Виды подвесок легковых автомобилей

Подвеска Мак-Ферсон

Устройство подвески Мак-Ферсон

Она имеет целый ряд преимуществ над другими схемами, важнейшие из которых – компактность, легкость и простота конструкции, а стало быть, низкая стоимость самой подвески в изготовлении (что немаловажно для производителя) и ремонте (что уже небезразлично владельцу автомобиля). Судите сами: на каждое колесо приходится всего по одному рычагу

А это – минимум сайлент-блоков и шаровых опор, то есть, минимум веса и максимум надежности. Нет необходимости в погоне за снижением неподрессоренных масс использовать алюминий и прибегать к другим ухищрениям. Через сайлент-блоки поперечный рычаг крепится к подрамнику (поперечной балке), через шаровую опору он соединен с поворотным кулаком колеса.

Роль верхнего рычага выполняет сам кузов автомобиля, к которому крепится амортизационная стойка (амортизатор плюс пружина). Для переднеприводных автомобилей особо малого и малого классов такая конструкция еще долго будет оставаться актуальной, хотя бы даже из-за ее компактности, но при конструировании моделей более высоких классов от схемы McPherson постепенно отказываются.

Основная причина – в неидеальной кинематике, которую задает колесу подвеска. Кроме того, это ограниченный комфорт при движении. Ведь все удары, приходящиеся на колесо, в той или иной степени передаются через верхнюю опору амортизатора и на кузов, снижая ездовой комфорт. Но хуже то обстоятельство, что при сильных ударах и сам амортизатор, и кузов оказываются уязвимыми, что потенциально грозит их преждевременным износом или даже разрушением.

Неисправности и обслуживание подвески авто

Несмотря на то, что производители активно улучшают износостойкость оборудования, из-за плохого состояния дорог их усилия сводятся на «нет» и водители сталкиваются с таким проблемами, как:

  1. Деформация рычагов подвески. Причиной такого рода поломки можно назвать низкое качество материала, из которого изготовлена деталь. Проявляется, как правило, при наезде на высокое препятствие или наоборот, въезде в глубокую яму. При достаточно серьезной поломке, появляется характерная вибрация от работы двигателя. Обслуживание на СТО заключается в снятии деформированного рычага, замене вышедших из строя деталей или полной замене оборудования.
  2. Изменение углов установки передних колес. Зачастую это происходит в результате изнашивания шарниров передней подвески и приводит к ухудшению вращения колес, чрезмерному расходу топлива. При такой поломке помогает регулировка развала схождения.
  3. Износ или поломка амортизатора, нарушение герметичности. Происходит из-за длительной работы, большой нагрузки или попадания мусора. При перемещении жидкости, неисправно работающие клапаны подвержены излишней нагрузке, что со временем приводит к их поломке — образовании течи. Использование неисправных амортизаторов может серьезно навредить транспортному средству, вплоть до разрушения деталей подвески.
  4. Поломка опоры амортизатора. Обычно происходит по двум причинам: а) в опоре изнашивается резина; б) выходит из строя подшипник. Характерным признаком поломки является стук, даже при езде по незначительным неровностям.
  5. Износ креплений подвески. Крепления можно отнести к расходному материалу, во время эксплуатации их износ неизбежен. Своевременная замена не позволит разрушениям перейти на остальные детали.

Основной причиной поломок подвески является некачественное дорожное покрытие. Кроме того, на срок службы агрегата влияет стиль вождения водителя, качество технического обслуживания или низкопробные комплектующие.

Изучив строение, принцип работы и характеристики подвески, мы можем сделать вывод, что это сложный механизм, требующий внимательного контроля и качественного обслуживания, прежде всего, в целях безопасности в пути. Подвеска оказывает огромное влияние на работу всего автомобиля и условий вождения. Классификация подвесок разнообразна, поэтому каждый сможет выбрать авто по своим критериям.

ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ ПОДВЕСКА АВТОМОБИЛЯ

Подвеска современного автомобиля представляет собой достаточно сложную в техническом исполнении систему, состоящую из следующих узлов и агрегатов:

  • Упругие элементы. Компоненты системы, обладающие специфическими физическими характеристиками и равномерно  передающие нагрузку от дороги кузову автомобиля. Подразделяются на неметаллические (резиновые, пневматические, гидропневматические) и металлические (торсионы, рессоры, пружины) детали.
  • Амортизаторы, или «гасящие» устройства, функциональное предназначение которых заключается в действенном нивелировании колебательных движений кузова автомобиля, получаемых от упругих элементов. Могут иметь пневматическое, гидравлическое или гидропневматическое конструктивное исполнение.

  • Направляющие элементы – звенья системы, не только обеспечивающие надежное соединение кузова и подвески, но и  устанавливающие положение колес относительно кузова и наоборот. К ним относят разнообразные рычаги, как поперечные, так и продольные.
  • Стабилизаторы поперечной устойчивости, выполняемые в виде упругой металлической штанги, соединяющей кузов транспортного средства с подвеской. Основная функция данного элемента – противодействие росту угла крена автомобиля, возникающего в процессе его движения.
  • Опоры колес, или специальные поворотные кулаки, предназначенные для восприятия и последующего распределения нагрузок от колес на подвеску.
  • Элементы крепления отдельных деталей, агрегатов и узлов системы. Выполняются в виде жестких болтовых соединений, шаровых шарниров (опор) или композитных сайлентблоков.

ОСНОВНЫЕ ВАРИАНТЫ ПОДВЕСКИ  

Устройство подвески автомобиля, безусловно, является прерогативой производителя. Тем не менее, в настоящее время, существует несколько основных (наиболее распространенных) вариантов систем подвески, различающиеся конструктивным исполнением направляющих элементов:

Зависимая подвеска

Основным конструктивным элементом данного типа подвески является жесткая балка, выполняющая роль неразрезного моста между колесами (правым и левым). Характерная особенность этого элемента заключается в зависимости (передаче перемещения в поперечной плоскости) одного колеса от другого.

Современные производители применяют данный тип подвески на малотоннажных грузовиках, автомобилях коммерческого предназначения, а  также в качестве задней подвески на некоторых моделях внедорожников.

Независимая подвеска  

Данная подвеска автомобиля, схема которой предполагает независимость правых и левых колес автомобиля друг от друга, характеризуется повышенными амортизационными качествами, обеспечивающими плавностью хода. Это обусловило достаточно успешное ее применение в качестве передней и задней подвески легковых автомобилей.

Активная подвеска 

Третьим вариантом, имеющим более сложное конструктивное исполнение, является активная подвеска автомобиля, схема которой включает возможность изменения технических параметров в зависимости от условий эксплуатации автомобиля. Реализуются эти возможности посредством специализированной системы электронного управления.

Перечень изменяемых параметров:

  • степень жесткости упругих элементов;
  • уровень демпфирования «гасящих» устройств;
  • длину направляющих элементов;
  • степень жесткости  стабилизаторов поперечной устойчивости.

Практическое применение теории электромагнитного поля в автомобилестроении

Но наработки, полученные в ходе конструирования магнитопланов, на данный момент абсолютно не пригодны для автомобиля. Магнитная подушка, сулящая такие преимущества, как отсутствие трения качения, малое потребление энергии и отсутствие амортизирующих узлов, требует:

  • устройства специальных дорог;
  • сводит на нет основное преимущество колесного транспорта – универсальность.

На данный момент основные усилия конструкторов направлены на усовершенствование ходовой части автомобиля путем введения электромагнитных управляющих элементов.

По замыслу исследователей, магнитная подвеска, управляемая сигналами бортового компьютера, обеспечит небывалую мягкость хода, надежное удержание на дороге, тем самым существенно повысит комфорт и уровень безопасности транспортного средства.

Принцип работы

Подвеска функционирует за счет того, что в момент наезда на неровность, перемещаются упругие элементы (например, пружины), преобразуя ударную энергию. Жесткость перемещения этих элементов контролируется, сопровождается и смягчается при помощи амортизирующих устройств. В конечном итоге, благодаря подвеске, сила удара на кузов автомобиля воздействует гораздо слабее, что обеспечивает более плавный ход транспорта.

В зависимости от уровня жесткости различают подвески:

  • Жесткие — позволяют повысить информативность и эффективность управления автомобилем, но при этом уменьшается комфорт.
  • Мягкие — обеспечивают лучшую комфортабельность при поездке, но управляемость ухудшается.

Опытные водители стараются выбрать оптимальный вариант, сочетающий лучшие качества устройства.

Помимо помощи в преодолении неровностей дорожного покрытия, подвеска участвует в прохождении поворотов и совершении бокового маневра, в разгоне и торможении.

Подвеска с косыми рычагами

Подвеска с косыми рычагами была создана для повышения характеристик управляемости автомобиля в разных дорожных условиях. Такие рычаги в подвеске устанавливаются не строго параллельно кузову, под некоторым углом. Это не позволяет колесам разъезжаться. По сравнению с подвеской на продольных рычагах такая подвеска имеет ряд преимуществ.

Подвеска с косыми рычагами на сегодняшний день практически не используется. Подвеска с двойными продольными рычагами используется в основном на автомобилях с задним приводом. Торсионы в такой подвеске заключались в массивные металлические трубы, что не позволяло их использовать в компактных легковых автомобилях. Такой тип подвески в настоящее время почти не используется.

Подвеска с двойными поперечными рычагами имеет два крепежных подвижных элемента, крепящихся к кузову. При помощи выбора длины рычагов можно добиться улучшения параметров развала колес.

Жесткость и положение элементов в такой подвеске могут меняться по команде от блоков управления автомобилем. В такой подвеске имеются пневматические баллоны и гидравлические цилиндры. Производство подвески такого типа обходится дорого и подразумевает создание сложной конструкции. Поэтому в современных автомобилях подвеска с активной системой встречается редко.

Преимущества и недостатки независимой подвески

Небольшой вес независимой подвески – это основное ее преимущество. Чем меньше вес подвески, тем более высокими являются характеристики управляемости автомобиля в разных дорожных условиях. Колебания при преодолении ям и ухабов гасятся быстрее. В зависимости от условий эксплуатации автомобиля, рабочие параметры независимой подвески можно настроить оптимальным образом.

На больших скоростях при эксплуатации независимой подвески обеспечивается высокое сцепление с дорожным полотном. Независимая подвеска автомобиля имеет сложную конструкцию, это приводит к подорожанию производства, обслуживания и ремонта подвески. Добиться повышения эксплуатационных характеристик автомобиля можно путем использования элементов тюнинга.

В современных автомобилях используется несколько видов независимой подвески, у каждого типа имеются свои недостатки и преимущества. Однако старания инженеров приводят к существенному улучшению конструкции подвески и снижению трат на ремонт и обслуживание. Обычно при создании новой модели автомобиля выбирается оптимальный тип подвески, если нет возможности использовать новый тип подвески, используется схема модернизации более ранних типов подвески. Независимые подвески получили широкое распространение за счет выпуска новых моделей внедорожников и спортивных машин.

Какие подвески бывают

В связи с особенностями конструкции подвески принято разделять на 3 вида: зависимая, независимая и полунезависимая подвеска

Зависимая подвеска

Подразумевает жесткое соединение противоположных колес, при котором перемещение одного колеса в поперечной плоскости влечет за собой перемещение другого. В состав моста автомобиля входит жесткая балка, заставляющая колеса двигаться параллельно. Изначально в качестве направляющих и упругих элементов использовались рессоры, но в современных автомобилях связующая колеса поперечина фиксируется двумя продольными рычагами и поперечной тягой.

Преимущества:

  • невысокая стоимость
  • легкость конструкции
  • высокий центр поперечного крена
  • постоянство развала и колеи

Другими словами, на ровной поверхности, не зависимо от раскачки, угол наклона колес относительно дороги не меняется, а машина имеет наилучшее сцепление с дорожным покрытием. На плохой дороге, к сожалению, это преимущество теряется, т. к. провал одного колеса влечет за собой провал и второго, в результате чего сцепление ухудшается.

Конструкция очень простая и надежная, потому широко используется для грузовых автомобилей и на задней оси легковых.

Полунезависимая

Включает в себя жесткую балку, которую торсионы удерживают на кузове. Эта конструкция делает подвеску относительно самостоятельной по отношению к кузову. Для примера можно изучить подвеску переднеприводного автомобиля ВАЗ.

Независимая подвеска

Предполагает автономную работу каждого колеса. Т.е. их перемещения не зависят друг от друга, что приводит к более плавному ходу. Независимая подвеска может быть как передней так и задней, и в свою очередь ее принято разделять на:

  • Подвеска с качающимися полуосями — основным элементом конструкции выступают полуоси. При наезде на неровности колесо всегда сохранит перпендикулярное положение относительно полуоси.
  • Подвеска с косыми рычагами — оси качания рычагов находятся под косым углом. Преимуществами такого вида прибора можно назвать уменьшение колебаний колесной базы и крена авто на поворотах.
  • Подвеска на продольных рычагах — самый простой тип, среди независимых. Каждое колесо удерживается при помощи рычага, воспринимающего боковые и продольные усилия. Обычно рычаг крепится к кузову при помощи шарниров и обладает высокой устойчивостью. Недостаток такой подвески заключается в том, что на поворотах колеса наклоняются вместе с кузовом, создавая большой крен.
  • С продольными и поперечными рычагами. Этот вид подвесок сложен в техническом плане и громоздок, поэтому слабо популярен (использовался на таких марках как Rover, Glas и т.д.).
  • С двойными продольными и поперечными рычагами.
  • Торсионно-рычажная подвеска — включает в свою конструкцию два продольных рычага и торсионную скручиваемую балку. Используется на задней оси переднеприводных автомобилей, в современном автомоделировании в основном на бюджетных китайских моделях. Преимуществом считается надежность и простота, а недостатком — излишняя жесткость, лишающая комфорта пассажиров заднего ряда.
  • Подвеска МакФерсон — самая распространенная схема передней подвески современных автомобилей. Это обусловлено небольшой шириной, легкостью и простотой конструкции. Однако у такой подвески есть и существенный минус: высокое трение в амортизаторной стойке и, как следствие, снижение фильтрации дорожных шумов и неровностей.
  • Гидропневматическая и пневматическая подвеска. Роль упругих элементов исполняют пневматические баллоны и гидропневматические элементы, объединенные в одно целое с системой гидроусилителя руля и гидравлической системой тормозов.
  • Адаптивная подвеска отличается тем, что степень демпфирования амортизаторов изменяется в зависимости от качества дорожного полотна, параметров движения и запросов водителя. Результатом можно отметить повышенную маневренность и безопасность.

Все подвески имеют свои положительные характеристики и недостатки. Некоторые до сих пор широко используются, а какие-то давно не актуальны.

Устройство передней подвески автомобиля и их название

Ходовые части переднеприводного транспортного средства служат обычно несколько десятков тысяч километров. После чего требуют замены. Определить поломку её не очень трудно, обычно появляется какое-нибудь биение или шум различного характера, который доносится из-под днища. Также при изнашивании какой-нибудь части транспортное средство хуже управляется.

Шаровая опора (шаровая) – это элемент подвески обычно работает меньше всего. На бюджетном транспортном средстве класса B срок службы её составляет в среднем 20-40 тысяч км, при аккуратной эксплуатации и взависимости от состояния дорог. Во время своей выработки сигнализирует глухими ударами. Определить неисправность можно с помощью покачивания монтировкой шаровой опоры вверх вниз. Если перемещается — люфт, значить деталь следует заменить.

Рычаг передней подвески, в котором находятся сайлент блоки, служат больше всего. Период работы на авто класса В может составлять свыше 100 000 км. При износе её слышен громкий металлический звон, так как бьется металл об металл.

Рулевая тяга и её наконечник, при изнашивании машина плохо  реагирует на повороты рулевого колеса, и появляется свободный ход руля (люфт) около нулевой зоны – колёса авто стоят прямо. Наконечники рулевых тяг могут служить 50-100 тысяч.

Гидравлическая стойка автомобиля во время износа хуже амортизирует авто во время движения по неровной дороге, и на высоких скоростях машина плохо сохраняет прямолинейное движение — движется то влево, то вправо. Во время своего выхода из строя издают пшикающие звуки, чем сильнее, тем больше изношены. Затем их них начинает течь масло. Срок службы составляет не менее 50 000 км.

Шарнир рычажных угловых скоростей (ШРУС) изнашиваются через 100 000 км. При износе слышен щёлкающий звук во время поворота. Часто на этой детали рвётся пыльник. Поэтому нужно следить за этим, если хотите избежать полной замены ШРУСа.

Подшипник передней опоры (стойки) при изнашивании слышен глухой шум, машина хуже держит прямое движение.

Втулки стабилизатора поперечной устойчивости — период службы зависит от разбитости дорог и составляет в среднем 30 000 километров. При выработке, авто на высоких скоростях плохо держит прямое направление, и управление становится менее «острым». На железного коня бывают ставят более жёсткие стабилизаторы поперечной устойчивости для того, чтобы он имел спортивное управление, и транспортное средство точнее и острее реагировало на рулевое колесо. Увеличивается диаметр поперечного сечения стабилизатора и устанавливают втулки повышенной жёсткости.   

Передняя ходовая часть переднеприводного легкового автомобиля бывает жёсткой или мягкой. Это зависит от того, на что ориентирован. Мягкая передняя подвеска устанавливается на городских автомобилях, так как прежде всего необходимо плавность хода и комфорт. Жёсткая ходовая часть устанавливается на транспортное средство с признаками спортивности, машина с ней быстрее проходит повороты и лучше управляется, но комфорта от ней не стоит ожидать. Для увеличения жёсткости передней подвески на неё устанавливается гидравлические стойки повышенной жёсткости и жёсткие пружины, которые имеют маленький ход.

Элементы ходовой части переднеприводного автомобиля изнашиваются по-разному, и срок эксплуатации зависит от большого количества факторов. Выше были приведены данные средней статистики.

Для ознакомления нажмите на ссылку

Интересные новости из Интернета

Похожие материалы:

Многорычажная подвеска

Эта конструкция может использоваться как в передней, так и в задней подвеске. Чтобы достичь оптимальной кинематики колес, и тем самым добиться лучшей устойчивости и управляемости, конструкторы используют четыре – пять рычагов. Зачем столько много? Два удерживают колесо, остальные задают необходимую кинематику. И теперь совсем не обязательно совмещать амортизатор и пружину в амортизационную стойку – некоторые конструкции подразумевают упор пружины о нижний рычаг. Правда, в этом случае разместить ШРУС крайне затруднительно, поэтому такие схемы применяются на автомобилях классической компоновки, то есть, с приводом на задние колеса. Можно подумать, что чем больше рычагов, тем лучше. В каком-то смысле это так. Но при этом конструкция становится сложнее, дороже и тяжелее. В принципе, то же можно сказать и о многорычажных подвесках задних колес, благодаря которым и достигаются «изящная» управляемость и «воздушный» комфорт, но достигаются они ценой увеличения размеров, массы и конструктивной сложности. Однако для автомобилей с классической компоновкой это необходимость, потому что в данном случае задние колеса являются ведущими. По этой же причине и на полноприводных легковых машинах сзади, как правило, используется независимая многорычажная подвеска.

Виды электромагнитных подвесок

Исследования и разработки по улучшению ходовых качеств, сосредоточенные на системе подвески автомобиля, продвигаются по трем, отличным друг от друга, направлениям.

  1. Подвеска Delphi;
  2. Решение от компании SKF;
  3. Электромагнитная подвеска  Боуза.

Магнитная подвеска от Delphi

Электромагнитная подвеска, разработанная компанией Delphi, представляет собой однотрубный амортизатор, заполненный магнито-реологическим составом, жидкостью с включением магнитных частиц, размером от трех до десяти микрон.

Специальное покрытие препятствует их слипанию, а количество равно одной третьей от требуемого объема жидкости. Головка поршня амортизатора представляет собой электромагнит, управляемый сигналами бортового компьютера. Под действием наведенного магнитного поля, частицы выстраиваются в пространстве в упорядоченные структуры, тем самым увеличивая вязкость жидкости и изменяя режим работы амортизатора.

Электромагнитная подвеска Delphi в действии – видео, наглядно иллюстрирующее конструкцию и полученный результат.

Историческая справка. Первые эксперименты с магнито-реологическим составом в 1940 году провел Яков Рабинович. Родившийся на заре двадцатого столетия, в украинском городе Харькове, в 1935 году эмигрировал в США, где работал в Национальном бюро стандартов.

Будучи талантливым инженером, запатентовал более 300 изобретений. Среди них присутствует патент на дисковый магнитный накопитель, прообраз современных винчестеров. Скончался осенью 1999 года.

Шведская магнитная подвеска

Другим путем решили пойти конструкторы шведской компании SKF, решив, что простота – залог успеха и надежности. Подвеска в их исполнении представляет собой капсулу, состоящую из двух электромагнитов. Бортовой компьютер автомобиля анализирует данные колесных датчиков и «на лету» изменяет жесткость магнитного демпферного элемента, выбирая наиболее оптимальный режим работы.

Роль упругого элемента выполняет обычная пружина, что позволяет транспортному средству сохранять подвижность при отсутствии управляющих сигналов. Кроме того, даже при длительной стоянке автомобиля, отсутствует эффект «проседания», причиной которого является истощение аккумуляторных батарей, питающих элементы подвески.

Электромагнитная подвеска профессора Боуза

Но истинный прорыв в данной области совершил Амар Боуз, профессор Массачусетского технологического университета, основатель и владелец компании BOSE. Выложенное в Интернет видео испытаний его изобретения глубоко потрясло автомобильную общественность.

Идея, безусловно, не нова. Но никому еще не удавалось добиться хотя бы схожего быстродействия. Шток амортизатора, с закрепленными на нем постоянными магнитами, совершает возвратно-поступательные движения по длине обмотки статора, расположенного в корпусе узла.

Такая конструкция не только обеспечивает эффективное гашение колебаний, возникающих из-за неровности дороги, но и открывает новые возможности для управления транспортным средствам.

Заводя машину в вираж, можно подобрать такую схему сигналов бортового компьютера автомобиля, что опорным будет заднее внешнее колесо. Заехав в поворот, электромагнитная система перенесет нагрузку на внешнее переднее колесо. Как результат – полный контроль автомобиля на дорожном покрытии любого качества.


рекуперации

Но довольно слов! Видео демонстрации ходовых качеств новой подвески говорит само за себя.

Многорычажная задняя подвеска

На автомобилях среднего и более высокого классов, которые предполагают высокий уровень комфорта при движении и улучшенную управляемость применяют многорычажную заднюю. Один из вариантов такой конструкции показан на рисунке.

Многорычажная подвеска

Она имеет следующие преимущества:

Возможность обеспечения оптимальных углов установки колес при работе;
Возможность улучшения комфортабельности движения;
Пониженный уровень шумов и вибраций, передаваемых на кузов.

К недостаткам можно отнести:

Высокая стоимость изготовления;
Высокая трудоемкость обслуживания и ремонта.

При использовании независимой многорычажной задней подвески конструкторы могут обеспечить оптимальное изменение как развала, так и схождения задних колес при прохождении поворотов.

Правильно подобранное сочетание жесткости резиновых элементов может обеспечить эффект так называемого «подруливания». Этим термином называют индивидуальное изменение схождения задних колес под действием центробежной силы, которое компенсирует боковое скольжение колеса.

К сожалению, разработка такой конструкции требует большого объѐма опытно – конструкторских работ и, соответственно, значительных затрат. Именно поэтому многорычажные подвески не получили широкого распространения на автомобилях малого и среднего классов.

Подушки безопасности
Что такое роторный двигатель
Электрическая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Устройство турбины автомобиля
Устройство ручного тормоза
Электроподъемники стекол
Сильно ли давит ТНВД? и что такое ТНВД?
Коробка передач DSG, немецкие технологии на Российских дорогах
Функция АКПП типтроник
Система смазки двигателя-назначение и устройство
Устройство систем охлаждения двигателя и работа
Топливная система, 8 составляющих и их устройство

Х

Помогла статья? Оцените её
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...
Добавить комментарий
Adblock
detector