Подвеска автомобиля: устройство и принципы работы
Подвеска автомобиля: устройство и принципы работы. Любой современный автомобиль немыслим без подвески – набора элементов, соединяющих колеса с рамой или несущим кузовом, благодаря чему они не только вращаются, но и обладают подвижностью в других плоскостях. И неважно, какое у машины предназначение: даже гоночные «формулы», которые движутся по гладкой, как стол, кольцевой трассе, имеют подвеску. Рассказываем, зачем нужна подвеска, как она работает и как понять, когда ее нужно осмотреть и отремонтировать.
- Для чего нужна подвеска автомобиля
- Какие типы подвески автомобилей используются сейчас
- Подвесное устройство для транспортных средств
- Что такое пневмоподвеска
- Что обычно ломается в подвеске
- Как понять, что подвеска вашего автомобиля нуждается в ремонте
Каково назначение подвески автомобиля
Например, для уменьшения дорожных неровностей. Без подвески машина будет ехать жестко, как деревенская телега. Кроме того, подвеска должна давать колесам максимально тесный контакт с землей. В одном вагоне они могут подпрыгивать на кочках и терять сцепление с дорогой. Учитывая современные скорости, это равносильно потере контроля над автомобилем. А также за счет грамотной работы узла и подвески автомобиль может стабильно двигаться по прямой без постоянного подруливания, а также безопасно проходить повороты.
Какие типы подвесок автомобиля используются сейчас
При изготовлении автомобилей используются разные конструкции подвесок. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки. Вот основные виды строительства, которые можно встретить сегодня.
Зависимая подвеска
Он называется так потому, что оба колеса на оси жестко связаны друг с другом и их движения зависимы. С точки зрения комфорта и управляемости это не лучший вариант. Зато такая конструкция максимально проста, дешева в производстве и надежна.
Зависимая подвеска автомобилей сегодня встречается все реже. И в основном в тех моделях, где надежность важнее комфорта или стоит задача сделать модель максимально доступной. Если отбросить коммерческий транспорт, то это в первую очередь пикапы и внедорожники, а уж потом бюджетные машины.
Типичным примером зависимой задней подвески является карданный вал с редуктором, который используется на задне- и полноприводных автомобилях. Если задний мост ведущий, то обходятся очень простой жесткой балкой.
Зависимые типы подвески имеют много недостатков, и низкий уровень комфорта – лишь их следствие. Стоит отметить больший вес моста или балки, что относится к так называемым неподрессоренным массам, влияющим на плавность хода, а также посредственный уровень управляемости, т.к попадание в яму одним из колес сказывается захват другого. А вот зависимые конструкции неприхотливы, просты и недороги в ремонте.
Как работает подвеска при наезде колеса на кочку: вверху — независимая, внизу — зависимая.
Независимая подвеска
Самый распространенный тип, который также включает в себя множество конструкций. Большинство современных автомобилей оснащены независимой подвеской. А на передней оси другие типы просто не могут конкурировать с ними.
Как видно из названия, в независимой подвеске колеса между собой не связаны. Если один попадает в выбоину или наезжает на препятствие, другой не меняет своего положения относительно дороги. Такое поведение обеспечивает более высокий уровень комфорта и отличную управляемость за счет максимально надежного сцепления шины с поверхностью.
Цена «независимости» — большое количество деталей, из которых состоит подвеска. В результате этот тип является самым дорогим в обслуживании и ремонте. Так что за комфорт в буквальном смысле приходится платить.
Независимая включает в себя разные типы подвески автомобиля .
Двойной рычаг. Здесь для каждого колеса используется пара поперечных (по отношению к ходу автомобиля) треугольных рычагов — верхний и нижний. С одной стороны они крепятся к кузову, а с противоположной стороны — вершина треугольника — к шпильке колеса. Благодаря этому он может двигаться вертикально, но не из стороны в сторону. Эти движения гасятся пружиной с амортизатором, который в свою очередь соединен с корпусом и одним из рычагов.
«Двухрычажка» имеет множество деталей, поэтому, во-первых, относительно дорога в производстве, к тому же не компактна. Зато обеспечивает хорошие ходовые качества и комфорт – особенно если рычаги можно сделать длинными. Поэтому такая передняя подвеска чаще всего встречается в автомобилях среднего и представительского класса. А также — в спортивных и гоночных автомобилях.
Типа МакФерсон. Он был изобретен в 1940-х годах инженером Эрлом Стилом Макферсоном, отсюда и название. Иногда в торговой литературе ее еще называют свечой. В такой подвеске ступичный узел соединен с кузовом рычагом (нижним) и прочным стержнем амортизатора с пружиной, которая одновременно удерживает колесо в нужном положении.
В результате получилась простая конструкция, дешевый и компактный агрегат, за что McPherson полюбился автопроизводителям. Передняя подвеска на большинстве легковых автомобилей имеет именно такую конструкцию. Недостатки свечного подвеса: он не такой удобный и точный, как двухрычажный.
Мультилинк. С ростом автомобильных скоростей инженеры стали скучать по «двухрычажке». Количество рычагов стали увеличивать, чтобы кинематика подвески (то есть смещение колес на кочках и, главное, в поворотах) была безупречной. В «многозвении» еще больше деталей, что отражается на стоимости как самого узла, так и его обслуживания. Такие конструкции чаще всего используются в автомобилях премиум-класса, где высокий комфорт важнее низких затрат на обслуживание.
Полузависимая подвеска
Попытки избавиться от типичных недостатков зависимых подвесок при сохранении их простоты и надежности привели к появлению так называемых полузависимых конструкций. В них перекладина была П- или Н-образной и при этом не совсем жесткой. Когда одно колесо перемещается в вертикальной плоскости, оно деформируется, давая другому колесу некоторую свободу. И из-за этого сама балка называется торсионной.
Такая конструкция хороша там, где ход колес (то есть ход подвески) сравнительно невелик — в первую очередь в небольших автомобилях, не предназначенных для езды по пересеченной местности. Она проигрывает независимым подвескам в комфорте и управляемости, зато максимально дешева, поэтому торсионная балка широко используется в задней подвеске переднеприводных седанов, хэтчбеков и даже кроссоверов.
Устройство подвески автомобиля
Как вы уже поняли, дизайн сильно зависит от типа. Но основные элементы разных подвесок схожи. Итак, какая подвеска у автомобиля.
Эластичные элементы. Они смягчают удары от ударов, которые передаются на тело. Чаще всего это рессоры или рессоры — эластичные металлические полоски (или пакет таких полосок), которые под нагрузкой изгибаются. Также можно использовать торсионы — стержни, которые одним концом крепятся к корпусу, а другим — к рычагу. При работе подвески они не гнутся, как пружины, а упруго закручиваются.
Амортизаторы. Многие считают, что они также компенсируют удары. Но на самом деле назначение у них другое: это демпфер, предназначенный для гашения колебаний кузова на рессорах или рессорах при проезде неровностей. Это достигается за счет нелинейного сопротивления амортизатора — чем быстрее движется тело, тем большее сопротивление он оказывает. Изношенная пружина увеличивает нагрузку на амортизатор, и наоборот.
Рычаги. Как мы выяснили, в подвеске одного колеса их несколько. Рычаги соединяют ступицу в сборе (или поворотный кулак) с кузовом или рамой. Длина, конфигурация и расположение точек крепления рычагов определяют геометрию и кинематику подвески.
Тихие блоки. Их еще называют резинометаллическими петлями, потому что они состоят из металлической втулки и эластичного резинового элемента. Задача сайлентблоков состоит в том, чтобы придавать некоторое перемещение рычагам в одном направлении (обычно вокруг оси сайлентблока) и ограничивать их в других.
Шарикоподшипники. Шарниры, которые чаще всего используются в передней подвеске. В отличие от сайлентблоков они позволяют колесам не только двигаться вверх-вниз, но и поворачиваться, причем на большие углы.
Подрамник. Элемент независимой подвески, к которому можно прикрепить рычаги. При этом он сам жестко прикручен к кузову или через собственные резинометаллические шарниры, которые дополнительно гасят вибрации колес на неровной дороге.
Анти-ролл-бар. Еще одна деталь, характерная для независимых подвесок. Это тяга, соединенная с рычагами колес на оси и с кузовом. При проезде неровностей он практически не работает, а вот в поворотах, скручиваниях выступает дополнительным упругим элементом, уменьшающим крены кузова.
Что такое пневматическая подвеска
Это не отдельный вид, а лишь подвид вышеупомянутых подвесок, для которых характерны упругие элементы. В «пневматике» вместо пружин используются пневмоцилиндры для компенсации ударов колес. Он также может быть зависимым или независимым. В отличие от пружин, газовые баллоны имеют нелинейные свойства сжатия — за счет этого можно сделать подвеску более комфортной (особенно на хорошей дороге). Поэтому им комплектуются в основном представительские автомобили. Другая сторона медали – надежность. Резина цилиндров менее защищена от внешних воздействий, и повреждение одного из них фактически лишает автомобиль возможности двигаться самостоятельно. А ремонт пневмоподвески намного дороже.
Подвеска автомобиля
Назначение и типы подвесок
Подвеска — это совокупность механизмов и устройств, соединяющих несущую систему (раму или кузов) автомобиля с колесами. Подвеска предназначена для обеспечения плавного хода автомобиля и повышения безопасности движения.
Плавностью хода называют свойство автомобиля гасить динамические воздействия, передаваемые на колеса от неровностей дороги во время движения. Кроме того, обеспечивая постоянный контакт колес с дорогой, подвеска повышает безопасность движения, так как отрыв колес (или даже одного колеса) от дорожного покрытия может привести к потере управления автомобилем.
Через подвеску вес автомобиля переносится на колеса и распределяется между ними. При этом удары и толчки, возникающие при движении по неровностям дороги, в первую очередь передаются на элементы подвески, а уже через них на несущую систему автомобиля.
Наличие подвески обеспечивает возможность вертикального перемещения колес по отношению к кузову автомобиля.
Составные элементы подвески
Подвеска делит все массы автомобиля на две части: подрессоренную и неподрессоренную.
Подвесные относятся к массам частей автомобиля, опирающихся на подвеску. К подрессоренным массам автомобиля относятся кузов, рама и размещенные на них механизмы.
Неподрессоренные массы — массы частей автомобиля, лежащих между подвеской и дорогой — колес, осей, тормозов и т д.
В подвеску входят:
- упругие элементы, гасящие толчки и толчки, возникающие при движении автомобиля по неровностям дороги;
- демпфирующие элементы, предназначенные для быстрого гашения колебаний, возникающих в результате работы упругих элементов при проезде колес по дорожным неровностям;
- направляющие устройства, определяющие характер движения колес по отношению к автомобилю и дорожной опорной системе, а также передающие продольные и поперечные усилия, возникающие между колесами и кузовом автомобиля;
- устройства стабилизации, уменьшающие боковой крен и боковые угловые колебания кузова на виражах и на спусках.
К упругим элементам подвески могут относиться рессоры, рессоры, торсионы, пневматические рессоры, а также различные демпфирующие элементы, например, из резиновых материалов.
К демпфирующим элементам относятся амортизаторы различной конструкции.
Устройствами управления являются рычаги и реактивные тяги. Часто роль управляющего элемента выполняет сама пружина. Мостовые балки также следует отнести к элементам управления, но по устоявшимся определениям они относятся к другим узлам автомобиля.
Иногда стабилизирующие устройства могут выполнять часть функций упругих элементов подвески.
Устройство стабилизации 4 (рис. 1) или стабилизатор крена представляет собой дополнительный упругий элемент в подвеске автомобиля и представляет собой упругий стержень, установленный поперек автомобиля. Средняя часть такого стабилизатора связана с корпусом, а концы — с органами управления 1 — рычагами подвески.
С боковыми роликами концы стабилизатора двигаются в разные стороны: один идет вниз, другой вверх. В результате центральная часть стабилизатора закручивается, тем самым предотвращая крены и боковые колебания кузова.
Типы автомобильных подвесок
Подвеска автомобиля классифицируется по различным определяющим показателям.
В зависимости от типа управляющего устройства различают независимую и зависимую подвески, а зависимые подвески, в свою очередь, делятся на автономные и балансировочные.
По типу используемых упругих элементов различают рессорные, рессорные, торсионные, пневматические, гидропневматические и комбинированные подвески.
По наличию в конструкции демпфирующего устройства подвески бывают с амортизаторами и без амортизаторов.
По используемым стабилизаторам различают суспензии со стабилизаторами и без них.
Принципиальная схема работы подвески автомобиля
Крутящий момент Мк на ведущих колесах создает между ними и дорогой силу тяги Рт, что приводит к возникновению силы тяги Рх. Толкающее усилие передается на кузов через направляющее устройство (рычаг), и при возникновении толчков из-за неровностей дороги упругий элемент 1 (в данном случае пружина) 2 деформируется, смягчая эти толчки. Таким образом, колесо движется в вертикальной плоскости вокруг точек О1 и О2.
Чтобы после сжатия пружины кузов вместе с гашением колебаний и долго не раскачивался, между кузовом и балкой моста установлен амортизатор. Поршень амортизатора, прикрепленный через шток к кузову, движется с сопротивлением в цилиндре, прикрепленном к мосту, что приводит к быстрому гашению колебаний кузова.
Кинематическая схема подвески определяет характер связи отдельных колес друг с другом и с рамой автомобиля, а также кинематику движения колес относительно рамы. В зависимости от этого подвески делятся на зависимые и независимые.
При зависимой подвеске (рис. 2, а) колеса расположены на общей оси и колебания одного колеса в вертикальной или горизонтальной плоскостях неизбежно вызывают колебания другого колеса, так как между ними существует жесткая кинематическая связь.
При независимой подвеске (рис. 2, б) каждое колесо автономно связано с кузовом или рамой с помощью рычагов или отдельных соединительных элементов, причем движение одного колеса не вызывает значительного перемещения другого.
Для трехосных автомобилей наиболее характерна автономная зависимая подвеска передних колес (рис. 3) и зависимая балансирная подвеска колес на средней и задней осях.
При балансировочной подвеске средний и задний мосты образуют балансирующую тележку, которая может качаться с помощью рессор на оси 2 (принцип детского качания), благодаря чему все колеса находятся в постоянном контакте с дорогой, даже если автомобиль движется по неровной дороге. Это обеспечивает высокую проходимость автомобиля и хороший контакт всех колес грузовика с дорогой.
Из чего состоит подвеска автомобиля
- Основные функции подвески
- Варианты подвесок
- Основные группы элементов
- Для чего предназначена каждая группа
- Видео
Подвеска любого современного автомобиля – это особый элемент, выполняющий роль переходного соединения между дорогой и кузовом. И это включает в себя не только передний и задний мосты и колеса, но и целый набор механизмов, деталей, рессор и различных узлов.
Для проведения профессионального ремонта автомобилист должен знать, из чего состоит подвеска автомобиля. В этом случае он может быстро обнаружить неисправность, заменить деталь или устранить неисправность.
Основные функции подвески
Подвеска любого современного автомобиля призвана выполнять несколько основных функций:
- Соединение осей и колес с основной несущей системой — рамой и кузовом.
- Передача крутящего момента от двигателя и мощности коренных подшипников.
- Обеспечьте необходимое плавное движение.
- Сгладить дорожные неровности.
Все производители работают над повышением экономичности, надежности и долговечности подвески, внедряя более совершенные решения.
Разновидности подвесок
Классические автомобильные подвески давно ушли в прошлое. Сейчас эти системы стали более сложными. Существует два основных варианта:
- Зависимый.
- Независимый.
Подавляющее большинство автомобилей оснащены независимой подвеской. Это позволяет добиться большего комфорта и безопасности. Суть этой конструкции в том, что колеса, расположенные на одной оси, никак жестко не связаны друг с другом. Благодаря этому, когда одно колесо наезжает на какую-то неровность, другое не меняет своего положения.
В случае зависимой подвески колеса соединены жесткой балкой и фактически представляют собой монолитную конструкцию. В результате пара движется синхронно, что не очень практично.
Основные группы элементов
Размещение элементов подвески
Как уже было сказано, современная подвеска представляет собой сложную систему, в которой каждый элемент выполняет свою задачу, а каждая деталь, узел или узел может иметь несколько функций одновременно. Перечислить все элементы очень сложно, поэтому специалисты обычно выделяют определенные группы:
- Элементы, обеспечивающие эластичность.
- Элементы управления.
- Ослабляющие элементы.
Для чего предназначается каждая из групп
Упругие элементы предназначены для сглаживания вертикальных сил, возникающих из-за неровностей дороги. Элементы управления непосредственно отвечают за связь с несущей системой. Амортизаторы гасят любые вибрации и обеспечивают комфортную езду.
Пружины являются наиболее важным упругим элементом. Они гасят удары, вибрации и отрицательные вибрации. Пружина представляет собой большую и мощную пружину, отличающуюся высоким сопротивлением.
Одним из основных элементов подвески являются амортизаторы, выполняющие амортизирующие функции. Они состоят из:
- верхняя и нижняя проушины предназначены для крепления всего амортизатора;
- защитное покрытие;
- цилиндр;
- хранилище;
- поршни клапанов.
ПОЧЕМУ СКРИПИТ ЗАДНЯЯ ПОДВЕСКА (ЗАДНЯЯ БАЛКА И САЙЛЕНТБЛОКИ), ОБЪЯСНЯЕМ ПРИРОДУ СКРИПА #Shorts
Что такое подвеска современного автомобиля и ее назначение? Во-первых, это набор отдельных узлов и агрегатов, выполняющих роль посредника между дорожным покрытием и самим автомобилем. Именно эта система кардинально решает проблему выравнивания, или «гашения», вибраций, вызванных неровностями дороги. Кроме того, подвеска автомобиля, схема которой представлена ниже, обеспечивает надежную связь между кузовом автомобиля и колесами.
Функциональное назначение подвески можно сформулировать следующим образом: осуществление устойчивой связи кузова автомобиля с колесами при минимизации влияния колебательных процессов, вызванных неровностями дороги.
Устройство подвески автомобиля
Подвеска современного автомобиля представляет собой достаточно технически сложную систему, состоящую из следующих узлов и агрегатов:
Эластичные элементы. Компоненты системы, обладающие особыми физическими свойствами и плавно передающие нагрузку с дороги на кузов. Они делятся на неметаллические (резиновые, пневматические, гидропневматические) и металлические части (торсионы, рессоры, пружины.
Амортизаторы, или «гасящие» устройства, функциональное назначение которых состоит в эффективном выравнивании колебательных движений кузова автомобиля, получаемых из упругих элементов. Они могут быть пневматической, гидравлической или гидропневматической конструкции.
Рулевые элементы представляют собой системные звенья, которые не только обеспечивают надежную связь между кузовом и подвеской, но и задают положение колес по отношению к кузову и наоборот. К ним относятся ряд рычагов, как поперечных, так и продольных.
Стабилизаторы поперечной устойчивости, выполненные в виде упругого металлического стержня, соединяющего кузов автомобиля с подвеской. Основная функция этого элемента – противодействовать увеличению угла крена автомобиля, возникающему во время движения.
Колесные опоры, или специальные поворотные кулаки, предназначенные для поглощения, а затем распределения нагрузок от колес на подвеску.
Элементы крепления отдельных деталей, узлов и узлов в системе. Они выполнены в виде жестких болтовых соединений, шаровых шарниров (опор) или составных звуковых блоков.
Основные варианты подвески
Подвеска автомобиля, конечно же, является прерогативой производителя. Однако в настоящее время существует несколько основных (наиболее распространенных) вариантов подвесных систем, отличающихся конструкцией элементов управления:
Зависимая подвеска
Основным конструктивным элементом подвески этого типа является жесткая балка, выполняющая роль неразрезного моста между колесами (правым и левым). Характерной чертой этого элемента является зависимость (передача движения в поперечной плоскости) одного колеса от другого. Современные производители используют этот тип подвески на легких грузовиках, коммерческом транспорте, а также в качестве задней подвески на некоторых моделях внедорожников.
Чаще всего используется зависимая подвеска, оснащенная рычагами управления или на основе продольных рессор.
Видео — Подвеска автомобиля (ходовая часть)
Независимая подвеска
Эта автомобильная подвеска, устройство которой предполагает независимость правого и левого колес автомобиля друг от друга, отличается повышенными амортизационными качествами, что обеспечивает плавность хода. Это привело к его довольно успешному использованию в качестве передней и задней подвески легковых автомобилей.
Основой независимой подвески являются амортизаторы, или «гасящие» устройства. В настоящее время широко применяются пневматические (газовые), гидропневматические (газомасляные) и гидравлические (масляные) амортизаторы.
Активная подвеска
Третий вариант, имеющий более сложную конструкцию, представляет собой активную подвеску автомобиля, в схему которой заложена возможность изменения технических параметров в зависимости от условий эксплуатации автомобиля. Эти возможности реализуются за счет специализированной электронной системы управления.
Список параметров, которые можно изменить:
степень жесткости упругих элементов;
уровень затухания «средств пожаротушения;
длина элементов управления;
степень жесткости поперечных балок.
https://redmotor.ru/podveska-avtomobilja-ustrojstvo-i-principy-raboty/