Перейти к контенту

Подвеска для – Подвеска автомобиля — Википедия

Содержание

Для чего нужна подвеска автомобиля? Неисправности в подвеске

Подвеска автомобиля смягчает удары от неровности дороги и от неё зависит управляемость и безопасность движения. Поговорим для чего она нужна и как определить основные неисправности в её работе.

Для чего нужна?
Работа подвески заключается в преобразовании удара при наезде на неровности дороги в перемещение упругого элемента. Упругий элемент уменьшает силу удара, передаваемую на кузов, и в результате плавность хода и комфорт увеличиваются. Упругим элементом в авто являются пружины подвески или рессоры. Но мало смягчить удар, надо еще погасить колебания, которые создают упругие элементы, а этим занимаются амортизаторы. Не будь последних, автомобиль, наехав на неровность, долго бы раскачивался, ухудшая сцепление колес с дорогой и создавая предпосылки «улететь» с неё. Подвеска также должна передавать толкающее усилие от колес на кузов машины и противодействовать боковым усилиям, возникающим в поворотах. Этим занимаются штанги подвески с пружинами или рессоры, если они есть.

Основное назначение подвески: увеличивает комфорт (плавность хода), устойчивость в движении (способность противодействовать заносам и опрокидыванию) и проходимость машины. Все эти требования входят в противоречие друг с другом, поэтому конструкторы идут на компромиссы. Например, слишком мягкая подвеска ухудшает устойчивость, а слишком жесткая — снижает комфорт и уменьшает ресурс.


Для ознакомления с дальнейшей работой будут полезны статьи:
Как определить неисправности?
В первую очередь, надо научиться «слушать» работу подвески, то есть отличать ненормальные стуки (свидетельствующие о неисправности) от обычных. Нормально, когда при наезде на неровности слышны мягкие глухие звуки. Ненормально — если звуки резкие, металлические. При их появлении необходимо обращаться в автосервис для диагностики, где определят изношенные узлы и заменят их. Помните, это ваша безопасность, тянуть с ремонтом подвески не стоит.

При изношенных или неисправных амортизаторах кузов машины начинает раскачиваться на неровностях. Определить износ можно нажав на любой из передних углов кузова и резко отпустив его. Кузов должен вернуться в исходное положение и сразу остановиться. Более точно определить состояние амортизаторов смогут мастера на диагностическом стенде автосервиса. Опять же с ремонтом тянуть не стоит.

Если есть возможность, не ленитесь проверять состояние резиновых чехлов, защищающих шарниры различных рычагов и тяг подвески. Особенно, если были сильные удары или наезды на «крутые» препятствия. При повреждении чехлов быстрый износ и выход из строя этих узлов неизбежен. Для проверки автомобиль ставят на яму или эстакаду или поднимают на подъемнике.

Таблица неисправностей подвески машины

Учитесь «слушать» автомобиль, ведь во многом безопасность на дороге зависит от этого умения. Потому что, неисправная работа подвески - это риск «улететь» с трассы и попасть в аварию. Например, если не работают амортизаторы, то тормозной путь машины увеличивается на 20-30 процентов.

amastercar.ru

Подвеска автомобиля. Типы подвесок | Подвеска автомобиля

Что такое подвеска?

Подвеска — это совокупность устройств, обеспечивающих упругую связь между подрес­соренной и неподрессоренными массами  Подвеска уменьшает динамические нагрузки, действующие на подрессоренную массу. Она состоит из трех устройств:

  • упругого
  • направляющего
  • демпфи­рующего

Упругим устройством 5 на подрессоренную массу передаются вертикальные силы, действующие со стороны дороги, уменьшаются дина­мические нагрузки и улучшается плавность хода.

Рис. Задняя подвеска на косых рычагах автомобилей БМВ:
1 – карданный вал ведущего моста; 2 – опорный кронштейн; 3 – полуось; 4 – стабилизатор; 5 – упругий элемент; 6 – амортизатор; 7 – рычаг направляющего устройства подвески; 8 – опорная стойка кронштейна

Направляющее устройство 7 – механизм, воспринимающий действующие на колесо продольные и боковые силы и их моменты. Кинематика направляющего устройства определяет характер перемещения колеса относительно несущей системы.

Демпфирующее устройство (амортизатор) 6 предназначено для гашения колебаний кузова и колес путем преобразования энергии колебаний в тепловую и рассеивания ее в окружающую среду.

Конструкция подвески должна обеспечивать требуемую плавность хода  иметь кинематические характеристики, отвечающие требованиям устойчивости и управляемости автомобиля.

Зависимая подвеска

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

Рис. Схема зависимой подвески колес

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.

Рис. Рессоры:
а) – без подрессорника; б) – с подрессорником

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.

Рис. Спиральные пружины:
а) цилиндрическая пружина; б) бочкообразная пружина

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.

Рис. Торсион

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.

Независимая подвеска

Независимая подвеска обеспечивает независимость перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса. По типу направляющего устройства независимые подвески делятся на рычажные, и подвески Макферсона.

Рис. Схема независимой рычажной подвески колес

Рис. Схема независимой подвески Макферсона

Рычажная подвеска – подвеска, направляющее устройство которой представляет собой рычажный механизм. В зависимости от количества рычагов могут быть двухрычажные и однорычажные подвески, а в зависимости от плоскости качания рычагов – поперечно-рычажные, диагонально-рычажные и продольно-рычажные.

Подвеска Макферсона, основным элементом которой служит амортизаторная стойка, является развитием подвески на двойных поперечных рычагах, но имеет только снизу один или два поперечных рычага.

Снизу амортизаторная стойка крепится к поворотному кулаку, а сверху – к кузову автомобиля.

При повороте управляемых колес амортизаторная стойка поворачивается вместе с закрепленной на ней пружиной, что требует применения в верхней опоре подшипника качения или скольжения с низким значением трения. Винтовые пружины, расположенные вокруг амортизаторной стойки, обычно устанавливаются под некоторым углом к ее оси. Такой способ установки обеспечивает снижение величины «пороговой жесткости» подвески, когда сначала при небольших вертикальных усилиях со стороны колеса не происходит сжатия пружины  а затем она сжимается довольно резко. Это позволяет устранить неприятные ощущения при движении по относительно ровным дорогам. Подвеска Макферсона обеспечивает незначительное, по сравнению с подвеской на двойных рычагах, изменение развала колес при их вертикальном перемещении.

К основным преимуществам подвески Макферсона следует отнести то, что она занимает небольшой объем и создает удобства при поперечном размещении силового агрегата, что обусловило ее широкое применение.

Рычаги направляющего устройства подвески соединяются с колесом и кузовом с помощью шаровых шарниров и втулок. Шарниры могут быть на­правляющими и несущими. Например, в независимой подвеске на поперечных рычагах на нижний рычаг опирается упругий элемент. Шаровой шарнир такого рычага воспринимает силы, действующие в различных направлениях,  следовательно, шарнир должен быть несущим. Шарнир на верхних рычагах не воспринимает вертикальные силы, а передает в основном поперечные. В этом случае применяется направляющий шарнир. На рисунке показаны несущие шаровые шарниры и направляющий шарнир, применяющиеся на автомобилях.

Рис. Несущие и направляющие шаровые шарниры направляющего устройства подвески:
а – прямой несущий шарнир с цельным пластмассовым вкладышем; б – несущий шарнир с дополнительной шумоизоляцией; в – направляющий шарнир с поджатием нижней половины вкладыша к сферической головке

Следует отметить, что аналогичные шарниры применяются и на рулевых тя­гах. Шарниры имеют цилиндрический или конусный направляющий хвостовик, шаровая головка охватывается пластмассовым (из ацетильной смолы) вкладышем, защитный чехол заполняется специальной смазкой. Такие шарниры (фирмы-изготовители «Эренрайх», «Лемфёрдер Метальварен») обладают хорошей герметичнос­тью от попадания грязи и практически не требуют обслуживания. Обращает на себя внимание несущий шарнир, имеющий дополнитель­ную шумоизоляцию в виде упругих резиновых вкладышей, используемый фирмой «Даймлер-Бенц» для изоляции шумов от качения радиальных шин.

Опорные узлы направляющего устройства подвески должны иметь небольшое трение, быть достаточно жесткими и обладать шумопоглощающими свойствами. Для обеспечения этих требований в конструкцию опорных элементов вводятся резиновые или пласт­массовые вкладыши. В качестве материалов вкладышей применяют такие, которые не требуют обслуживания в процессе эксплуатации, например, полиуретан, полиамид, тефлон и др. Использование резиновых вкладышей во втулках обеспечивает хорошую шу­моизоляцию, эластичность при кручении и упругое смещение под нагрузкой. Наибольшее распространение в опорных элементах получили сайлент-блоки, состоящие из резиновой цилиндрической втулки, запрессованной с большим обжатием между наружной и внутренней металлическими втулками. Эти втулки допускают углы закручива­ния ±15° и перекос до 8°. Втулка применяется на автомобиле БМВ, изготовлена методом вулканизации резины между двумя стальными втулками, обладает хорошими шумопоглощающими свойствами и достаточной жесткостью. Втулка нашла широкое применение в поперечных тягах и амортизаторах.

Рис. Опорные втулки элементов подвески:

а – сайлент-блок; б – сайлент-блок качающейся опоры автомобиля БМВ; в – шарнирная втулка, применяемая в тягах Панара и амортизаторах

На поперечных рычагах автомобилей «Даймлер-Бенц» и «Фольксваген» устанавливают так называемые скользящие опоры, в которых промежуточная втулка может скользить по внутренней, обеспечивая малую жесткость при кручении (деформация не превышает 0,5 мм при боковой силе 5 кН). Опору смазывают, а подвижную часть герметизируют торцевыми уплотнениями.

При повороте автомобиля его кузов наклоняется на определенный угол, называемый углом крена. В подвесках легковых автомобилей  автобусов и некоторых грузовых автомобилей применяется дополни­тельное устройство – стабилизатор поперечной устойчивости. Он способствует уменьшению бокового крена и поперечных угловых колебаний кузова автомобиля и перераспределяет вес по колесам автомобиля.

Стабилизатор поперечной устойчивости автомобиля представляет собой упругую штангу из пружинной стали в виде растянутой буквы П, прямые, ду­гообразные и т.п. Штанга закреплена шарнирно в средней части на кузове или подрамнике, а своими концами соединяется с подвижными элементами подвески. Упругие свойства стабилизатора проявляются при его закручивании, как у торсиона. Если при движении автомобиля левое и правое колесо перемещаются одновременно и на одинаковое расстояние, стабилизатор практически не оказывает влияния на жесткость основных упругих элементов подвески. При повороте автомобиля стабилизатор закручивается и изменяет жесткость, уменьшая тем самым величину крена автомобиля. Большинство современных легковых автомобилей оборудуются как минимум передним стабилизатором поперечной устойчивости.

Стабилизатор может устанавливаться как в передней, так и в задней части автомобиля на резиновых втулках для обеспечения упругой деформации в опорах. Как правило, стабилизаторы изготавливают из пружинной стали.

Рис. Стабилизатор поперечной устойчивости

Зависимая подвеска на легковых автомобилях устанавливается на задних колесах. Отличительной особенностью конструкции применяющихся зависимых подвесок является наличие упругих элементов, передающих вер­тикальные нагрузки и не имеющих трения, жестких тяг и рычагов, вос­принимающих поперечные (боковые) нагрузки и обеспечивающих колесу и кузову определенную кинематику.

Характерной конструкцией задней зависимой подвески заднеприводного автомобиля (классическая компонов­ка) является подвеска автомобиля ВАЗ.

Рис. Подвеска задних колес:
1 – распорная втулка шарнира; 2 – резиновая втулка; 3, 17 – нижняя и верхняя продольные штанги; 4 – нижняя изо­лирующая прокладка пружины; 5 – нижняя опорная чашка пружины; 6 – буфер хода сжатия; 7, 8 – болт и кронштейн крепления верхней продольной штанги; 9 – пружина подвески; 10, 11 – верхние чашки и изолирующая прокладка пружины; 12 – опорная чашка пружины; 13 – тяга рычага привода регулятора давления; 14, 15 – резиновая втулка и кронштейн крепления амортизатора; 16 – дополнительный буфер хода сжатия; 18 – кронштейн крепления нижней продольной штанги; 19 – кронштейн крепления поперечной штанги к кузову; 20 – регулятор давления; 21 – амортизатор; 22 – поперечная штанга; 23 – рычаг привода регулятора давления; 24 – обойма опорной втулки; 25 – опорная втулка; 26 – шайбы; 27 – дистанционная втулка

В подвеску установлены под углом к вертикальной оси автомобиля два амортизатора. Такое расположение амортизаторов обеспечивает дополнительно к гашению вертикальных колебаний повышение поперечной устойчивости кузова. Аналогичная установка амортизаторов принята в подвесках автомобилей «Фольксваген», «Опель», «Форд», «Фиат» и др.

На автомобилях «Ауди», «Мицубиси», «Тойота» и др. применяется подвеска задних ведомых колес с двумя продольными рычагами  работающими на изгиб. Через широко разнесенные рычаги, жестко связанные с поперечной балкой  передаются тяговый и тормозной моменты, а за счет восприятия изгибающего момента рычагами и скру­чивающих нагрузок поперечной балкой уменьшается продольный и поперечный крены кузова.

Рис. Задняя подвеска переднеприводного автомобиля «Мицубиси Галант» со скручиваемой поперечной балкой:
1 – продольный рычаг; 2 – несущая балка подвески; 3 – резиновая втулка; 4 – стабилизатор; 5 – поперечная тяга; 6 – амортизатор с пружиной; Б – опора стабилизатора; В – резиновая втулка крепления рычага к кузову

Широкое распространение на легковых автомобилях получила конструкция подвески (в ряде случаев ее называют полузависимой) со связанными продольными рычагами. Про­стейшим вариантом такой конструкции может служить подвеска задних колес переднеприводных автомобилей ВАЗ ЗАЗ-1102, «Рено», «Фольк­сваген Поло», «Сирокко», «Пассат», «Гольф», «Аскона» и др.

Рис. Задняя подвеска переднеприводных автомобилей ВАЗ

Балка задней подвески состоит из двух продольных рычагов 15 и соединителя 14, которые сварены между собой через усилители. В задней части к рычагам подвески приваре­ны кронштейны 16 с проушинами для крепления амортизаторов, а также фланцы 2, к которым крепятся болтами  оси задних колес. Спереди рычаги подвески имеют приварные втулки 3, в которые запрессованы резинометаллические шарниры 4. Через шарнир проходит болт, соединяющий рычаг подвески со штампованно-сварным кронштейном 5, который крепится к лонжерону кузова приварными болтами  Пружина 12 подвески опирается одним концом на чашку амортизатора 1, а другим через изолирующую прокладку 13 в опору, приваренную к внутренней арке (брызговику) кузова. На шток амортизатора задней подвески устанавливается буфер 7 хода сжатия  закрываемый крышкой 8 с кожухом 6, и детали крепления амортизатора — распорная втулка 11, подушки 10 и опорная шайба 9.

Такая подвеска в переднеприводных автомобилях обеспечивает легкость компоновки всех элементов подвески, небольшое количество деталей в подвеске, отсутствие направляющих рычагов и штанг, оптимальное передаточное отношение от кузова к упругому устройству подвески  исключение стабилизатора, высокую стабилизацию схода и колеи при разных ходах подвески, благопри­ятное расположение центров крена, уменьшающих возможность перераспределения массы кузова при торможении.

Подвеска с виртуальной осью поворота колеса

Такая подвеска применяется на легковых автомобилях Фольксваген Фаэтон. При подвеске переднего колеса на четырех рычагах ось его поворота проходит не через верхний и нижний шарниры поворотной стойки, как это имеет место у известных конструкций подвески, а через точки пересечения продленных осей верхних и нижних рычагов.

Рис. Подвеска с виртуальной осью поворота колеса:
1…4 — направления продольных осей рычагов; R — центр колеса; A — центр опорной поверхности колеса; n — вынос оси поворота по отношению к центру опорной поверхности; nv — вынос оси поворота по отношению к центру колеса; p — плечо обката; a — плечо действия возмущающих сил; AS — точка пересечения оси поворота колеса с плоскостью дороги

Таким образом ось поворота колеса расположена как бы в свободном пространстве и меняет свое местоположение при повороте колеса. Поэтому такую ось поворота колеса называют виртуальной. Данная конструкция позволяет существенно приблизить ось поворота колеса к его средней плоскости. Это положительно сказывается на величинах плеча обката и плеча действия возмущающих сил, благодаря чему улучшаются характеристики управляемости и устойчивости автомобиля.

Список видов подвесок легковых автомобилей

В настоящей статье рассмотрены лишь основные виды подвесок автомобилей, в то время как их видов и подвидов на самом деле существует намного больше и, к тому же инженерами постоянно разрабатываются новые модели и дорабатываются старые. Для удобства приведем список наиболее распространенных. В последующем каждая из подвесок будет рассмотрена подробней.

  • Зависимые подвески
    • На поперечной рессоре
    • На продольных рессорах
    • С направляющими рычагами
    • С упорной трубой или дышлом
    • «Де Дион»
    • Торсионно-рычажная (со связанными или с сопряжёнными рычагами)
  • Независимые подвески
    • С качающимися полуосями
    • На продольных рычагах
      • Пружинная
      • Торсионная
      • Гидропневматическая
    • Подвеска «Дюбонне»
    • На двойных продольных рычагах
    • На косых рычагах
    • На двойных поперечных рычагах
      • Пружинная
      • Торсионная
      • Рессорная
      • На резиновых упругих элементах
      • Гидропневматическая и пневматическая
      • Многорычажные подвески
    • Свечная подвеска
    • Подвеска «Макферсон» (качающаяся свеча)
    • На продольных и поперечных рычагах
  • Активные подвески
  • Пневматические подвески

Видео: Электромагнитная подвеска

ustroistvo-avtomobilya.ru

Мягкость и жесткость подвески – что важнее для комфорта?

 Практически каждый автовладелец уверен в том, что мягкая подвеска дает комфорт, а жесткая делает машину спортивнее и позволяет лучше держаться за дорогу.  Но как и во многих других случаях, упрощение лишь вводит в заблуждение. 

Специалисты-подвесочники могут рассказать множество интересных примеров из практики, а мне придется ограничиться лишь кратким рассказом о том, почему жестче не всегда цепче, а мягче не всегда комфортнее. Работа подвесок машины вовсе не так проста, как кажется на первый взгляд. Они выполняют множество функций, которые не вполне очевидны. Я постараюсь кратко упомянуть об основных.

А вообще, о работе подвесок написано много книг, и большинство из них очень толстые. Я попробую лишь "по верхам" обозначить основные моменты, чтобы уложиться в формат познавательной статьи.

Почему без подвески не обойтись

Даже очень ровные дороги на самом деле имеют изгиб по многим направлениям, да и сама Земля мало похожа на бесконечную плоскость. И чтобы все четыре колеса касались поверхности, они должны иметь возможность перемещения вверх и вниз. При этом крайне желательно, чтобы беговая поверхность колеса прилегала к покрытию всей своей шириной при любом положении подвески. Так что машины, у которых подвески жесткие и короткоходные, практически обречены на плохое сцепление колес с дорогой, ведь всегда одно из колес будет разгружено.


Почему подвеска должна иметь ход сжатия

Для контакта всех колес с дорогой вовсе не обязательно, чтобы подвеска могла сжиматься, достаточно того, что колеса смогут двигаться только вниз. Но при движении машины в поворотах возникают боковые силы, которые стремятся наклонить авто. Если при этом одна сторона машины сможет приподниматься, а другая не сможет опуститься, центр тяжести авто сильно сместится в сторону загруженного колеса, что в свою очередь вызовет много негативных последствий.

В первую очередь еще большую разгрузку внутреннего по отношению поворота колеса и увеличение момента крена из-за перемещения центра тяжести вверх относительно центра крена подвески (о нем ниже). И, разумеется, если у колес нет хода сжатия, то даже маленькая неровность под одним из колес должна вызывать перемещение кузова, перемещение всех остальных колес вниз со всеми связанными затратами энергии на подъем и снижением сцепления колес. Что, мягко говоря, не слишком комфортно. А еще разрушительно для кузова и деталей подвески. В общем, подвеска должна быть сбалансированной, иметь ход сжатия и ход отбоя для нормальной работы.

Почему машина кренится в поворотах

Раз уж мы определились с тем, что подвеска у машины должна быть и имеет возможность перемещения вверх-вниз, то чисто геометрически образуется некая точка, центр, вокруг которой поворачивается кузов машины при крене. Эта точка называется центром крена машины.



А сумма сил инерции, воздействующих на машину в повороте, как раз приложены к ее центру масс. Если бы он совпадал с центром крена, то в повороте никакого крена бы не было, но он обычно расположен гораздо выше, и в результате образуется кренящий машину момент. И чем выше расположен центр крена, чем ниже центр тяжести, тем он меньше. На специальных гоночных конструкциях вроде машин Формулы 1 центр тяжести помещают ниже центра крена, и тогда машина может крениться в противоположную сторону, как катер на воде.

Собственно, расположение центра крена зависит от конструкции подвески. И автомобильные инженеры неплохо научились его "поднимать" повыше, изменяя конструкцию рычагов, что в теории могло бы избавить от кренов не только низкие спортивные авто, но и достаточно высокие. Проблема в том, что подвеска, сконструированная для обеспечения "неестественно задранного" центра крена, успешно борется с наклонами кузова, но при этом плохо справляется с основной задачей — демпфированием неровностей.

Почему подвеска должна быть мягкой

Достаточно очевидно, что чем мягче подвеска, тем меньше изменение положения кузова при наезде на неровность и при крене меньше распределяется нагрузка между различными колесами. А значит, и сцепление колес с дорогой при этом не ухудшается и не расходуется энергия на перемещения центра масс машины вверх-вниз. Что же, мы нашли идеальную формулу? Но, к сожалению, не все так просто.

Во-первых у подвесок ограничены ходы сжатия, и они должны быть согласованы с изменением нагрузки на ось при загрузке машины пассажирами и багажом, и с нагрузкой, возникающей при прохождении поворотов и неровностей. Слишком мягкая подвеска при повороте сожмется так сильно, что колеса с другой стороны оторвутся от земли. Так что подвеска должна не допустить исчерпания хода сжатия с одной стороны и вывешивания колеса с другой.



Получается, что слишком мягкой подвеске быть тоже плохо… Оптимальным вариантом является сравнительно небольшой диапазон "мягкости", после чего подвески становятся жесткими, но настроить такую конструкцию тем сложнее, чем выше разница между жесткой и мягкой ее частью.

При любом перераспределении нагрузки между колесами происходит ухудшение общего сцепления колес с дорогой. Дело в том, что догрузка одних колес не компенсирует все потери при разгрузке других. А в случае вывешивания разгруженных колес увеличение сцепления на догруженной стороне не компенсирует и половины потерь.

Помимо общего ухудшения сцепления, это еще и приводит к ухудшению управляемости. Борются с этим неприятным фактором, изменяя наклон плоскости качения колеса относительно дороги — так называемый развал. В результате конструктивных мероприятий, направленных на программирование изменения развала при крене машины удается компенсировать изменение сцепления колес при поперечных нагрузках в разумном диапазоне и тем самым сделать управление машиной проще.

Почему же приходится делать подвески жестче на спортивных машинах?

На управляемости машины крайне негативно сказываются любые изменения углов установки подвески при кренах машины и задержки в откликах на управляющие воздействия из-за смещения центра тяжести. А значит, приходится делать подвески жестче, чтобы в повороте крены уменьшались.

Крайним выходом является мощный стабилизатор поперечной устойчивости — торсион, который препятствует перемещению колеса одной оси относительно другого. Но это не самый лучший способ. Да, он улучшает ситуацию с изменением углов установки колес в повороте, но зато разгружает внутреннее, по отношению к повороту, колесо, и перегружает наружное. Немного лучше просто сделать подвеску жестче. Это больше сказывается на комфорте, но зато не так разгружает внутреннее колесо.



Немалое значение амортизаторов

Помимо упругих элементов, в подвеске машины присутствуют и газовые или жидкостные амортизаторы — элементы, ответственные за гашение колебаний подвески и вывода энергии, которую машина тратит на перемещения центра масс. С их помощью можно подправить все реакции подвески на сжатие и отбой, ведь амортизатор может обеспечить в динамике куда большую жесткость, чем пружина. При этом его жесткость, в отличие от пружин, будет очень разной в зависимости от хода подвески и скорости ее перемещения.

Разумеется, совсем мягкий амортизатор не сможет выполнять свою основную задачу — гашение колебаний, машина попросту будет раскачиваться после прохождения неровности. А установка очень жесткого будет создавать эффект, схожий с установкой очень жесткой пружины, которая не хочет сжиматься и тем самым увеличивает нагрузку на колесо и разгружает все остальные. Но тонкая настройка поможет уменьшить крены в поворотах и помочь пружинам, уменьшить клевки кузова при разгоне и торможении и при этом не мешать колесам проезжать мелкие неровности. И разумеется, не допускать "пробоя" подвесок при проезде жестких неровностей. В общем, воздействие на поведение машины они оказывают не меньшее, чем жесткость пружин.



Немного о комфорте и частотах колебаний

Понятно, что у машины без подвески комфорт был бы нулевой, ведь все мелкие неровности от дороги передавались бы прямо на ездоков. Бр-р. Но если подвеску сделать очень мягкой, то ситуация станет ненамного лучше — постоянная раскачка тоже крайне плохо сказывается на людях. Оказывается, человек плохо переносит колебания как с небольшой амплитудой и большой частотой от жесткой подвески, так и с большой амплитудой и с малой частотой от мягкой.

Для создания комфортных условий для пассажиров необходимо согласовать жесткость пружин, амортизаторов и покрышек так, чтобы на самых ходовых для этой машины покрытиях частоты колебаний пассажиров и уровень ускорений оставались в комфортных пределах.

Частота и амплитуда колебаний подвески важны еще и в другом аспекте — собственные частоты резонанса системы машина-подвеска-дорога не должны совпадать с возможными частотами управляющих воздействий и возмущений от дороги. Так что задача конструкторов заключается еще и в том, чтобы обойти опасные режимы как можно дальше, ведь в случае резонанса можно и машину перевернуть, и потерять управление, и просто поломать подвески.



Итак, какой должна быть подвеска?

Как это ни парадоксально, но чем мягче подвеска, тем лучше сцепление колес с дорогой. Но при этом она не должна допускать сильных кренов и изменения пятна контакта колес с дорогой. Чем хуже дороги, тем более мягкой должна быть подвеска для получения хорошего сцепления. Чем ниже коэффициент сцепления колес, тем мягче должна быть подвеска. Казалось бы, проблему может решить установка стабилизатора поперечной устойчивости, но нет, у него тоже есть свои негативные черты, он делает подвеску более "зависимой" и уменьшает ход подвески.

Так что настройка подвески остается делом для настоящих мастеров и всегда требует много времени на натурные испытания. Множество факторов затейливо переплетаются и, изменив один параметр, можно ухудшить и управляемость, и плавность хода. И не всегда жесткая подвеска делает машину быстрее, а мягкая — комфортнее. На управляемости сказывается и изменение жесткости передней и задней подвесок относительно друг друга и даже малейшее изменение характеристик жесткости амортизаторов. Надеюсь, эта статья поможет более тщательно относиться к выбору комплектующих для подвесок и предотвратит необдуманные эксперименты.


Читайте также:


www.kolesa.ru

Подвеска спортивного автомобиля. Часть #1: теория

Начиная рассказ про подвеску спортивного автомобиля, особое внимание нужно уделить амортизаторам.

У всех на слуху такие фирмы, как Reiger, Ohlins, Proflex, EXE-TC, KW, TEIN, KONI, AST и другие. Часть производителей специализируются на ралли, часть на кольце. Кто-то делает подвески для тюнинга. Есть и менее известные производители как с простыми, так и с очень сложными и дорогими продуктами.

У всех достойных производителей самым сложным элементом подвески является амортизатор, именно он либо позволяет быстро ехать, либо нет.

В чем состоит задача амортизатора? В способности гасить колебания кузова автомобиля при движении по различным покрытиям. Если амортизатор не справляется – машина слишком раскачивается. Если амортизатор слишком жесткий – машина «подпрыгивает». Но это слишком просто. На самом деле, амортизатор должен по-разному работать в разных условиях, обеспечивая постоянство контакта колеса с дорогой и не передавая излишние колебания на кузов.

В обычных автомобилях сейчас широко используются двухтрубные газо-масляные амортизаторы. Они компактны, просты в изготовлении и служат достаточно долго. Из минусов можно отметить то, что газ смешан с маслом, при активной работе идет нагрев и появляются пузыри. Все это ухудшает стабильность работы.

Спортивный амортизатор, во-первых, должен позволять быстро ехать. Во-вторых, он должен быть надежным. Поэтому «размер не имеет значения». Спортивный амортизатор больше.

Вот пример того, как работает раллийная подвеска. Короткий кусочек видео.

Если кто бывал на гонке «Южный Урал», тот знает, насколько это покрытие требовательное. Нам удавалось несколько лет там выигрывать и занимать призовые места, в том числе благодаря правильно сконструированной и настроенной подвеске.

В спортивном амортизаторе гораздо больший объем масла, поэтому он более громоздкий и имеет выносную камеру, резервуар. Наличие выносного резервуара позволяет увеличить рабочий ход амортизатора, т.к. газ и разделительный поршень не находятся на оси движения штока амортизатора. Иногда выносной резервуар выполнен на гидравлическом шланге. В этом случае резервуар крепится где-то в подкапотном пространстве или в багажнике автомобиля. Некоторые амортизаторы выполнены с резервуаром, жестко закреплённым к корпусу в нижней части (рюкзачного типа). Все зависит от конструкции и компоновки. В любом случае суть одна. Больший объем масла внутри – большая стойкость к продолжительным нагрузкам с разной амплитудой и как следствие, меньший нагрев. Большая стойкость, в данном случае – отсутствие эффекта вспенивания масла и потери рабочих характеристик. Гонка может быть и в пустыне, где температура на улице плюс 40-50 градусов.

Также в выносном резервуаре имеется отсек для закачки инертного газа (как правило, азота), который имеет низкий коэффициент расширения при нагреве, что обеспечивает практически одинаковую характеристику газового подпора во всем диапазоне работы.

Часто спортивная подвеска выполнена «перевернутой», а именно шток амортизатора «спрятан» внутри стойки, т.е. находится внизу. Из явных плюсов:

  • на шток нет изгибающих нагрузок;
  • на шток нет внешнего механического воздействия, т.к. не летят камни, пыль, влага.

То есть, когда вы смотрите через витки пружины и видите полированную трубу большого диаметра – это только корпус амортизатора, который по тефлоновым направляющим скользит в корпусе стойки.

Работа амортизатора обычного автомобиля осуществляется практически по линейным зависимостям, а именно, чем выше колебания в подвеске, тем выше сопротивление перемещению поршня. Но любой гражданский амортизатор имеет ограничение по работе гидравлики, и при скоростях перемещения поршня около 2 м/c амортизатор «пробивает», гидравлика не справляется.

Спортивный амортизатор рассчитан на гораздо большие нагрузки. К тому же есть принципиальная разница в базовом алгоритме работы амортизаторов на скользких (гравий, грунт, снег) и твердых (асфальт, особенно кольцевой) покрытиях.

В ралли автомобиль постоянно скользит и задача подвески – обеспечить максимально возможный контакт всех колес с поверхностью дороги в скольжении.

В кольце автомобиль движется без явных скольжений, на пределе сцепления шины с полотном, и в этих условиях важно максимально нагрузить опорное колесо, перемещая на него вес.

В гражданском же автомобиле задача сделать езду предельно комфортной, максимально уменьшив колебания кузова.

На рисунке ниже схематически показаны алгоритмы работы подвески (пружина и амортизатор) на гражданском, раллийном и кольцевом автомобиле.
Эскиз графика создан исключительно для наиболее наглядной иллюстрации различных процессов, это не результаты замеров на стенде конкретных амортизаторов.

Здесь хочу остановиться подробнее и разобрать работу каждого типа подвески в различных условиях для разных характеристик.

Сжатие – способность подвески сжиматься при внешнем воздействие на колесо. Обратите внимание, насколько абсолютные величины по сопротивлению сжатию для кольцевого автомобиля больше, чем для раллийного, при скорости штока до 1 м/c. Это важно для понимания анализа ниже.

Диапазон 1 (см. рисунок) – «Low speed» или низкая скорость перемещения штока поршня. Пусть это будут скорости от 0 до 0,25 м/c. На практике это движение по ровной дороге или вход в поворот.

Кольцевой автомобиль должен быть пропорционально жестким в этом режиме. Вся энергия должна уходить в разгон или поддержание скорости, а не теряться на «отработку» раскачки. Если на входе в поворот подвеска мягкая на сжатие, то выберется весь ход амортизатора (который достаточно короткий) и машину «сорвет».

Раллийный автомобиль здесь должен быть гораздо мягче кольцевого, и сопротивление на сжатие должно быть небольшим для обеспечения максимального пятна контакта колес с дорогой и постоянного плавного перераспределения веса. Если на входе в поворот подвеска будет сильно сопротивляться приходу веса на колесо, то автомобиль «сорвет», а не «загрузит».

Диапазон 2а – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 0,25 до 1 м/c.

Для кольцевого автомобиля задача – уменьшить сопротивление сжатию, т.к. любая неровность может начать его подбрасывать и разбалансировать. Конструктивно усилие уменьшить практически невозможно (только сложной системой клапанов с электронным управлением), поэтому сопротивление сжатию стараются сохранить хотя бы на постоянном уровне.

На неровной дороге сопротивление сжатию для раллийного автомобиля растет пропорционально самим неровностям, но график пока не резкий.

Диапазон 2b – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 1 до 1,5 м/c.

Волны, подбросы и поребрики – враги кольцевого автомобиля. Характеристику в этом диапазоне стараются также сохранить ровной.

В ралли кочки и волны на траектории это норма. Сопротивление сжатию (усилие демпфирования) увеличивается достаточно сильно и пропорционально. Чем больше кочка или подброс, тем лучше подвеска должна сопротивляться перемещению колеса в арку.

Диапазон 3 – «High Speed», скорость перемещения штока поршня от 1,5 м/c и выше.

Малоактуально для кольца, разве что в случае внезапного наезда на высокий поребрик.

А вот тут начинается то, за что все любят ралли: полеты и трамплины! На некоторых спецучастках автомобиль проводит в воздухе не меньше времени, чем на земле. Усилие на шток поршня при приземлении очень большое, соответственно скорость перемещения резко растет – как видно на рисунке – кривая сжатия имеет резкий рост. При приземлении подвеску не должно «пробить», раллийный автомобиль должен «прилипать» к дороге. Этот эффект достигается и за счет правильной характеристики сжатия.

Отбой – способность подвески выталкивать колесо при потере пятна контакта. Это может быть как отрыв колеса при прыжке, так и наезд на яму. Отбой также вступает в работу, когда колесо сначала на кочке ушло в арку. Его тоже нужно вытолкнуть, вернув на землю и обеспечив контакт.

Вообще, настройка отбоя это всегда компромисс, тема неоднозначная. Если сопротивление отбою настроено слишком мягко, то возникает раскачка автомобиля, т.к. колесо слишком энергично выталкивается. Если сопротивление отбою слишком велико, колесо «подвисает» и не возвращается на землю. А дальше может возникнуть эффект «сбора» подвески, когда сопротивление отбою значительно превышает динамическую характеристику пружины и подвеска перестает отрабатывать.

В кольце сопротивление отбою масштабно всегда выше, т.к. используются более жесткие пружины.

Диапазон 1 – «Low Speed», скорость перемещения штока поршня от 0 до 0,25 м/c.

При движении по относительно ровной дороге (кольцо) задача отбоя «успокоить» колесо при наличии жесткой пружины, поэтому величина сопротивлению отбоя очень высокая при практически нулевой скорости хода штока. То есть пружина всегда стремится вытолкнуть колесо, гидравлика удерживает, компенсируя жесткость.

В ралли характеристика похожа, но диапазон сдвинут пропорционально мягкости пружины.

Диапазон 2 – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 0,25 до 1,5 м/c.

Идеология базово одинакова. При движении по неровностям, волнам и кочкам пружина стремится вытолкнуть колесо и неподрессоренную массу для возврата в пятно контакта, сопротивление отбою не должно мешать ей это сделать, поэтому по графику характеристика практически не растет. Разве что в ралли сопротивление увеличивается в абсолютном значении при больших неровностях.

В диапазоне быстрых скоростей тенденция такая же.

Как все просто в теории и как сложно порой настроить автомобиль!

Но это еще не все. Помимо трех характеристик (отбой, медленное сжатие, быстрое сжатие), которые мы можем самостоятельно регулировать в достаточно широком диапазоне, подбирая настройки под ту или иную трассу и погодные условия, у продвинутых спортивных амортизаторов бывают еще две системы с регулировками: быстрый отбой (fast rebound) и гидробуфер (сжатие).

На чертеже видно, что при нормальном режиме работы амортизатора (движение по дороге) работает калиброванный канал. Именно он определяет работу амортизатора на отбой. Вращая регулировку на штоке сверху между тестовыми заездами можно изменять проходное сечение, перемещая конус вверх или вниз. Тем самым подбирается наилучшее постоянно проходное сечение, что гарантирует наилучшую работу подвески по отбою на конкретной дороге в данных условиях.

Если же автомобиль прыгает, и особенно если прыжок высокий, но короткий по времени, то за время полета колесо не успевает полностью выйти из арки (не выбран весь ход отбоя) и приземление получается очень жёстким, потому что именно на такое же расстояние будет сжиматься подвеска при приземлении.

Но есть ноу хау. При резком перемещении штока поршня открывается канал большего сечения, вся жидкость моментально получает свободу движения из одной полости в другую и колеса как бы «выпадают» сами под силой тяжести (работа системы на рисунке усилия демпфирования показана черными линиями).

Пересмотрите на видео как прыгает машина WRC – колеса именно «выпадают»! Захватывающе выглядит!

Машина без проблем продолжает ускорение, поскольку полный ход сжатия амортизатора дает возможность «отработать» приземление.

Стоит хоть раз попробовать проехать с такой подвеской, ощущения изнутри непередаваемые. Кажется, ты совсем не прыгаешь, а когда тебе показывают фото, ты не веришь своим глазам – ты летишь и достаточно высоко.

Вы сталкивались с тем, что подвеска пробивается при слишком жестком приземлении или наезде на препятствие? Каким бы большим не был ход сжатия, порой его недостаточно. Инженеры придумали систему, которая называется гидробуфер. Это дополнительный гидравлический демпфирующий элемент, состоящий из клапана и поршня и установленный ближе к концу хода сжатия. При высокой скорости движения штока, когда на ход сжатия остается от 30 до 60 мм, он включается в работу и сопротивление сжатию резко возрастает, тем самым шансы пробить подвеску, получить жесткий подброс автомобиля при наезде на препятствие или пробить колесо сильно уменьшаются.

Исполнение такого элемента может быть разным, но цель у всех одна. У TEIN она называется “H.B.S. – Hydraulic Bump Stopper”, у Reiger – “Double Piston”. Нужная и полезная опция для современного спортивного автомобиля.

Статическая функция пружины – поддержание высоты кузова автомобиля относительно дороги, динамическая – обеспечение плавности его перемещения при движении. В принципе, все просто. Упругий элемент подвески, в профессиональной терминологии – витая цилиндрическая пружина сжатия.

Не буду вдаваться сильно в подробности на тему пружин, т.к. все можно прочитать в интернете. Выделю только самое необходимое.

Обычно используется пружина постоянной жесткости, реже с переменным витком.

Тенденция последних десятилетий в автомобильном спорте – это более мягкая пружина, т.к. инженеры далеко продвинулись в разработках гидравлики амортизаторов и теперь могут добиваться энергоемкости именно амортизатором, а не пружиной.

В кольце обычно используют пружины жесткостью 70-150 Н/мм, в ралли 25-50 Н/мм на гравии и 50-90 Н/мм на асфальте. Конечно, это не догма, пружины могут быть и другой жесткости.

Я раньше и сам считал, что маленький подпружинник в подвеске служит для улучшения ее работы в строго определенном диапазоне. На самом деле его первая задача – это не давать «вывешиваться» основной пружине при максимальном ходе отбоя, что особенно актуально для асфальтовых настроек, когда машина низкая. Часто конструктивно невозможно разместить основную пружину нужной длины, не задирая автомобиль, и рабочий ход подвески получается больше рабочего хода пружины. Подпружинник обычно мягче пружины в несколько раз и не должен влиять на работу стойки. В статическом состоянии он полностью сжат.

Служит для минимизации кренов автомобиля в поворотах.

При крене автомобиля без стабилизатора центр масс (к которому прикладываются векторы ускорений) уходит наверх и смещается наружу, что негативно влияет на устойчивость автомобиля. Вообще, работа с точкой g-force – это сложная инженерно-практическая тема, не буду ее сейчас касаться, это повод для отдельного разговора.

Но есть и ряд негативных факторов при использовании стабилизатора.

Стабилизатор не дает разгружаться внутреннему колесу в повороте, что порой делает машину «недостаточной» на входе в поворот. Могут появляться дополнительные демпфирующие силы.

Если перевести в практическую плоскость, чем больше «зацеп», тем жестче нужен стабилизатор. Если двигаться по голому льду на нешипованном колесе, стабилизатор лучше отключить.

Обычно усилие сопротивления у стабилизатора неодинаково во всем диапазоне его работы. То есть сначала он работает мягко, по мере его скручивания усилие увеличивается.

Стабилизаторы бывают съемными и не съемными, регулируемыми и с постоянной жесткостью. В современныx раллийных автомобилях категории R омологируются по несколько стабилизаторов разной жёсткости для передней и задней оси. На тестах подбираются комбинации под конкретные условия. Но использование активных или регулируемых стабилизаторов запрещено, и сейчас уже не только в ралли. До введения запрета использование стабилизатора с механической регулировкой из салона (да, бывают и такие) позволяло, если пошел дождь посредине гонки, перевести его в самое мягкое положение прямо на ходу.

На гражданском автомобиле она выполнена из резинового материала с металлической обоймой. В центре стоит подшипник качения, чтобы шток амортизатора мог вращаться при повороте колеса автомобиля.

В спортивном автомобиле верхняя опора часто выполнена полностью из металла, без упругих элементов. Лишние упругие колебания тут ни к чему. В центре шарнир сферический, т.к. стойка амортизатора за счет кинематики подвески вращается в трех плоскостях, и подшипник качения работал бы на излом.

Часто опора имеет регулировку, и дает возможность изменять продольный (кастор) и поперечный углы наклона стойки.

Закончить первую часть я бы хотел, сказав пару слов про углы. Каждый из нас хотя бы раз сталкивался с регулировкой углов схождения и развала.

Для кольцевых автомобилей нужен больший угол развала, т.к. автомобиль движется по дуге поворота без скольжения, и, таким образом, мы можем обеспечить большее пятно контакта.

В ралли, наоборот, автомобиль скользит и чем «прямее» стоит колесо, тем больше пятно контакта. Конечно, абсолютно прямо колесо не ставится, небольшой угол развала есть всегда.

Схождение колес может влиять на прямолинейность движения автомобиля при разгоне. Если спереди выставлено расхождение, автомобиль будет «рыскать», но при этом более охотно заезжать в поворот в начальной фазе – входная поворачиваемость будет избыточной.

Если полноприводный автомобиль не стабилен на дуге поворота в небольшом скольжении и норовит «поехать боком», увеличение схождения задних колес поможет ему двигаться по дуге строже.

Иными словами, «углы» (схождение, развал, кастор) – это переменные параметры для разных погодных условий и разных трасс. Углы порой дают даже больше, чем щелчки настроек на амортизаторах.

Более того, углы схождения и развала влияют друг на друга. При больших отрицательных значениях углов развала нужно выставлять расхождение, т.к. иначе при прямолинейном движении колесо автомобиля будет стремиться внутрь по принципу катящегося «бочонка».

Вот мы и перешли плавно ко второй, практической части рассказа о работе подвески Renault Clio R3 Maxi на гравийном и снежно-ледовом покрытиях и особенностях ее настройки. Но это уже в следующей публикации, которая выйдет через неделю-две.

Надеюсь, у меня получилось рассказать про особенности подвески спортивного автомобиля понятным и несложным языком. Пост получился объемным, но надеюсь, легко читаемым.

Автор: Михаил Скрипников
Графика: Никита Абрамов

www.kramar-motorsport.ru

О легковых прицепах. Выбор подвески прицепа — DRIVE2

Один их самых часто задаваемых вопросов при покупке прицепа — какую подвеску выбрать?

Попробую немного облегчить жизнь людям задумавшим покупку прицепа.

Есть много различных вариаций, но в основном, можно выделить три типа подвесок прицепов:
Торсионная (резино-жгутовая) подвеска
Рессорная подвеска
Пружинная независимая подвеска на А-образных рычагах

Полный размер

Типы подвески легкового прицепа

Торсионная (резино-жгутовая) подвеска

Полный размер

Преимущества торсионной подвески:
— дешевая — прицепы с торсионной подвеской самые дешевые
— простота в монтаже — все элементы подвески вмонтированы в балку оси прицепа, меняется целиком.
— неприхотлива — во время эксплуатации подвеска не требует обслуживания.
— независимая — колеса имеют свободу действий относительно друг друга, отрабатывает неровности каждым колесом в отдельности
Недостатки торсионной подвески:
— неремонтнопригодность — при перегрузке если провернулся торсион, то прицеп эксплуатировать нельзя. Требуется замена оси.
— вертикальная раскачка при движении.

Рессорная подвеска

Полный размер

Преимущества рессорной подвески:
— высокая ремонтнопригодность — возможно починить в дороге
— рессоры — высокий запас прочности
Недостатки рессорной подвески:
— требует периодического обслуживания — смазки мест трения
— зависимая — на больших неровностях прицеп накреняется в сторону уклона
— дороговизна по сравнению с торсионной подвеской

Пружинная независимая подвеска на А-образных рычагах
самая современная и дорогая

Полный размер

Полный размер

Преимущества пружинной подвески:
— высокая ремонтнопригодность — возможно починить в дороге
— независимая — колеса имеют свободу действий относительно друг друга, отрабатывает неровности каждым колесом в отдельности, идеально для плохих дорог
Недостатки пружинной подвески:
— дороговизна

Если вам нужен самый недорогой прицеп, использовать вы будете его не очень часто и при этом эксплуатация будет происходить на дорогах с нормальным покрытием, то вам стоит присмотреться к прицепам с торсионной подвеской.

Если вы подбираете прицеп для постоянной эксплуатации, в том числе по плохим дорогам, вдалеке от населенных пунктов, то вам лучше присмотреть прицеп с рессорной подвеской.

А если вы любите самое лучшее, комфорт для себя и все что окружает вокруг, то вам к прицепам с пружинной подвеской.

А вообще конечно, тут как говорится, на вкус и цвет…

Тут подробнее о нашем прицепе для перевозки туристического оборудования:
Чемодан на колесах МЗСА 817701.004… или НАШ прицеп для кемпингового оборудования

www.drive2.ru

Лучшая подвеска легкового автомобиля |

В условиях  не всегда хороших дорог как отечественных, так и у ближайших соседей, наших автолюбителей всегда интересует вопрос выбора автомобиля с удобной и надежной подвеской, которая сможет выдержать наши ухабы, колдобины и которая сможет продержаться максимум без замены комплектующих. Так какая же она: лучшая подвеска автомобиля для наших условий? На этот поставленный вопрос мы и постараемся ответить в этой статье.

Для начала что же такое подвеска и для чего она служит?

Подвеска автомобиля — это связующий элемент между дорогой и собственно кузовом автомобиля.  Причем у полноценных «чистокровных» внедорожников подвеска связана с рамой (т.н. рамные внедорожники), а не с кузовом. Первые подвески появились еще у карет и повозок, так что первые автомобили получили уже запатентованные и проверенные временем системы амортизации нагрузок при езде по дорогам.

Рамные внедорожники, как следует из названия, основаны на сварной или сборной раме — своеобразном «скелете», к которому прикручиваются все узлы и агрегаты будущего автомобиля. При этом кузов, как кожу со змеи, можно снять без особых сложностей, оставив перед собой суть автомобиля.

Как видно, все амортизирующие элементы прикручены к раме, а не к кузову, который выполняет роль крепежа прочих декоративных и конструктивных элементов.

Все современные легковые автомобили оснащаются различными типами подвесок. Чаще всего спереди устанавливается подвеска МакФерсон (McPherson) или двухрычажная подвеска. Сзади может быть установлена зависимая, полузависимая и независимая подвеска с различным количеством рычагов.

Подвеска типа McPherson:

Данный тип подвески был разработан еще в 1960 году инженером Эрлом Макферсоном, в честь которого и получила свое название. Она имеет несколько основных частей:

‪1.‬Стабилизатор поперечной устойчивости;
‪2.‬Рычаг;
‪3.‬Блок (состоит из телескопического амортизатора и пружинного элемента).

Телескопический амортизатор называют еще «качающаяся свеча», потому как к кузову он крепится посредством шарнира и может качаться, когда колесо двигается вниз и вверх. Если интересно, можете почитать, как проверить амортизаторы.

Данный тип подвески имеет свои недостатки (значительное изменение угла развала колес), но он чрезвычайно популярен благодаря демократичной цене, невысокой сложности и надежности.

Двухрычажная подвеска:

Это одна из самых совершенных схем. Она представляет собой подвеску с 2-мя рычагами разной длины  длинный нижний и короткий верхний), что гарантирует автомобилю прекрасную поперечную устойчивость на дороге и минимальный износ покрышек (поперечные перемещения всего колеса незначительны).

Это значит, что каждое отдельное колесо воспринимает ямы и бугры независимо от остальных, что позволяет сохранять максимально вертикальное отношение к дорожному покрытию и оптимальное сцепление покрышки с поверхностью дороги.

Многорычажная подвеска:

Данный тип подвески немного похож на двухрычажную схему, но он гораздо сложнее и совершеннее. Неудивительно, что к ней перекочевали и все достоинства предыдущего вида. Это набор из рычагов, сайлент-блоков и шарниров, которые крепятся на специальный подрамник. Большое количество шаровых опор и «сайлентов» обеспечивают не только завидную плавность хода, но и отлично гасят удары в случае резкого наезда на какое-либо препятствие, а еще они уменьшают уровень шума в салоне от колес.

При такой схеме достигается наилучшее сцепление покрышки с дорогой (любой тип покрытия), отточенная управляемость и плавность хода.

Достоинства «многорычажки»:

  • малые неподрессоренные массы;
  • оптимальная поворачиваемость колес;
  • независимость каждого отдельного колеса от остальных;
  • отдельные поперечные и продольные регулировки;
  • хороший потенциал при условии полного привода.

Однако у многорычажной подвески есть один существенный недостаток – высокая стоимость. Хотя в последнее время наметился перелом: если раньше данный тип подвески применяли только на представительских авто, то сейчас ею оснащают даже машины гольф-класса.

Зависимые и независимые подвески:

 

Если коротко, то главное отличие зависимой подвески от независимой — это способность (у зависимой) подвески передавать перемещения от одного колеса оси на другое. Как видно на рисунке (а), наезд на неровность одним колесом приведет к изменению положения другого.

Задняя зависимая подвеска:

Типичным представителем такой конструкции может служить задняя подвеска с цилиндрическими винтовыми пружинами в качестве упругих элементов. Как пример можно привести конструкцию задних подвесок классических «Жигулей». В этом случае балка заднего моста «подвешивается» на двух винтовых пружинах и дополнительно крепится к кузову при помощи четырех продольных рычагов. Кроме этого, для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода устанавливается поперечная реактивная штанга.

Основным недостатком этого типа подвески является значительная масса балки заднего моста. Этот показатель особенно возрастает, когда мост выполняется ведущим: приходится «нагружать» балку весом картера главной передачи, редуктора и т.п. А приводит все это к возрастанию так называемых неподрессоренных масс, из-за чего значительно ухудшается плавность хода и появляются вибрации.

Полузависимая подвеска:

Данная схема получила широкое распространение и используется в конструкции большинства современных полноприводных машин. Она представляет из себя два
продольных рычага, которые в центре крепятся к поперечине. У такого типа подвески много преимуществ:

  • Небольшие размеры;
  • Малый вес;
  • Простота в обслуживании и ремонте;
  • Наилучшая кинематика колес;
  • Значительное уменьшение неподрессоренных масс.

Минус этой конструкции только один – невозможность применения на заднеприводных автомобилях.

Передняя подвеска автомобиля на двойных поперечных рычагах обладает витыми пружинами, которые придают упругость, и двумя рычагами, которые крепятся к подрамнику или к раме. Подобная подвеску можно встретить и у крупно размерных седанов (бизнес- и представительского класса), а также у кроссоверов и внедорожников. Подобный тип подвески характеризуется низким износом, кроме алюминиевых составляющих. Так алюминиевые рычаги в таком типе подвесок устанавливают такие марки, как Audi и BMW. С одной стороны это дает низкий вес неподрессоренных масс и увеличивает комфорт, но износ таких деталей слишком велик в условиях наших плохих дорог.

Также переднюю подвеску на двойных рычагах зачастую в дорогих автомобилях оснащают пневматическими или гидропневматическими элементами, которые делают подвеску наиболее комфортной, но стоят такие комплектующие весьма дорога. По российским дорогам пневмобаллоны могут выходить не более 50 000 километров.

Передняя подвеска типа МакФерсон построена на основе амортизационной стойки и витой пружины вокруг нее. В итоге мы получаем довольно компактную подвеску, которая легко помещается под капотом маленьких автомобилей. Собственно и популярен данный тип подвески у автомобилей А, В и С классов.

Большие седаны и кроссоверы оснащаются независимой многорычажной задней подвеской. Такой тип может гарантировать отличный комфорт и плавность езды. Но данная подвеска легко «убивается» по ямам и ухабам, которых много на наших дорогах. При таком типе подвески также часто устанавливаются пневмоэлементы в дорогих моделях автомобилей.

В качестве задней подвески на легковых автомобилях чаще всего используется простая торсионно-рычажная полузависимая подвеска. Ее вы можете встретить под днищем большинства современных моделей небольших хэтчбеков и седанов. Она весьма проста, дешева и вынослива. Среди недостатков можно отметить высокую жесткость подвески, но с другой стороны это означает, что ее сложно будет «пробить». Такой подвеской оснащаются, Lada Granta, Renault Logan, Peugeot 301, Volkswagen Polo Sedan и другие их одноклассники.

В итоге, можно сделать вывод, что самая лучшая подвеска автомобиля для наших дорог – это типа МакФерсон спереди и торсионно-рычажная полузависимая подвеска сзади.

krossovery.info

Устройство и особенность подвески автомобилей для раллиПодвеска автомобиля

Пытливый ум найдет для каждой вещи прямое и косвенное применение. Вот и автомобиль стал не только средством передвижения. Жажда острых ощущений, вкуса победы и демонстрации мастерства толкает некоторых любителей на состязания, где можно проверить свой крутой нрав и характер автомобиля.

Разновидностью автомобильных гонок является ралли. Его история начинается с 1894 года, хотя термин «ралли» был введен только в 1907 году. Это гонка по пересеченной местности, часто без асфальтового покрытия, в которой залогом успеха служит не столько технические показатели автомобиля, сколько мастерство водителя.

Выступать на ралли может любой участник со своим гражданским автомобилем. Но желание быть лидером толкает автолюбителей к усовершенствованию технической части.

Организаторы соревнований «ралли-спринт» вынуждены были устанавливать определенные ограничения на конструктивные изменения автомобиля. Некоторые из них будут описаны ниже, а сейчас необходимо отметить, что мощность силовой установки является обязательным, но не единственным параметром, ведущим к успеху.

Роль подвески раллийного автомобиля

В соцсетях часто встречаются посты, в которых любители адреналина выкладывают фото своих машин с обрезанными пружинами, указывая, что установили раллийную подвеску. Немудрено, что сразу начинают сыпаться дерзкие комментарии. Ведь ничего общего у такого автомобиля с ралли быть не может.

Подвеска для ралли должна выполнять свое прямое назначение. Какова роль подвески? Она обеспечивает связь кузова с колесами, гасит колебания, повышает комфорт? Пора расстаться с этим тривиальным определением.

Главная задача подвески заключается в обеспечении сцепления колеса с поверхностью. При попадании колеса в яму должен произойти своевременный отбой, иначе колесо останется вывешенным и машина будет неуправляема. При наезде же на препятствие слишком жесткая подвеска передаст усилие на кузов, и последний отреагирует чрезмерным вылетом.

Опытные пилоты подчеркивают, что правильно настроенная подвеска заметно увеличивает динамические показатели автомобиля.

Устройство раллийной подвески

В любой статье, посвященной работе подвески MacPherson, можно встретить утверждение, что она не применима на спортивных карах. Использование МакФерсон в раллийных авто ставят любого читателя в тупик. В чем заключается парадокс?

Под спортивными карами подразумевались болиды, участвующие в соревнованиях по прямолинейному или круговому скоростному треку. Участки для ралли-спринта богаты поворотами, спусками-подъемами. Экипаж автомобиля должен в пути обеспечить элементарный ремонт. Для этих целей подойдет только самая простая по конструкции подвеска, состоящая только из одного рычага.

Но в отличие от гражданского автомобиля, раллийный имеет видоизмененную подвеску МакФерсон.

Амортизатор

Ему отведена ведущая роль в регулировке жесткости подвески. Он испытывает колоссальные нагрузки на скорости. Для того, чтобы жидкость в нем не нагревалась, используют выносной резервуар. В зависимости от участка, который необходимо пройти за минимальное время, жесткость амортизатора должна быть изменена. Поэтому резервуары часто помещают в багажнике автомобиля.

Закачивая инертный газ, который служит подпором, можно изменять длину выхода штока и сопротивление амортизатора. Ограничения по реконструкции запрещают помещать резервуар в кабину автомобиля.

Пружина


В результате того, что разработчики получили возможность широкого диапазона регулировок с помощью амортизаторов, пружины имеют постоянную жесткость средних показателей.

Отличие от применяемых в гражданских авто заключается в том, что в нижнем торце монтируются подпружинники. Их основная задача заключается в увеличении хода подвески в случаях, когда полностью ослабленная пружина вывешивает колесо. Автоматически подпружинники берут на себя малые нагрузки, усиление которых приводят в работу и основную пружину.

Стабилизатор поперечной устойчивост

Его жесткость подбирается, исходя из погодных условий и покрытия трассы. Ограничения по реконструкции запрещают использовать регулируемый из салона стабилизатор. Он устанавливается на автомобиль непосредственно перед соревнованиями.

Верхняя опора стойки

Она играет роль верхнего рычага. Так как гашению колебаний разработчики уделяют минимум внимания, то применение упругих элементов в опоре не предусмотрено. Стойка соединена с ней шарнирно. Это позволяет регулировать углы наклона стойки непосредственно с помощью опоры.

Прочие конструктивные элементы

Они практически не отличаются от элементов подвески серийного производства. Осталось рассмотреть шаровую опору и нижний рычаг.

Сегодня существуют компании, которые специализируются на выпуске шаровых опор для спортивных автомобилей. Разработки ведутся не в увеличении срока эксплуатации, а в повышении пиковой нагрузки, ведь подвеска должна отработать один заезд и на этом полностью оправдать себя.

Плюсы раллийной подвески


Учитывая тот факт, что видоизмененная подвеска Макферсон устанавливается на раллийные автомобили вплоть до настоящего времени, можно сделать заключение о выполнении возложенных на нее функций.

Чтобы полностью охарактеризовать работу подвески, следует детально выделить достоинства.

  • Простота конструкции. Сложную систему рычагов, стоек и сайлентблоков трудно представить в качестве подвески на автомобиле, участвующем в ралли. Максимально простой и, в то же время надежной, считается именно Макферсон.
  • Увеличенный ход. Благодаря практически полному отсутствию вывешивания колес, раллийная подвеска обеспечивает надежное сцепление с покрытием.
  • Регулируемая жесткость. Несмотря на то, что это заслуга конструкции амортизаторов, данное качество приписывается подвеске в целом. Точная настройка позволяет адаптировать шасси под круговой трек или пересеченную местность. Выносные резервуары устроены так, что произвести настройку можно в считанные минуты.
  • Надежность. Использование противоударных буферов и применение специальных материалов делает ходовую неуязвимой при прохождении самых сложных участков.
  • Ремонтопригодность. Участки на ралли могут достигать длины в сотни километров. Во время движения с автомобилем происходят разного рода поломки. Экипаж имеет средства ремонта подвески «на коленке».

Недостатки

  • Жесткость. Полностью металлическая опора стойки делает эксплуатацию автомобиля в повседневной жизни некомфортной, практически невозможной.
  • Отсутствие универсальной установки кастора и углов наклона стойки. Эти параметры «затачиваются» под определенный вид трека и не обеспечивают должную управляемость в обычных условиях.
  • Увеличенный ход за счет удлинения нижнего рычага приводит к «выносу» колеса по ширине, следовательно, увеличивается нагрузка на ступичный подшипник.


Раллийная подвеска не выпускается серийно. Она является результатом сложных технических расчетов, проб и ошибок. Исследования в данной области еще не окончены.

назад Подвеска внедорожника в чем особенность? Вперед Все что нужно знать о подвеске на двойных поперечных рычагах

Похожие статьи

podveska-avtomobilya.ru

Пока нет комментариев.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

СайдбарКомментарии (0)