Устройство передней подвески автомобиля

Общие сведения о подвеске автомобиля

Основной компонент ходовой части автомобиля — это подвеска. От системы амортизации зависит непосредственно комфорт и безопасность передвижения. Реализация энергии движения авто и гашение колебаний от дорожного покрытия является основной задачей подвески. Ходовая часть автомобиля постоянно совершенствуется. Устанавливаются более качественные узлы и агрегаты, которые делают конструкцию более надежной, а езду — безопасной.

Первые подвески появились гораздо раньше введения автомобилей в эксплуатацию. Они устанавливались на каретах конных экипажей для преодоления неровных дорог. Тогда впервые колеса стали перемещаться в вертикальной плоскости независимо от кузова. Устройство подвески практически не изменилось и на первых автомобилях, максимальная скорость которых составляла не более 30 . Но со временем конструкция совершенствовалась. Рассмотрим несколько популярных видов передней подвески, их конструктивные отличия и особенности.

Основные компоненты

На сегодняшний день каждый автопроизводитель использует те или иные «фишки» в передней подвеске машины. Но практически всегда преследуются одни и те же цели, а именно:

повысить уровень комфорта;
снизить уровень шума;
улучшить управляемость;
сделать обслуживание максимально простым;
сделать узел максимально безопасным и долговечным.
Между всеми ведущими автоконцернами с каждым годом нарастает конкуренция. Именно поэтому каждый производитель старается сделать ходовую часть максимально адаптированной к любым дорожным условиям. Но независимо от устройства передней подвески, она состоит из таких элементов, как стабилизатор, амортизатор, упругий элемент, направляющая часть и колесная опора. А вот реализация у всех разная. Давайте более детально остановимся на каждом компоненте.

Упругие элементы

Они разделяются на металлические и неметаллические. К первым относятся рессоры, которые в автомобилях начали использоваться достаточно давно. По конструкции это набор из металлических пластин различной длины, которые соединены между собой. Рессоры не только эффективно перераспределяют нагрузку, но и неплохо амортизируют. Кроме того, они долговечны и просты в обслуживании. Очень часто они используются в подвеске грузовиков. Наиболее распространенными металлическими элементами являются пружины. Они бывают постоянной и переменной жесткости. Если диаметр прута по длине не изменяется, то жесткость постоянная, когда же он меняется — переменная.

Неметаллические детали — это упругие элементы (отбойники, буферы). Они также отвечают за амортизацию и перераспределение нагрузок. Яркий пример неметаллических деталей передней подвески — гидропневматические или же пневматические камеры. Такая конструкция подвески позволяет изменять клиренс автомобиля и обеспечивает максимальную плавность хода. Обычно устанавливается пневматика или гидравлика на авто премиум-класса.

В подробностях о направляющей части автомобиля

Основная задача узла заключается в удержании колес в правильном положении и поддержании траектории. Помимо этого, направляющая часть отвечает за эффективное соединение кузова и амортизатора, а также передачу энергии движения. К основным элементам узла стоит отнести следующие детали: рычаг передней подвески, стойки и шарнирные соединения.

Обеспечение необходимой устойчивости транспортного средства на дороге достигается за счет наличия в конструкции стабилизатора поперечной устойчивости. Он призван уменьшить крен кузова автомобиля при входе в поворот и снизить центробежную силу, приводящую к опрокидыванию машины. Поведение автомобиля на дороге во многом зависит от жесткости стабилизатора, который является торсионом. Чем он мягче, тем больше ход подвески и плавность. Жесткость улучшает управляемость, но снижает другие параметры. Обычно обе оси авто оснащаются стабилизаторами. Если же задняя подвеска торсионная, то они ставятся только на переднюю ось.

Немного об амортизаторах

Независимо от типа ходовой, передняя подвеска «Ваз» и «Ауди» оснащается амортизационными стойками. Они необходимы для гашения колебаний колес от дорожного полотна. Помимо этого, стойки обеспечивают плавность хода и постоянный контакт колеса с дорожным полотном. В настоящее время используется два типа амортизаторов:
Однотрубный. Наполнен газом. В конструкции стойки предусмотрен один рабочий цилиндр, в нижней его части — камера, находящаяся под давлением 2-3 МПа. Между цилиндром и камерой стоит плавающий клапан. Он находится под постоянным давлением газа. Основное преимущество такой стойки заключается в том, что при интенсивной работе нет эффекта эмульгирования (вспенивания масла). Поэтому такая стойка не перегревается, обеспечивает лучшее демпфирование и предусматривает установку в любом положении.

Двухтрубный. Состоит из пары цилиндров различного диаметра, один находится внутри другого. Во внутреннем цилиндре — шток с поршнем. Сообщение с внешним цилиндром реализовано через донный клапан. Внешняя камера заполнена воздухом для компенсации объема при движении штока амортизатора. Основными преимуществами считается дешевизна и простота. Недостатки — низкая эффективность охлаждения и снижение качества работы при длительной эксплуатации в тяжелых условиях.

Подвеска «МакФерсон»

Автомобили малого или среднего класса чаще всего оснащаются именно такой конструкцией подвески. Ключевое отличие от других видов заключается в том, что нижний рычаг передней подвески используется совместно с телескопической стойкой. Упругий элемент (пружина) располагается непосредственно на стойке, поэтому основное усилие от массы авто приходится на ее центр. Нижний рычаг необходим для контроля траектории перемещения колес при воздействии продольных и поперечных усилий. Конструкция особенно актуальна для переднеприводных автомобилей. Для повышения устойчивости и снижения крена устанавливается стабилизатор. Обычно он выполняется в виде изогнутого прута, который путем шарнирного соединения крепится к рычагу или стойкам.

Двойные поперечные рычаги

Этот вид подвески смело можно назвать более сложным и дорогостоящим в изготовлении. Обычно используется на авто выше среднего класса. Принцип действия такого узла заключается в том, что качание колесной ступицы ограничивается пружиной (если убрать верхний рычаг). Но так как ступице необходима еще и верхняя опора, то используют два рычага, которые соединены с помощью шаровой опоры.
Примечательно еще и то, что верхний рычаг всегда меньше нижнего. Сделано это для сохранения перпендикулярного положения колеса во время движения. Основные преимущества подвески на двойных поперечных рычагах заключаются в том, что имеется несущая балка, позволяющая демонтировать всю подвеску единым узлом. Также такая конструкция существенно улучшила управляемость. Но есть тут и свои минусы — сложность ремонта и дороговизна обслуживания за счет плотной компоновки.

Передняя подвеска «Рено Логан»

Французский автомобиль на передней оси оснащается «МакФерсоном». Это обеспечивает не только хорошую управляемость автомобилем, но и высокий уровень комфорта. Конструкция и принцип действия выглядят следующим образом. В основе всего лежит подрамник. К кузову он крепится через сайлентблоки, что необходимо для гашения вибраций и колебаний. Именно на подрамнике установлен узел передней подвески. Он состоит из пружины и амортизатора. Стойка сверху крепится в специальную чашу, которая находится в крыле, а снизу — к поворотному кулаку. Помимо этого, в конструкции имеется стабилизатор поперечной устойчивости, рычаг, а также поворотный кулак. Стоит обратить внимание на то, что «Логан» имеет очень прочную ходовую, которую многие автомобилисты называют «неубиваемой». Правда, все зависит от дорог, по которым передвигается транспортное средство. Установка оригинальных деталей гарантирует длительную работу узла.

Передняя подвеска «Ниссан Альмера»

Автомобили Nissan этой модели оснащаются независимой подвеской типа «МакФерсон». Она имеет два поперечных рычага, которые выполнены в форме треугольника. Стабилизатор поперечной устойчивости имеется не на всех авто. Амортизатор двухтрубный газонаполненный, а пружина передней подвески — постоянной жесткости. Между верхней чашкой и пружиной стоит упорный шарикоподшипник. Он позволяет корпусу стойки и пружине проворачиваться вокруг своей оси. При этом шток остается в неподвижном состоянии.

Какой тип подвески лучше?

Однозначного ответа на вопрос просто нет. Все зависит от условий эксплуатации транспортного средства. К примеру, «МакФерсон» — это отличное бюджетное решение для большинства автомобилей малого класса. Комфорт находится на должном уровне, а обслуживание предельно простое и недорогостоящее. А вот многорычажная независимая подвеска — это уже несколько другой класс. Тут для замены шаровой переднего верхнего рычага придется потрудиться. Следовательно, обслуживание обойдется в копеечку. Но управляемость и комфорт тут на порядок выше. Что касается зависимой подвески, то в настоящее время на легковых авто она практически не используется.

Подведем итоги

Мы рассмотрели основные типы передних подвесок, используемых в современных транспортных средствах. Каждое из решений имеет свои преимущества и недостатки. Но стоит сказать, что обслуживать необходимо как «МакФерсону», так и многорычажку, ведь вырванная на полном ходу шаровая опора нередко приводит к серьезной аварии и даже летальному исходу. Стоит отметить, что передняя ось испытывает большие нагрузки, поэтому она должна регулярно обслуживаться. В противном случае может понадобиться замена передней подвески. Рекомендуется установка только оригинальных запасных частей. Дважды менять шаровую опору, когда работа стоит вдвое дороже детали, вряд ли кто-либо захочет. Поэтому лучше с первого раза приобретать качественные запчасти, пускай они и стоят не всегда дешево.

Источник: fb.ru

что к чему :: SYL.ru

Для того чтобы понимать свой автомобиль, необходимо знать его устройство. В данной статье речь пойдет о передней подвеске автомобиля, в том числе будет рассмотрено ее устройство.

Устройство подвески автомобиля
Подвеска автомобиля рассматривается в данном случае как система механизмов и деталей, которые соединяют корпус автомобиля с колесами. Она служит для снижения динамических нагрузок путем распределения их равномерно между ведущими элементами при движении, к тому же она улучшает тяговые свойства автомобиля.

Подвеска автомобиля

Устройство подвески автомобиля может быть различным, т.к. подвески подразделяют на зависимые и независимые. В случае с зависимой подвеской колеса связаны с упругими элементами жесткой балкой (например, передняя ось), а в случае с независимой – каждое колесо связано с подвешенной частью специальным направляющим аппаратом (стойки, например). Это позволяет правому и левому колесу на одной оси перемещаться в вертикальном направлении независимо друг от друга. Также подвески подразделяются на пружинные, торсионные и пневматические. Например, у легковых автомобилей передняя подвеска может включать в себя пружины или торсионы. У грузовых же  можно встретить в конструкции независимой подвески рессоры.

Устройство передней подвески

Устройство передней подвескиЧаще всего на легковых автомобилях она является независимой. Самая известная и широко используемая передняя подвеска сегодня — это «качающаяся свеча» или «Макферсон» (название произошло от имени изобретателя). Она состоит из телескопических гидравлических амортизаторных стоек, витых цилиндрических пружин, стабилизатора поперечной устойчивости,  а также рычагов. Причина, по которой эта подвеска используется и по сей день – простота и небольшой размер конструкции, минимум шарнирных соединений, а также большое расстояние между опорами, которое позволяет снизить передаваемое на кузов усилие.

Из чего сделан «Макферсон»?

Передняя подвеска
Несмотря на свою простоту и компактность, передняя подвеска все же имеет довольно сложную конструкцию. Рассмотрим ее более подробно. Начнем со стабилизатора поперечной устойчивости. Он служит для того, чтобы уменьшить боковые крены при повороте автомобиля. Стабилизатор – это упругая штанга в виде буквы П, изготовленная из пружинной стали. Она закреплена в центральной части кузова с помощью шарниров, причем ее концы соединены с подвижными частями подвески. Этот механизм уменьшает угол крена автомобиля, закручиваясь и изменяя свою жесткость. Иногда не только передняя подвеска имеет этот стабилизатор, но еще и задняя.

Пружины

Пружины – это упругий элемент подвески. Их основные функции – обеспечение определенного клиренса (высоты кузова над дорогой), а также спасение автомобиля от неровностей дороги. От типа пружин зависит грузоподъемность транспортного средства и комфорт (они могут быть стандартными, усиленными, повышающими или понижающими, а также специальными).

пружины

Стойка амортизатора

Передняя подвеска не обойдется без стойки амортизатора. Она состоит из самого амортизатора (демпфирующее устройство), рессоры и креплений. Амортизатор, в свою очередь, является цилиндром, который наполнен жидкостью или газом, а внутри у него перемещается поршень, который закреплен на штоке.

Стойка амортизатора

Стоить отметить, что своевременная проверка и обнаружение поломки в подвеске автомобиля сохранит его владельцу драгоценное время и деньги.

Независимая подвеска. Типы, устройство и принцип работы.

Подробности
Автор: Сергей
Категория: Подвеска
Опубликовано: 01 октября 2015
Просмотров: 35665

Независимая подвеска – это самый распространенный вид подвесок, которые отличаются от зависимых тем, что колеса на одной оси не имеют такой жесткой связи, перемещение одного колеса не влияет на другое, либо влияет, но совсем немного. Разновидностей независимых подвесок немало, поэтому однозначного мнения на счет них нет. Сейчас самыми популярными являются многорычажные и типа «макферсон» независимые подвески, которые отличаются относительно неплохими кинематическими характеристиками и небольшой ценой.

Типы независимых подвесок.

Подвески с качающимися полуосями. Такие подвески используют две полуоси вместо одной неразрезной. При этом каждая полуось закреплена на шасси при помощи шарнира, что обеспечивает перпендикулярное положение колеса в отношении своей полуоси. Из-за этого осуществляется независимое подрессоривание колес, что влияет на изменение в больших пределах колеи и развала. Причем, колея и развал тем больше, чем короче полуоси. Кроме этого, при поворотах боковые силы подвески стремятся подбросить автомобиль, что не очень хорошо влияет на его устойчивость.

Подвески на продольных рычагах. Конструкция этой подвески предусматривает, что каждое колесо на одной оси прикреплено к рычагу, который закреплен на кузове или раме подвижно. При работе этой подвески меняется колесная база транспортного средства, при этом изменения могут быть разными с обеих сторон, но колея остается постоянной. Устойчивость подвески при поворотах не очень хорошая, колеса поворачиваются вместе с кузовом, что негативно влияет на сцепку шин с дорогой. Продольные рычаги берут на себя всю нагрузку, исходящую из всех направлений. Поэтому такой подвеске не хватает жесткости, утяжеления. Кроме этого, в таких типах подвесок центр крена расположен очень низко, что неблагоприятно влияет на заднюю подвеску. Из-за большой поворачиваемости на заднеприводных автомобилях установка задней подвески на продольных рычаг быстро приведёт к непригодности. Плюсом же является то, что между рычагами можно сделать ровный пол в автомобиле, что увеличивает объем салона. Такую подвеску часто используют на легких прицепах.

Подвеска «Дюбонне». На некоторых автомобилях первой половины 20 века (Chevrolet, Opel Kadett) спереди была установлена продольно-рычажная подвеска, которую назвали «Дюбонне», по имени французского гонщика. На каждом борте был рычаг и реактивная тяга. Рычаг такой подвески воздействовал на пружину, находящуюся в цилиндрическом кожухе с амортизаторной жидкостью. А реактивная сила соединялась с этим кожухом, передавая на него реактивные усилия во время торможения. В те времена эта конструкция была популярнее подвески на двойных поперечных рычагах, т.к. предоставляла независимое подрессоривание передних колес за меньшую стоимость. Но в дальнейшем такой тип подвески не был распространен, т.к. жидкость из кожуха постоянно подтекала.

Независимая подвеска на двойных продольных рычагах. Конструкция этой подвески имеет с каждой стороны по два продольных рычага, объединенных в параллелограмм. Сначала такая подвеска использовалась на передней оси заднемоторных малоскоростных автомобилей: «Запорожец», «Фольксваген Жук», первые модели «Порше». Главным плюсом этой независимой подвески является хорошая компактность в вертикальном и продольном направлениях. Из-за того, что поперечина подвески находится впереди оси передних колес, салон автомобиля позволяет расположить ноги водителя между арками этих колес. Таким образом, можно уменьшить длину транспортного средства, но при этом багажник впереди был небольшим.

Подвеска на косых рычагах. Этот тип является усовершенствованной подвеской на продольных рычагах. Применяется на задней ведущей оси. Конструкция подвески минимизирует изменение колесной базы, а также уменьшает влияние кренов на наклон колес. Но взамен подвеска дает реакцию на изменение подачи топлива при повороте. При усилении подачи топлива во время поворота, задняя часть автомобиля «приседает», что приводит к развалу передних колес. И наоборот, при уменьшении подачи топлива передняя часть опускается, а задняя подымается.

На двойных поперечных рычагах. На каждой стороне такой подвески имеется два рычага, которые подвижно крепятся на раму или кузов внутри, а снаружи соединяются также со стойкой колеса. Как правило, верхние рычаги данной подвески короче нижних, что устраняет изменение колеи. Преимуществом данного типа является возможность задать все параметры подвески, ее характер при работе. Это касается изменения колеи, развала колеса, высоты центров крена, как продольное, так и поперечное и т.д. Данный тип очень популярен на спорткарах.

Подвеска «макферсон». Данная подвеска имеет направляющую стойку с дополнительным нижним рычагом, что дает возможность качаться при работе верхнего упругого шарнира. «Макферсон» является продолжением свечной подвески, где поворотный кулак скользит вниз или вверх по закрепленной на раме точеной или трубчатой направляющей, которая и обеспечивает поворот. Тип «макферсон» сейчас очень распространен. Он весьма дешевый, простой, компактный.

Многорычажная подвеска. Обычно являются подвидом подвески на двойных поперечных рычагах. Используются в качестве задних подвесок на заднеприводных автомобилях. Продолжительное время подвеска на двойных поперечных рычагах применялась как передняя, потому что задняя подвеска была чувствительна к продольным силам, которые возникали при торможении или изменении подачи топлива. Со временем конструкторы придумали как улучшить управляемость и устойчивость автомобиля. Первой такую подвеску испытал Porsche 928 ,в котором передняя часть рычага под воздействием тормозной силы подавалась немного в сторону, что повлияло на положительное схождение колеса. Таким образом, «ввинчивание» уже не было. Разновидностью такой подвески есть «макферсон», где установлены дополнительные рычаги для подруливания.

Преимущества и недостатки независимых подвесок.

Такие подвески в основном используются на легковых автомобилях. Они более мягче переносят все выбоины на дорогах. Одно колесо, попадая в яму, не влияет на другое, что делает поездку намного комфортнее. Если автомобиль попадает в большую яму, то меньше риск перевернуться, чем у машин с зависимой подвеской. С независимой подвеской автомобили лучше повинуются, они более безопасны. Больше идет сцепление с дорогой, что хорошо заметно на высоких скоростях.

Недостатки таких подвесок в том, что у них больше вероятности выйти из строя, чем у зависимых. Это проявляется при езде на горной дороге, когда одно колесо наезжает на препятствие, а второе в это время идет по своей траектории. Таким образом, клиренс становится меньше, дно автомобиля может повредится.

Устройство и принцип работы двухрычажной подвескиПодвеска автомобиля

Понятие подвески вошло в обиход еще на заре автомобилестроения. Но собственных разработок в то время еще не было и автомобили получили этот узел по наследству от гужевых повозок. Такие моменты, как мягкость, комфорт, управляемость даже не упоминались.

При максимальной скорости первых автомобилей в 6 км/ч эти вопросы были совсем не актуальны. Но со временем подвески на продольных эллиптических рессорах стали непригодными для эксплуатации.

На больших скоростях требования к шасси изменились, поэтому в довоенные годы была изобретена двухрычажная конструкция, которая успешно применяется до настоящего времени.

Устройство двухрычажной подвески

Двухрычажную подвеску можно назвать прототипом других конструкций, так как ее видоизменение привело к ряду новых решений. Разделение верхнего рычага на два отдельных вывело в свет подвеску на двойных поперечных рычагах. А замена верхнего рычага телескопической стойкой лежит в основе идеи МакФерсона.

Двухрычажная подвеска, как видно из названия, состоит из двух поперечных рычагов, верхнего и нижнего, которые установлены один под другим.

Нижний рычаг крепится подвижно к кузову. Следует подробно описать способ крепления. Дело в том, что несущей частью такой подвески является балка или подрамник. Такое решение спровоцировано огромными нагрузками на кузов, которые приводили к его разрушению. Подвижность рычага обеспечивают сайлентблоки.

Верхний рычаг может крепиться к кузову или к балке. Это не так принципиально, потому что вся нагрузка уходит на пружину, а верхний рычаг играет роль опоры для ступицы. С противоположных сторон на рычагах конструируются шаровые опоры для крепления поворотного кулака и обеспечения его вращения относительно вертикальной оси.

Основным упругим элементом, принимающим на себя все удары при проезде неровностей, является пружина. Она выполняется с разным шагом витков, чтобы избежать резонанса.

Еще один элемент, гасящий колебания — амортизатор. Амортизатор вместе с пружиной упираются в нижний рычаг и закреплены на кузове. В некоторых вариантах исполнения подвески они ориентированы соосно. Но по причине экономии места в ряде случаев амортизатор выносят за пределы пружины.

Принцип работы

Все устройство подвески предназначено для выполнения ею своих прямых задач: обеспечения связи колес и кузова, снижения доли колебаний, передающихся на кузов, и обеспечения постоянного сцепления колес с дорожным покрытием.

Первая задача выполняется посредством шаровых опор. Это шарнирные соединения, на которых цапфа выполняет вращение при повороте рулевого колеса. Не стоит забывать и про несущую функцию опор, поэтому их состояние должно периодически диагностироваться.

Подвижность рычагов относительно кузова позволяет им участвовать в колебательных движениях. А пружина уменьшает амплитуду колебаний и гасит их за счет сил упругости. В результате работы подвески, усилие передается от колеса, попавшего на неровность, к рычагу, далее — к пружине. Амортизатор тоже принимает участие в гашении колебаний.

Третья задача двухрычажной подвеской выполняется настолько эффективно, что ее до сих пор применяют на скоростных машинах. Рычаги имеют A или U-образную форму. Расширение у основания позволяет закрепить рычаг к кузову в двух точках. Две точки опоры защищают всю подвеску от продольных смещений во время разгона или торможения.

Верхний рычаг имеет меньшие габариты, по сравнению с нижним. При движении колеса вверх изменяется угол его развала. Таким образом, даже во время кренов на повороте, плоскость колеса остается перпендикулярной дороге. В связи с этим достигается отличная управляемость автомобиля.

Преимущества подвески

  • Конструкция, собранная на балке, представляет подвеску, как единый узел. Имеется возможность ее полного демонтажа с автомобиля, что очень удобно при проведении ремонтных работ. Подрамник или балка защищают кузов, принимая основные сильные удары на себя.
  • Управляемость автомобиля обусловлена не только изменением угла развала при качании рычагов, но и вообще возможностью регулировки углов установки колес, которую дает такой тип подвески.
  • Возможность установки на спортивные автомобили расширяет границы применимости двухрычажной подвески. Некоторые разработчики устанавливают ее даже на заднюю ось.
  • Надежность. Основными расходными материалами при ремонте подвески служат амортизатор, сайлентблоки и шаровые опоры. Остальные элементы имеют практически неисчерпаемый ресурс.
  • Ремонтопригодность. Малое количество деталей делает ремонт и диагностические работы доступными для самостоятельного выполнения.

Основные недостатки

  • Большие габариты. Конструкция и способ установки верхнего рычага отбирает полезное место багажника или подкапотного пространства. В связи с этим, разработчики редко используют такой тип подвески в качестве задней и в качестве передней для переднеприводных автомобилей, где предусмотрено поперечное расположение силового агрегата.
  • Стоимость ремонта. Современные автомобили имеют подвески с алюминиевыми рычагами для уменьшения веса конструкции. Но такие рычаги не подразумевают замену сайлентблоков или шаровой опоры. Весь узел поставляется в сборе. В итоге, замена шаровой сведется к замене всего рычага, что существенно ударит по бюджету автовладельца.
  • Применение балки не только увеличивает габариты, но и массу подвески, что повлечет за собой лишние затраты на топливо.

О том, насколько удачна та или иная конструкция, судить можно только по опыту в эксплуатации. Двухрычажная подвеска в этом отношении прошла испытания временем. Несмотря на многочисленные дополнения и усовершенствования, ее в изначальном виде применяют лидеры автомобилестроения. Российскому же пользователю такой тип подвески знаком по классическим моделям ВАЗа.

назад Все что нужно знать о подвеске на двойных поперечных рычагах Вперед Следующая запись

Похожие статьи




Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о