поворота

Эластичные крепежи – это сайлент-блоки и резино-металлические втулки. Помимо функции соединения частей и крепления их к кузову, эти объекты препятствуют распространению вибраций и снижают шумность.

Все элементы ходовой части взаимосвязаны и чаще всего выполняют несколько функций одновременно, поэтому определение принадлежности запчасти к той или иной группе является условным.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector