Какие детали бывают в подвеске автомобиля
Про амортизаторы и пружины мы уже рассказывали в отдельных материалах, поэтому в списке их не будет. Поговорим об остальных деталях.
Подрамник — основа конструкции независимой подвески, самая большая и тяжелая деталь. К подрамнику крепятся рычаги, кулаки и различные опоры. Также на нем расположена рулевая рейка и стабилизатор.
Балка — основа конструкции зависимой подвески. К ней крепятся тормозные механизмы, амортизаторы и ступицы колес. Если у автомобиля привод на эту ось, то вместо балки будет мост.
Поворотный кулак — деталь сложной формы, к которой крепится ступица колеса, а также рычаги подвески. На поворотный кулак устанавливаются также тормозные суппорты, а рулевые наконечники тянут за эту деталь и обеспечивают поворот колес автомобиля.
Рычаги. Главная связующая деталь в подвеске. Они отвечают за направление движение колеса и задают его траекторию.
Рычаги делают из железа или алюминия. Алюминиевые легче, но менее надежны — в них легко сорвать резьбу, а еще они ломаются при сильном ударе. Железный рычаг в таком случае, скорее всего, погнется.
Шаровые опоры — металлические шарниры в специальной резиновой обойме. С их помощью соединяют некоторые элементы подвески. Например, рычаги с подрамником или рычаги с поворотным кулаком.
Когда автомобиль проезжает неровности, колесо перемещается относительно кузова вверх или вниз. Благодаря шаровым опорам оно может ограниченно перемещаться в вертикальной плоскости и почти не меняет своего положения в горизонтальной — по крайней мере относительно других деталей подвески.
Шаровые опоры используют не только в рычагах: они также установлены в рулевых наконечниках и в стойках стабилизатора. Фото: 1989studio / Shutterstock
Сайлентблоки — упругие шарниры. Они нужны, чтобы гасить удары и вибрации. Если собрать всю подвеску на шаровых опорах, то управляемость будет прекрасна, но о комфорте придется забыть. Эту проблему решают сайлентблоки.
Конструктивно это два металлических цилиндра и связующий упругий материал между ними — резина или полиуретан. Сайлентблок ставится в местах соединений рычагов с другими элементами подвески там, где нужно ограниченное движение в трех плоскостях.
Сайлентблок может меняться отдельно от рычага или только вместе с ним, тогда ремонт будет значительно дороже. Фото: Tatiana_Khlopkova / Shutterstock
Стабилизаторы поперечной устойчивости работают на скручивание, почти как торсион. Но торсион работает всегда, вместо пружины, а стабилизатор — только когда появляется разность между высотой колес на одной оси. Если на препятствие наезжает только одно колесо, стабилизаторы будут скручиваться, чтобы выровнять кузов. С ними машина меньше кренится, водителя и пассажиров меньше кидает в стороны, управлять ей комфортнее.
В очень редких случаях стабилизатора на одной из осей может вообще не быть, но это больше характерно для зависимых подвесок.
Конструктивно это железный пруток сложной формы толщиной около 20 мм. В современных автомобилях высокого класса стабилизатор может быть активным и управляться электроникой — его жесткость не постоянна. При проезде неровностей стабилизатор мягче, а в поворотах, наоборот, становится более жестким. Это позитивно влияет и на комфорт, и на управляемость.
У стабилизатора обычно 4 точки опоры — две ближе к центру, через резиновые втулки, и две ближе к колесу, через шаровые опоры. Фото: RoClickMag / Shutterstock
Независимая подвеска
Независимая подвеска отличается тем, что колеса одной оси между собой не связаны и движение одного из них не оказывает никакого влияния на другое. По сути, в этом типе для каждого колеса предусмотрен свой комплект составляющих частей – упругой, демпфирующей, направляющей. Между собой эти два комплекта практически не взаимодействуют.
Стойки Макферсона
Разработано было несколько типов независимой подвески. Одним из самых популярных видов является подвеска МакФерсона (она же – «качающаяся свеча»).
Особенность этого вида заключена в использовании так называемой амортизационной стойки, которая выполняет одновременно три функции. В состав стойки входит и амортизатор, и пружина. В нижней части этот составной элемент подвески крепиться к ступице колеса, а вверху посредством опор – к кузову, поэтому он помимо принятия и гашения колебаний еще и обеспечивает крепление колеса.
Устройство газомасляной стойки MacPherson
Также в конструкции имеется еще одни компоненты направляющей системы – поперечные рычаги, в задачу которых входит помимо обеспечения подвижного соединения колеса с кузовом еще и предотвращение его продольного перемещения.
Для борьбы с кренами кузова во время движения в конструкции подвески используется еще один элемент – стабилизатор поперечной устойчивости, который является единственным связующим звеном между подвесками двух колес одной оси. По сути, этот элемент является торсионом и принцип его работы основан на возникновении противодействующей силы при скручивании.
Подвеска со стойками МакФерсона является одной из самых распространенных и может использоваться как на передней, так и задней оси.
Она отличается сравнительно компактными размерами, простотой конструкции и надежностью, за что и получила популярность. Недостатком же ее является изменение угла развала при значительном ходе колеса относительно кузова.
Рычажный тип
Рычажные независимые подвески – тоже достаточно распространенный вариант, применяемые на автомобилях. Этот тип делится на два вида – двухрычажную и многорычажную подвески.
Конструкция двухрычажной подвески сделана так, что амортизационная стойка выполняет только свои прямые задачи – гасит колебания. Крепление же колеса полностью лежит на управляющей системе, состоящей из двух поперечных рычагов (верхнего и нижнего).
Двухрычажная подвеска
Используемые рычаги имеют А-образную форму, что обеспечивает надежное удержание колеса от продольного перемещения. К тому же они разной длины (верхний – короче), благодаря чему даже при значительных передвижениях колеса относительно кузова, угол развала не меняется.
В отличии от «МакФерсона» двухрычажная подвеска более габаритна и металлоемка, хотя чуть большее количество составных частей на надежности не сказывается, но она несколько сложнее в обслуживании.
Многорычажный тип, по сути, является доработанной двухрычажной подвеской. Вместо двух А-образных в ее конструкции используется до 10 поперечных и продольных рычагов.
Многорычажная подвеска
Такое конструктивное решение оказывает положительное влияние на плавность хода и управляемость авто, сохранности углов положения колеса во время работы подвески, но при этом она более дорогостоящая и сложная в обслуживании. Из-за этого по применяемости она уступает стойкам МакФерсона и двухрычажному типу. Ее можно встретить на более дорогостоящих авто.
Принцип работы
Устройство подвески автомобиля – это самостоятельное конструкционное решение производителя. Существует несколько типологий подвески автомобиля: их различает критерий, положенный в основу градации.
В зависимости от устройства направляющих элементов выделяются наиболее распространенные типы подвески: независимая, зависимая и полунезависимая.
Зависимый вариант не может существовать без одной детали — жесткой балки, входящей в состав моста автомобиля. При этом колеса в поперечной плоскости перемещаются параллельно. Простота и эффективность конструкции обеспечивает ее высокую надежность, не допуская развала колес. Именно поэтому зависимая подвеска активно применяется в грузовых автомобилях и на задней оси легковых.
Схема независимой подвески автомобиля предполагает автономное существование колес друг от друга. Это позволяет повысить амортизационные характеристики подвески и обеспечить большую плавность хода. Данный вариант активно применяется для организации как передней, так и задней подвески на легковых автомобилях.
Полунезависимый вариант состоит из жесткой балки, закрепленной на кузове с помощью торсионов. Данная схема обеспечивает относительную независимость подвески от кузова. Характерный ее представитель – переднеприводные модели ВАЗ.
Вторая типология подвесок основывается на конструкции гасящего устройства. Специалисты выделяют гидравлические (масляные), пневматические (газовые), гидропневматические (газо-масляные) устройства.
Определенным особняком стоит так называемая активная подвеска. Ее схема включает в себя вариативные возможности – изменение параметров подвески при помощи специализированной электронной системы управления в зависимости от условий движения автомобиля.
Наиболее распространенными изменяемыми параметрами являются:
- степень демпфирования гасящего устройства (амортизаторного устройства);
- степень жесткости упругого элемента (например, пружины);
- степень жесткости стабилизатора поперечной устойчивости;
- длина направляющих элементов (рычагов).
Активная подвеска представляет собой электронно-механическую систему, существенного увеличивающую стоимость автомобиля.
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
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.
- Стабилизатора поперечной устойчивости, или «качающейся свечи». Крепится к кузову шарниром и имеет свойство качаться при вертикальном движении колеса.
- Блока (пружинного элемента и амортизатора телескопического типа);
- Рычага.
История появления
Попытки сделать передвижение транспортного средства мягче и комфортнее предпринимались еще в каретах. Изначально оси колес жестко крепились к корпусу, и каждая неровность дороги передавалась сидящим внутри пассажирам. Повысить уровень комфорта могли лишь мягкие подушки на сиденьях.
Первым способом создать упругую «прослойку» между колесами и кузовом кареты стало применение эллиптических рессор. Позже данное решение было позаимствовано и для автомобиля. Однако рессора уже стала полуэллиптической и могла устанавливаться поперечно. Автомобиль с такой подвеской плохо управлялся даже на небольшой скорости. Поэтому вскоре рессоры стали устанавливать продольно на каждое колесо.
Развитие автомобилестроения повлекло и эволюцию подвески. В настоящее время насчитываются десятки их разновидностей.
Конструктивные особенности основных узлов
Несмотря на разнообразие существующих типов, все они практически состоят из трех основных узлов: упругих и направляющих элементов, а также амортизаторов. Упругие элементы реагируют и передают вертикальные силы реакции дорожного покрытия, которые возникают в результате наезда колеса на неровность дороги.
С помощью направляющих элементов задается характер движения колес автомобиля, а также связь их между собой и несущей частью, передаются боковые и продольные силы и моменты. С помощью амортизаторов гасятся колебания несущей системы, которые возникают при взаимодействии колес и дороги.
Упругие элементы и амортизаторы
В настоящее время подвеска автомобиля старой конструкции и современного авто отличается, прежде всего, тем, что в старых автомобилях на рессорах, последние реализуют практически функции всех трех элементов. Многолистовая рессора является упругим элементом, так как воспринимает нормальную (вертикальную) реакцию взаимодействия с дорогой.
Многолистовая рессора
Одновременно она воспринимает продольные и боковые силы, являясь, таким образом, направляющим элементом. Их также можно считать примитивными фрикционными амортизаторами из-за трения между листами. В подвеске современного автомобиля каждый отдельный элемент конструкции имеет свое предназначение, что позволяет жестко регулировать характер движения колес, обеспечивая при этом управляемость и устойчивость автомобиля.
Типы независимых подвесок
Подвеска с качающимися полуосями
В такой подвеске применяется две полуоси вместо одной. Каждая ось закрепляется на шасси с помощью шарнира, благодаря чему обеспечивается перпендикулярное положение колеса по отношению к полуоси. Помимо этого, при поворотах боковые силы подвески могут подбрасывать машину, из-за чего страдает устойчивость автомобиля. Чаще всего этот вид подвески используется для грузовых машин.
Подвеска на продольных рычагах
Этот тип подвески заключается в том, что каждое колесо на одной оси с обеих сторон прикрепляется к рычагу, намертво закрепленного на раме. При использовании этой подвески может изменяться колесная база, но колея остается такой же, как и была. Устойчивость этого типа независимой подвески автомобиля не отличается хорошими характеристиками, из-за чего колеса могут поворачиваться вместе с кузовом. Это негативно сказывается на сцеплении шин с дорогой. При движении продольные рычаги берут на себя всю нагрузку со всех направлений. По этой причине данному типу подвески не хватает жесткости и утяжеления. Плюсом подвески на продольных рычагах является возможность сделать ровный пол в машине, благодаря чему внутри увеличивается объем салона. Такая подвеска нередко применяется в производстве легких прицепов.
Подвеска Дюбоне
Этот тип независимой подвески автомобиля применялся на машинах в первой половине ХХ века. На каждом борте автомобиля был рычаг с реактивной тягой. Рычаг оказывал действие на пружину, а реактивная тяга соединялась с кожухом, в котором находилась пружина и передавала усилия при торможении. Этот тип подвески не прижился, потому как из кожуха постоянно вытекала жидкость.
Подвеска на косых рычагах
Данный тип подвески – это всего лишь усовершенствованная подвеска на продольных рычагах. Она используется для ведущей оси. Конструкция подвески делает минимальной вероятность изменения ширины между колесами, а также оказывает влияние кренов на наклон колес. Когда во время поворота усиливается подача топлива, задняя часть машины немного приседает, из-за чего происходит развал передних колес. Когда уменьшается подача топлива, передняя часть становится ниже, а задняя часть машины поднимается.
Подвеска на двойных поперечных рычагах
С каждой стороны подвески есть два рычага, которые крепятся на раму внутри на эластичном креплении. Снаружи они соединяются со стойкой колеса. Преимущество данного типа подвески в том, что у Вас есть возможность отрегулировать все необходимые параметры и ее характер во время работы. Эта подвеска очень популярна на спорткарах, потому как на ней можно отрегулировать:
- Высота центров крена;
- Ширину колеи;
- Развал колес;
- Продольные и поперечные показатели;
В данном типе подвески имеется направляющая стойка и дополнительный нижний рычаг. Это позволяет качаться, когда работает верхний шарнир. Макферсон – это продолжение свечной подвески. Поворотный кулак скользит вверх и вниз по раме направляющей, которая обеспечивает поворот. Тип подвески макферсон очень популярен, потому как подвеска этого типа проста, компактна и недорогая.
Многорычажная подвеска
Многорычажная подвеска – это подвид подвески на двойных поперечных рычагах. Они применяются на машинах с задним приводом. Долгое время ее использовали спереди, но потом конструкторы смогли повысить управляемость и устойчивость машины. В новой подвеске уже не было ввинчивания.
Чем же они отличаются и какую выбрать
Из-за отличия в конструкции подвесок они имеют следующие различия:
- в зависимой конструкции пары колес имеют жесткое соединение, для независимой подвески характерно самостоятельное поведение колес на неровностях;
- зависимая система имеет мост, она обладает большой неподрессорной массой;
- независимая конструкция требовательна к размеру колес, так как они имеют большое влияние на поведение машины в дороге;
- независимая подвеска требовательна к максимальным отклонениям, её центр должен всегда находиться выше уровня дорожного полотна;
- зависимая конструкция имеет больший риск опрокидывания при попадании в глубокую яму, на это влияет жесткая сцепка пар колес.
Выбирая автомобиль с одним из указанных типов конструкции, следует знать, в каких условиях будет эксплуатироваться машина каждый день. Для бездорожья больше подойдет зависимая подвеска. В обслуживании такой тип неприхотлив, он не требует дорого ремонта.
В остальных вариантах движения лучше будет в машине с независимой подвеской. Обслуживание, а также ремонт такой трансмиссии стоит дороже, но это оправдывает уровень комфорта во время поездок. Но с таким типов лучше выбирать городские или шоссейные дороги высокого качества.
Какой у вас образ жизни? Для городских улиц ничто не заменит “многорычажку” с мягким ходом, а также плавными поворотами. Для загородных поездок, которые сталкиваются с бездорожьем, незаменимой будет зависимая конструкция.
Автомобильный двигатель, его виды
Сердцем авто, его главным узлом является двигатель. Именно эта часть автомобиля создаёт крутящий момент, который передаётся на колёса, заставляя машину перемещаться в пространстве. Сегодня существуют следующие основные виды автодвигателей:
- ДВС или двигатель внутреннего сгорания, который для получения механической энергии использует энергию сжигаемого в его цилиндрах топлива;
- электродвигатель, работающий от электрической энергии аккумуляторных батарей или водородных элементов (автомобили на водородных элементах сегодня уже имеются у большинства ведущих автостроительных компаний как опытные образцы и даже имеются в мелкосерийном производстве);
- гибридные двигатели, соединяющие в одном агрегате электродвигатель и ДВС, соединительным звеном между которыми выступает генератор.
Он являет собой комплекс механизмов, которые преобразуют тепловую энергию сгорающего в его цилиндрах топлива в механическую
По типу сжигаемого топлива все ДВС делятся на следующие разновидности:
- бензиновые;
- дизельные;
- газовые;
- водородные, в которых топливом выступает жидкий водород (устанавливаются лишь на опытных моделях).
По конструкции ДВС бывают:
- поршневые;
- роторно-поршневые;
- газотурбинные.
5 способов смягчения подвески машины
Мягкая система подрессоривания – не каприз, а необходимость: длительные поездки по ямам и ухабам скоро отзываются усталостью и болью в пояснице водителя. Автовладельцы накопили немалый опыт, как сделать подвеску автомобиля мягче. Предлагаем рассмотреть 5 действенных методов.
Подвеска и ходовая часть автомобиля
Замена шин или уменьшение давления
Поработайте с покрышками. Можно, не вкладывая ни копейки, просто стравить воздух, снизить давление в шинах. При этом вас ожидает:
- повышенный расход горючего;
- худшая управляемость машиной;
- частая замена покрышек из-за ускоренного износа;
- длинный тормозной путь.
Замена или обрезка пружин амортизатора
Доработка пружин амортизатора вызывает постоянные споры. Гаражные умельцы предлагают резать или менять элементы. Но профессионалы против обоих способов. В автосервисе, однако, на вашем авто без проблем укоротят пружины или предложат более мягкую деталь с переменным шагом витков.
Поддавшись соблазну, вы столкнетесь со следующими проблемами:
- центр тяжести силового каркаса сместится, а значит, упадет управляемость;
- посадка авто уменьшится, поэтому нагружать машину, как раньше, не получится: вы будете задевать днищем дорогу;
- укороченная пружина не сможет держать кузов (часто элементы даже слетают со своего места);
- преодолевая выбоины на высокой скорости, можно повредить двигатель и другие компоненты ходовой.
Новую, более мягкую пружину подобрать нетрудно, но работа подвески станет рваной: возможны пробои.
пневматическая подвеска автомобиля
Замена амортизаторов
Стойки амортизаторов гасят колебания кузова. И сильно разнятся по конструкции и степени сжатия (рабочему ходу). Поэтому к штатной пружине нужно подбирать амортизаторы с определенными рабочими параметрами.
Перестаравшись с мягкостью, вы добьетесь того, что машину будет болтать на малейших выбоинах. При покупке стойки сделайте выбор в пользу масляного типа элемента.
Установка легкосплавных дисков
В погоне за смягчением движения рассмотрите неплохой (но недешевый) вариант – легкосплавные диски. Эффектные внешне литые детали легче стальных. Вы снизите неподрессоренную массу автомобиля: это не сделает подвеску неубиваемой, но добавит плавности хода (на кардинальный результат не рассчитывайте).
Единственный недостаток – неремонтопригодность литых колес. От удара они не гнутся, а трескаются. Поэтому восстановить легкосплавные диски невозможно.
Установка пневматической подвески
Полностью модернизированная, работающая по иному принципу пневмоподвеска действительно практически неубиваемая. Механизм на пневматических упругих баллонах (хотя есть и другие варианты) доставляет беспримерное удобство экипажу автомобиля и при этом повышает безопасность езды.
Прогрессивную конструкцию невозможно устанавливать на малолитражках, а цена на узел начинается со 100 тыс. руб. Два этих обстоятельства сильно ограничивают аудиторию желающих путешествовать с комфортом.
Часто от владельцев автомобилей различного класса, можно услышать, что подвеска их железного коня – жесткая, кто-то говорит дубовая. Чувствуется буквально каждая мелкая неровность (кочка или ямка). Комфорт в салоне такого авто снижен, и постоянно в голове летает такая мысль – как сделать ее мягче? Чтобы как говорится — позвоночник не осыпался на сидение. И вот тут в интернете появляется огромное количество советов, которые иногда просто поражают своей неграмотностью. Сегодня завинчиваем мифы, а также подумаем над реальными способами сделать подвеску комфортнее …
Что в итоге
Как видно, инженеры для каждой модели авто моделируют и настраивают подвеску таким образом, чтобы получить лучшее сочетание управляемости, комфорта, безопасности и срока службы деталей. По этой причине четко определена длина пружин, их жесткость, вид амортизаторов и длина хода, конструкция рычагов, стабилизаторов и т.д.
Если же в подвеску внести изменения для повышения уровня комфорта в ущерб жесткости, следует учитывать, что можно потерять в управляемости и устойчивости. Также более активным может быть и сам износ деталей подвески, так как энергоемкость изменяется.
Напоследок отметим, что повышенная жесткость подвески является обязательной для спортивных и мощных автомобилей. Только жесткая подвеска обеспечивает наилучшую устойчивость, эффективное торможение, острое рулевое управление и более предсказуемое поведение авто на дороге. Сочетание таких свойств позволяет водителю практиковать спортивный стиль езды.
В свою очередь, мягкая подвеска больше подходит для спокойной и неспешной езды, так как общая маневренность такого автомобиля значительно проигрывает аналогам с более жестко настроенной подвеской. При этом даже комплексные доработки зачастую не позволяют сохранить желаемый комфорт на прежнем уровне и одновременно улучшить устойчивость и управляемость автомобиля.