Гибкий держатель

В этом видео показано подробное устройство подвески автомобиля, посмотрев видеоурок, понять, как устроена подвеска может даже начинающий автомобилист.

Как устроена подвеска автомобиля видео

Есть разные типы автомобилей. Но все они выполняют одни и те же основные действия: движение, поворот и остановка. Во всех этих действиях система подвески играет важную роль, она обеспечивает комфорт и стабильность движения.

Назначение и принцип работы подвески автомобиля

Роль системы подвески.

Первая функция подвески состоит в передаче ведущего усилия, развиваемого ведущими колёсами, и тормозного усилия, развиваемого всеми колёсами на корпус при сохранении соответствующего положения осей колеса.

Вторая функция состоит в поглощении ударов и толчков со стороны дороги, чтобы сделать вождение более комфортным.

Третьей функцией является стабилизация автомобиля во время движения за счёт того, что колёса всё время отслеживают неровности дороги, что позволяет улучшить стабильность управления.

Но эти функции конфликтуют друг с другом. Например, при использовании мягких пружин для обеспечивания комфортности вождения снижается стабильность управления. А если ради стабильности управления использовать жёсткие пружины, то потеряется комфортность вождения. Приходится искать равновесие между всеми этими условиями, так, чтобы система подвески соответствовала характеристикам автомобиля.

Соотношение подрессоренной и неподрессоренной массы также влияет на комфортность и стабильность вождения. Предположим, вы схватили корпус и приподняли его. Колёса, оси и тормозная система провисли. Масса этих элементов называется неподрессоренной массой. Масса остальных компонентов, включая корпус, называется подрессоренной массой. При большой подрессоренной массе тенденция к тряске корпуса снижается, несмотря на наличие неровностей на дороге. Значит, большой и тяжёлый корпус увеличивает комфортность вождения. Когда неподрессоренная масса небольшая, колёса очень быстро реагируют на неровности дороги, лучше удерживают направление, тем самым увеличивая стабильность управления.

Использование колёсных алюминиевых дисков - один из способов снижения неподрессоренной массы и улучшения стабильности руления.

Толчки и тряски, которым подвергается автомобиль:

  • Продольная раскачка, когда автомобиль наезжает на небольшие неровности дороги или едет по бездорожью. Передняя и задняя части автомобиля поднимаются и опускаются в противоположных направлениях. Пассажирам это ощущается как болтание вперёд-назад;
  • Боковая раскачка имеет место, когда корпус перекатывается вбок во время поворота или при движении по неровной дороге;
  • Подскоки - это подбрасывание вверх и вниз всего корпуса автомобиля при движении по волнистой дороге. Это нередко возникает при мягких пружинах;
  • При рысканье передние и задние части автомобиля двигаются вбок в противоположных направлениях, когда автомобиль переезжает большие неровности на дороге или движется по бездорожью. Пассажир воспринимает это как дёрганье из стороны в сторону.
  • Помимо этого колёса и оси, то есть неподрессоренный вес, испытывают толчки, называемые отскок, тремпинг и намотка.
  • Отскоком называют явление подскока ведущих колёс при резком старте или остановке автомобиля.
  • Тремпинг - колебание вверх и вниз правого и левого колеса в противоположных направлениях. Это часто имеет место в автомобилях с зависимой подвеской.
  • Намотка встречается в автомобилях с рессорами (листовыми пружинами). Такая рессора стремится как бы намотаться на ось под действием крутящего момента во время ускорения или торможения. Прогиб концов рессор меняется, вызывая этим тряску.

Система подвески должна отвечать ряду признаков, чтобы подавлять подобные колебания автомобиля и увеличивать комфортность и стабильность вождения.

Компоненты системы подвески

Существуют различные типы подвески. Возьмём для примера подвеску двухрычажного типа, чтобы разобраться в её компонентах.

  • Пружина смягчает толчки автомобиля со стороны дороги.
  • Амортизатор улучшает комфортность вождения, ограничивая свободные колебания пружины.
  • Стабилизатор предотвращает боковую раскачку автомобиля, а рычаг подвески удерживает колёса в надлежащей позиции.
  • Рычаг подвески ограничивает продольные и поперечные движения в результате действия на колёса разнонаправленных усилий. Но его конструкция допускает движения вверх-вниз. В нашем случае рычаг подвески разделён на верхний и нижний.

Теперь подробнее рассмотрим функции и конструкцию каждого компонента.

1) Пружина. В пружинах автомобиля используется свойство упругости, чтобы смягчить действие толчков, вызванных неровностями дороги на корпус автомобиля и на пассажиров. В подвесках используются пружины всевозможных типов, но наиболее часто применяются спиральные пружины. Их изготовляют из прутков специальной пружинной стали. Если к такой пружине прикладывается нагрузка, то весь пруток скручивается, а пружина сжимается, тем самым поглощается энергия внешнего усилия.

В листовых пружинах (рессорах) используется упругость стальных пластин при изгибе. Они состоят из нескольких изогнутых длинных и коротких пластин скреплённых вместе. Чем больше количество пластин, тем большую нагрузку могут выдерживать пружины. По этой причине листовые пружины в основном используются в автомобилях коммерческого назначения.

Торсионная пружина представляют собой пруток специальной пружинной стали, скручиванию которого препятствует упругость при скручивании. В то время, как в спиральных пружинах пруткам пружинной стали придаётся форма спирали, торсионная пружина представляет собой прямой пруток. Один конец торсионной пружины закреплён на раме или на другом конструктивном элементе корпуса, а другой конец на рычаге подвески. Торсионные пружины просты по конструкции и очень компактны, поэтому их часто применяют на объёмных автомобилях.

Пневматические пружины используют упругие свойства воздуха, его пружинистость во время сжатия. Пневматические пружины обеспечивают наибольшую комфортность вождения, поскольку давление воздуха можно регулировать в соответствии с нагрузкой на автомобиль. Но необходимо устройство регулировки давления, такое, как компрессор. Возрастает число компонентов, и подвеска усложняется.

Резиновые пружины, использующие упругость резины применяются главным образом в резиновых буферах и других элементах подвески.

2) Амортизатор. В то время, как пружины поглощают толчки, смягчая их, амортизатор регулирует колебание пружин и увеличивает комфортность вождения. Если пружину сжать или растянуть, возникающие в ней колебания не прекращаются сразу. Возникает нестабильность в работе, вырастает дискомфорт вождения. Амортизаторы сопротивляются движению вверх-вниз в такой мере, чтобы устранить возможность таких колебаний.

Устройство амортизатора

Рассмотрим амортизатор изнутри. Когда в цилиндр заполненный жидкостью вводится поршень с небольшим отверстием, жидкость протекает через это отверстие. Сопротивление течению создаёт демпфирующие усилия и сглаживает колебания пружины.

Разнообразные типы амортизаторов классифицируют по характеру их работы, конструкции и рабочей среде.

По характеру - однократного и многократного действия. Амортизатор однократного действия демпфирующие усилия только при растяжении. Когда амортизатор сжимается, клапан широко открывается и демпфирующее усилия не возникает. Амортизатор многократного действия создаёт демпфирующее усилие и при сжатии, и при растяжении. Клапан усиливает демпфирование при растяжении демпфера. Размер отверстий при растяжении такого амортизатора обычно больше, чем при сжатии. Большинство применяемых сейчас амортизаторов относятся к многократному типу.

По конструкции - одно- и двухцилиндровый.

По рабочей среде - гидравлические и газонаполненные.

Рассмотрим работу многократного двухцилиндрового гидравлического амортизатора. Он представляет собой два цилиндра - один в другом, с поршнем, который ходит по внутреннему цилиндру. Поршень снабжён клапаном, создающим демпфирующее усилие при растяжении амортизатора. При сжатии демпфирующее усилие возникает у основания цилиндра, в клапане основания. Внутренность цилиндра заполнена амортизирующей жидкостью. Полость резервуара, расположенного между внешним и внутренним цилиндром лишь на две трети заполнена жидкостью. Остальное заполняет воздух при атмосферном давлении. Когда внешнее воздействие заставляет пружину сжиматься, шток поршня движется вниз, увеличивая давление в полости под поршнем. Жидкость выбрасывается через необратимый клапан поршня в полость над ним. В то же время объём жидкости равным тому, который был вытеснен движением поршня в цилиндр, открывает клапан основания и проникает в полость резервуара. Сопротивление течению жидкости развивает демпфирующее усилие. Когда обратное воздействие двигает шток поршня вверх, возрастает давление в полости над поршнем. Жидкость открывает клапан поршня и перетекает в полость внизу, создавая демпфирующее усилие. Одновременно жидкость, в объёме равном тому, который был освобождён вытягиванием поршня из цилиндра, открывает необратимый клапан в основании и перетекает из полости резервуара в полость под поршнем. И в клапане основания, и в клапане поршня имеются отверстия постоянно открытые для течения жидкости. Если шток поршня движется медленно, такое устройство позволяет течению жидкости развивать незначительные демпфирующие усилия, когда оба клапана закрыты.

Рассмотрим действия многократного двухцилиндрового газонаполненного амортизатора. В не газовом амортизаторе резервуар содержит воздух при атмосферном давлении, контактирующий с жидкостью. В этом случае при резком воздействии на амортизатор воздух смешивается с жидкостью, вызывая аэрацию. Или же в области пониженного давления возникают газовые пузырьки, то есть кавитация. В результате снижаются демпфирующее усилие. Пузырьки, лопаясь, производят шум. В газонаполненном амортизаторе воздух заменён газом под большим давлением, который предотвращает это явление.

Конструкция и работа газонаполненных амортизаторов в основном такая же, как и гидравлических. Но в них кавитация и аэрация подавляются, поскольку на жидкость действует давление газа. В результате демпфирующее усилие становится более стабильным.

В амортизаторах одноцилиндровых многократного действия основа цилиндра заполнена азотом под большим давлением. Амортизатор типа ДюКарбон - самый типичный из одноцилиндровых демпферов. В цилиндре свободно перемещается вверх и вниз поршень. Накопительная полость, заполненная газом под давлением, расположена под поршнем. И жидкость, и газ полностью разделены свободным поршнем. Во время работы, когда внешнее воздействие сжимает пружины, поршень движется вниз. В результате жидкость под поршнем открывает клапан и перетекает в верхнюю полость, развивая демпфирующее усилие. Во время движения поршня жидкость под ним испытывает воздействие большого давления газа в нижней полости, которая заставляет её быстро и плавно перетекать в верхнюю полость. Этим достигает стабильность демпфирования. Когда внешнее воздействие движет поршень вверх, жидкость над поршнем открывает клапан и перетекает в нижнюю полость, развивая демпфирующее усилие. Во время движения поршня давление газа смешает свободный поршень вверх на расстояние, эквивалентное объёму жидкости, вытесненной поршнем при выдвижении из цилиндра. При этом свободный поршень передаёт его давление жидкости. В амортизаторе такого типа на жидкость всегда воздействует давление сжатого газа. Давление в жидкости не падает даже тогда, когда она движется с высокой скоростью. Поэтому кавитации не возникает. Аэрации также отсутствует, поскольку жидкость и газ полностью разделены.

Теперь рассмотрим стабилизаторы, которые уменьшают боковую раскачку кузова, возникающую при поворотах. Когда автомобиль движется по кривой, корпус наклоняется во внешнюю сторону кривой под воздействием центробежной силы. При слишком большом наклоне пропадает комфортность вождения, а колёса теряют контакт с дорогой, приводя к нестабильности управления. Особенно вероятно такое явление при независимой подвеске. Наличие стабилизатора не только уменьшает наклон корпуса, вызванный центробежной силой, но и увеличивает ведущую силу колёс. Обычно концы стабилизатора присоединены к левому и правому нижнему рычагам подвески. Середина стабилизатора прикреплена к раме или к элементу конструкции днища. Когда левое и правое колёса смещаются одновременно на одну величину вверх или вниз, стабилизатор не воспринимает усилие скручивания, и не оказывает сопротивления. Но во время поворота внутренняя часть колеса теряет контакт с дорогой, а внешнее - прижимается к ней. При этом стабилизатор испытывает усилие скручивания. Возникающее в нём сопротивление уменьшает наклон автомобиля, удерживая корпус в горизонтальном положении.

Если в увеличении комфортности вождения подвески применены мягкие пружины, или используется независимая подвеска, наклон корпуса особенно заметен при поворотах. Поэтому подобного рода стабилизатор обычно используется в передней подвеске. Впрочем, иногда его используют и в задней подвеске.

Типы систем подвески

Подвески разделяются на два типа в зависимости от их конструкции:

а) Подвески с жёсткой осью, или зависимые подвески. В зависимой подвеске с жёсткой осью левое и правое колёса объединены единой осью. Подвеска соединяется с корпусом посредством пружин. Конструкция проста и прочна. Но если одна сторона наезжает на неровность, то весь автомобиль наклоняется. Поскольку левое и правое колёса взаимодействуют между собой, тряска и толчки становятся более значительными.

b) Независимые подвески. Независимая подвеска позволяет левому и правому колёсам двигаться вверх-вниз независимо. Когда одна сторона автомобиля преодолевает неровность, автомобиль раскачивается значительно меньше, чем при подвеске с жёсткой осью. Независимая подвеска ограничивает движение корпуса, обеспечивает комфортность вождения и стабильность управления. Но её конструкция довольно сложна.

Устройство зависимой подвески

Рассмотрим другие типы зависимой подвески с жёсткой осью:

  • Листовая пружина (рессора). В такой подвеске рессора смягчает толчки, получаемые со стороны дороги. Рессора также выполняет функцию рычага подвески, удерживая ось на месте, а значит - не требуется системы ограничителей для поддержания надлежащего положения оси. Эта конструкция простая, но довольно жёсткая. Поэтому она применяется в основном в автобусах и грузовиках.
  • Спиральные пружины. В основном используются в четырёхзвенной подвеске. В данном типе подвески пружины не могут удержать ось на месте. Поэтому она снабжается двумя парами контрольных рычагов - слева и справа. Два нижних контрольных рычага длинные, а другая пара верхних рычагов короткие. Они ограничивают продольные перемещения задней оси. Поперечная тяга не допускает смещения вбок.

Поскольку все рассмотренные рычаги удерживают ось в нужном положении, можно применять мягкие пружины, чтобы обеспечить комфортность вождения. Спиральные пружины используются в подвеске с продольным рычагом и балкой скручивания. Продольные рычаги в этой подвеске поддерживают ось спереди, ограничивая продольные перемещения.

От боковых перемещений предохраняет поперечная тяга. Подобная конструкция проста и компактна. Она способствует мягкому комфортному движению. Эта конструкция применяет в задней подвеске компактных автомобилей с передним расположением двигателя и передним приводом.

Устройство независимой подвески

Теперь обратимся к независимой подвеске. Типичным примером является двухрычажная подвеска. Два рычага - верхний и нижний - напоминающие птичью грудную кость удерживают колесо от перемещения в продольном и поперечном направлении. Этот тип подвески широко применяется для передних и задних осей моделей с передним двигателем и задними приводными колёсами.

Устройство подвески макферсон

Этот тип Макферсона со стойкой амортизатора широко применяется в передних и задних подвесках моделей с передним двигателем и передним приводом. Название со стойкой амортизатора дано потому, что демпфер одновременно служит опорой для подвески, особенно при использовании в передней подвеске. Другое название подвески дано по имени её конструктора. Верхний край стойки, где расположен амортизатор, укрепляется на корпусе автомобиля. Нижний край, образующий единый блок с поворотным кулаком, соединяется с корпусом через нижний рычаг. Стойка работает и как звеноограничитель, и вместе с нижним рычагом ограничивает продольные и боковые перемещения оси. Кроме того, опора может свободно вращаться или выступать в роли поворотной оси. Для подобной подвески характерно небольшое количество деталей, каждая из которых имеет несколько функций и мало весит. Эта подвеска подходит для компактных лёгких автомобилей, поскольку требует небольшого пространства.

Система подвески играет важную роль в обеспечении как основных действий автомобиля - движение, поворот, остановка, так и в обеспечении комфортности вождения и стабильности управления. Существуют много других типов подвесок и постоянно разрабатываются всё новые.

Устройство подвески автомобиля подробно

Жанр статьи - Автомобили

ПОДКАТЕГОРИИ: