Устройство, виды и принцип работы подвески автомобиля

Различные типы подвесок

Укрупнённо подвески подразделяются на зависимые, независимые и полузависимые. В последних связь между колёсами оси имеется, но она обладает заданной упругостью, в отличие от жёсткой связи в зависимых конструкциях или отсутствия таковой при независимой организации. Наличие стабилизаторов поперечной устойчивости хотя и обеспечивает данную связь, но тип подвески не изменяет.

Простейшие зависимые подвески

Зависимый тип подвески подразумевает наличие жёсткой связи между колёсами одной оси. Обычно это металлическая балка или кожух ведущего моста. Упругие и демпфирующие элементы могут быть разного типа, на принципиальную схему подвески это не влияет, только не конструктив направляющего аппарата. Например, использование рессор в силу их достаточной поперечной жёсткости позволяет отказаться от дополнительных рычагов или тяг. Иногда дополняется стабилизатором поперечной устойчивости в виде скручивающегося стержня из пружинной стали.

На легковых автомобилях зависимая подвеска с неразрезным мостом или балкой практически не используется, поскольку обладает значительными неподрессоренными массами, что снижает общий комфорт. Управляемость также трудно обеспечивать из-за влияния хода одного из колёс оси на положение второго относительно дороги. При этом такая подвеска обладает высокой прочностью, проста и надёжна. Применяется на внедорожниках и грузовых автомобилях.

Часто на бюджетные автомобили устанавливается полунезависимая схема, когда балка имеется, но она обладает упругой эластичностью. Такой тип совмещает простоту с приемлемой управляемостью.

Независимые

Независимые схемы отличаются широкими возможностями для совмещения взаимоисключающих требований. Здесь каждое колесо обладает запрограммированной свободой перемещения и не влияет на прочие. Конструкция в целом более сложная, но обеспечивает наилучшие условия для работы колёс во всех условиях, от шоссейных видов автоспорта до внедорожной езды.

У каждого колеса имеется свой направляющий аппарат, упругие и демпфирующие узлы. Возможно независимо организовывать траектории перемещения ступичных узлов в любых положениях. Достигается максимальный комфорт при сохранении управляемости. Некоторые неудобства доставляет изменяющийся при работе подвески клиренс автомобиля.

Параллелограммного типа

Направляющий аппарат такой подвески представляет собой два А-образных рычага, верхний и нижний, между которыми на шаровых шарнирах размещается кулак со ступицей. Схематично это представляет собой параллелограмм, благодаря чему плоскость вращения колеса при рабочих ходах не изменяет своего угла относительно дороги, что даёт надёжную сохранность пятна контакта.

Двухрычажная подвеска достаточно проста, но при этом гарантирует управляемость, отсюда её применение даже в самых продвинутых дисциплинах автоспорта. Однако сложности компоновки сильно ограничивают её использование в гражданских легковых автомобилях, где гораздо чаще закладываются иные конструкции.

Многорычажные

Выполнить направляющий аппарат достаточно компактным и вместе с тем точно работающим позволяет многорычажная схема. Её особенность заключается в обеспечении сложной траектории движения колеса, которую нельзя получить двумя рычагами. Такая подвеска сможет максимально сохранить контакт с дорогой при продольных и поперечных кренах кузова, в любой точке рабочего хода от нижнего положения к верхнему. Реализуется и подруливающий эффект, важный для стабилизации машины в поворотах. При этом рычаги компактны и хорошо компонуются в ограниченном пространстве колёсных арок.

МакФерсон

Одна из самых популярных подвесок свечного типа. Состоит из телескопической амортизационной стойки с надетой на неё пружиной. Сверху имеется поворотная опора с подшипником, снизу треугольный рычаг с шаровой опорой и сайлентблоками. Наиболее простая и компактная конструкция с неплохими характеристиками, что вызвало самое широкое её применение на подавляющем числе легковых автомобилей массового производства.

Специальные спортивные

Применение в автоспорте, а также на мощных скоростных автомобилях, накладывает на подвески особые требования. Заключаются они в выделении из общего набора функций наиболее важных для управляемости. Отсюда решения в виде регулируемых амортизаторов и упругих элементов, размещение их в кузове для предельного снижения неподрессоренных масс, исключение податливых сайлентблоков с заменой их на жёсткие шаровые шарниры. Хода подвесок могут быть экстремально большими или минимальными, в зависимости от вида спорта. Нечто подобное используется и в спорткарах.

Основные элементы магнитной подвески.

Каждая электромагнитная подвеска состоит из определенного набора компонентов, обеспечивающих выполнение главной ее задачи:

• Упругие конструкции, обладающие возможностью приема и передачи приложенных по вертикали сил.
• Направляющие конструкции, формирующие схему движения колес транспорта, а также обеспечивающие связь колесного ряда между собой. Направляющие также отвечают за прием и передачу сил, приложенных по горизонтали.
• Амортизирующие элементы, основная задача которых заключается в понижении силы колебаний кузова при перемещении на плоскости дороги.

Обычные представители современных подвесок состоят из множества элементов, каждый из которых может выполнять широкий ряд задач. Но в то же время это поразительно сложные механизмы, каждая составляющая которого обладает уникальными свойствами. Такой подход к технологиям производства подвесок обеспечивает хороший прирост в показателях управляемости, комфортабельности и устойчивости транспортного средства.

ЭМ-подвески также обладают всеми вышеперечисленными компонентами, только в более совершенном, технологически улучшенном их варианте. Магнитная подвеска – это особый механизм, основой которого является электрический двигатель. Двигатель обладает двумя режимами хода, обеспечивающихся наличием упругого и демпфирующего элемента. За переключение между ними отвечает особый микроконтроллер. За счет подобной конструкции ЭМ-подвеска способна исполнять роль обычного автомобильного амортизатора.

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.

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.

Ходовая часть: устройство,принцип работы,ремонт,диагностика

Без ходовой части автомобиль попросту не смог бы двигаться, поскольку силовой установке вместе с трансмиссией и приводом попросту некуда бы было передавать крутящий момент.

Ходовая часть авто включает в себя колеса, которые и воспринимают этот крутящий момент, вращаются и передвигают автомобиль. Однако это не основная задача ходовой части. Автомобиль передвигается не по идеально ровной поверхности, всегда на дороге имеются изгибы, выступы, ухабы, ямы и т. д.

Если бы колеса крепились к кузову авто или раме без подвески – второй составляющей ходовой части, то о комфортабельности говорить бы не приходилось – практически все неровности сразу бы передавались на кузов, лишь немного снижаясь амортизацией пневматической шиной колеса. Так что ходовая часть не только приводит в движение авто, но еще и обеспечивает комфортабельность путем снижения колебательных движений от колеса на кузов.

Подвеску, снижающую колебательные движения, начали применять еще до появления самого автомобиля. Некоторые кареты оснащались элементами из пружинистой листовой стали. Данные элементы состояли из двух стальных дуг, соединенных между собой шарнирно. Верхняя дуга крепилась к самой карете, а нижняя – к оси колес. При движении эти пружинистые дуги частично воспринимали на себя и гасили вибрацию от оси колес. Подвеска кареты и стала прообразом зависимой подвески автомобиля.

Суть же самой подвески – возможность вертикального перемещения колеса относительно кузова или рамы при движении по неровностям. Благодаря элементам подвески воздействие, которое воспринимает колесо от дорожного покрытия, не передается на кузов, а поглощается. То есть, крепление колеса в автомобиле является не жестким относительно кузова.

УСТРОЙСТВО ХОДОВОЙ ЧАСТИ

Ходовая часть автомобиля состоит из колес, моста, подвески и рамы или кузова. Может иметь место наличие дополнительных элементов, однако главная роль отдана вышеперечисленным деталям. Каждый элемент играет свою роль, но их общая цель – свести к минимуму колебания, тряску и иные вибрации автомобиля во время езды – в этом и заключается функция ходовой части.

Рама и кузов являются костяком, к которому крепятся основные элементы подвески. Рама принимает участие в формировании ходовой. Для легковых автомобилей используется кузов, и именно к нему крепятся элементы ходовой части, а остальные элементы крепят к каркасу.

Чем прочнее железо кузова, тем лучше автомобиль будет переносить тяготы бездорожья. Остальные участки обшивают профильным листом, который стоек к коррозии.

Подвеска служит для смягчения неровностей и гасит колебания, провоцирующие неровности на поверхности дорожного покрытия за счет исключения жесткого сцепления между кузовом и колесами и других деталей.

Подвеска имеет большой срок службы, однако он зависит от условий эксплуатации автомобиля. Нужно своевременно проводить диагностику и бережно эксплуатировать авто.

Подвески бывают зависимыми и независимыми. Если подвеска зависимая, то задние колеса будут связаны между собой при помощи соединяющей балки. На независимой подвеске соединяющая балка отсутствует.

Мосты служат для соединения двух колес, а также для осуществления опорной функции для остова автомобиля. На легковом авто они крепятся к кузову, на грузовом – к раме. Предназначение мостов – удерживать не только вес самого авто, но и его пассажиров, поэтому материалом для их изготовления служит прочное железо.

Колеса первыми берут на себя удар и страдают от несовершенств дорог, попадая в ямы и наезжая на кочки. Чем бережнее вы относитесь к своему автомобилю, тем дольше прослужат его детали.

Техническое обслуживание зависимой подвески

Как уже говорили, зависимая подвеска отличается устойчивостью и возможностью выдерживать большие перегрузки в отличие от независимого механизма. Соответственно принцип обслуживания и эксплуатации будет отличаться, хотя отдельные моменты все же могут быть одинаковыми как для зависимой, так и независимой подвески автомобиля.

Зачастую зависимую подвеску выбирают для тех автомобилей, которые должны выдерживать большие нагрузки, частую езду по бездорожью, а так же относительно недорогое обслуживание. Как показывает практика, чаще всего это выбор между комфортом и надежностью, из-за чего зависимая подвеска выигрывает своими характеристиками.

Как и любой механизм, зависимая подвеска время от времени требует технического обслуживания. Тяжело предсказать, какая деталь может быстрей всего выйти из строя. Все же основываясь на практику и немалое время существования данного вида, можно выделить основные моменты в обслуживании и ремонте зависимого механизма. Многие водители говорят, что время от времени стоит проверять стяжку рессоры их целостность и правильное расположение. Поломка стяжки может привести к потере управляемости автомобилем и спровоцировать ДТП.

Не менее важный элемент – мост подвески, его так же стоит проверять на правильность работы, отсутствие люфта и посторонних звуков. Появление стороннего звука может говорить о наличии неисправности и в результате неизбежного ремонта всего моста. К основным неисправностям можно отнести износ амортизаторов, пружин, шаровых шарниров, распорок, существенный изгиб балки, износ резиновых втулок. Время от времени стоит проверять зависимую подвеску на наличие потеков, осмотр ШРУСов (гранат), проверка целостности сайленблоков. Больше всего зависимая подвеска боится люфтов, зачастую это способствует дополнительной вибрации, что может привести к изгибу деталей, появлению трещин или вовсе полному выходу из строя отдельных элементов или оси в целом.

Компоновки независимых подвесок

Из чего состоит передняя подвеска? Основа любой современной конструкции – это рычаг, на котором качается ступица или поворотный кулак. Чтобы под весом машины ступица не подломилась, нужен и верхний ограничивающий элемент. В однорычажных подвесках им служит стойка, которую вес машины буквально пытается согнуть. В многорычажных нагрузку принимает на себя верхний рычаг, качающийся параллельно нижнему.

Многорычажная система значительно прочнее однорычажной, а ее конструкция позволяет гораздо лучше контролировать траекторию движения колеса. Поэтому, несмотря на очевидные минусы (более сложный ремонт, большую стоимость), она стала неотъемлемой частью и тяжелых внедорожников, и спортивных автомобилей.

Подвески грузовиков

Как правило, в грузовиках применяется зависимая конструкция подвески с поперечными или продольными рессорами, а также амортизаторами гидравлического типа. Благодаря своей простоте такая подвеска до настоящего времени широко используется в производстве.

Кроме того, данный вариант является и наиболее простым. Это значит, что продольные рессоры фиксируются в кронштейнах кузова, а к ним подвешивается мост. Что касается амортизаторов, то они крепятся прямиком к балке заднего моста. При такой конструкции главная роль отводится рессорам, которые не только выдерживают мост, но и связывают кузов и колесо, а также выступают в качестве направляющих элементов.

Однако такая простота является определяющей лишь в производстве, тогда как водителю приходится бороться с плохой управляемостью автомобиля на высоких скоростях. Дело в том, что рессоры далеко не идеальны в роли направляющих элементов. Следовательно, сцепление колес с дорогой значительно ухудшается.

Подводя итог отметим, что рассмотренные типы подвесок автомобилей не являются исчерпывающим списком, но в наши дни они наиболее популярны, как в отечественном, так и в мировом автомобилестроении.

Автомобильяна подвеска SKF

Шведская компания SKFпошла несколько иным путем, нежели наш предыдущий вариант. Они решили, что главное для автомобиля — это надежность конструкции и простота обслуживания. Амортизирующие элементы этого типа выполнены в несколько иной форме и сильно отличаются от обычного амортизаторы. Демпфирующий элемент выполнен в виде капсулы состоящую из двух электромагнитов. Бортовой компьютер автомобиля реагирует на показания особых колесных датчиков и изменяет мощность магнитов в режиме реального времени.

Тем самым моментально изменяется жесткость смягчающего элемента. Также как и в прошлом варианте универсальность автомобиля полностью сохраняется — роль упругого элемента выполняет обычная пружина, так что при отсутствии питания или поломке машина остается полностью работоспособной. Даже при очень долго стоянке кузов машины не проседает, так как аккумуляторная батарея не истощается.

Требования к подвеске автомобиля

Основные требования к подвескам следующие:

• плавность хода;
• движение автомобиля по неровным дорогам без удара в ограничитель;
• эффективное затухание колебаний кузова;
• противодействие наклону кузова при разгонах, торможениях, поворотах;
• согласование с кинематикой рулевого управления;
• передача на кузов или раму усилий и реактивных моментов от колес.

Кроме того, к подвескам, как и к остальным механизмам и системам автомобиля, предъявляют также общие требования:

• обеспечение минимальных размеров и массы
• высокая надежность
• минимальное обслуживание
• технологичность

Рассмотрим, какими конструктивными мероприятиями обеспечивается выполнение требований к подвескам.

Плавность хода в основном определяется величиной статического прогиба fр. Однако для разных условий эксплуатации улучшение плавности хода обеспечивается при различном значении fр, что можно получить с помощью управляемых подвесок с изменяемыми характеристиками упругого и гасящего устройств. Пока еще разработка управляемых подвесок не достигла уровня, необходимого для их широкого применения.

Движение автомобиля без удара в ограничитель при значительных неровностях в основном определяется величиной динамического прогиба fдв. Считается, что величина вертикальной нагрузки при fдв должна в 3 — 4 раза превышать вертикальную нагрузку при статическом прогибе. Это условие пока еще не выполняется на многих автомобилях.

Эффективное затухание колебаний кузова для различных типов автомобилей и различных грузов требуется в разной степени. Наилучшее затухание колебаний при различных условиях эксплуатации обеспечивают амортизаторы с изменяемой характеристикой, входящие в управляемые подвески, пока еще изредка применяемые. Во многих случаях достаточно эффективны обычные телескопические амортизаторы.

Считается, что для задних подвесок грузовых автомобилей, предназначенных для перевозки грузов, нечувствительных к вертикальным колебаниям, достаточное затухание обеспечивается межлистовым трением рессор.

Противодействие наклону кузова при разгонах, торможениях, поворотах в основном обеспечивается упругой характеристикой подвески и типом направляющего устройства. Если этого недостаточно, применяется стабилизатор поперечной устойчивости.

Передача на кузов или раму усилий и реактивных моментов от колес осуществляется следующим образом. Вертикальные усилия перелаются упругим устройством (при использовании рессор с закрепленными концами во многих конструкциях все усилия и моменты перелаются в основном рессорами). Остальные усилия и моменты передаются направляющим устройством.

Система питания газовых двигателей и общая схема устройства

Система питания газовых двигателей внутреннего сгорания, которая устанавливается на автомобилях – это дозирующая система, позволяющая использовать вместо бензина сжиженный газ. В ее комплект входят:

• топливный баллон, который может иметь различную форму;
• переключатель вида топлива, вмонтированный в салон автомобиля;
• редуктор-испаритель, который предназначен для подогрева и испарения сжиженного топлива;
• газовый клапан (электромагнитный), перекрывающий подачу топлива во время стоянки автомобиля;
• электромагнитный бензиновый клапан или эмулятор форсунок, служащий для перекрытия подачи бензина во время использования газа;
• заправочное устройство (выносное);
• мультиклапан, который предотвращает утечку газа.

Работает такое оборудование практически так же, как и бензиновое. Вначале сжиженный газ по топливной магистрали поступает в клапан-фильтр, где проходит предварительную очистку от различных взвесей и смол. Далее очищенный газ поступает в редуктор-испаритель, в котором его давление понижается до 1 атмосферы, после чего через дозатор подается в смеситель.

Устройство подвески

Любая подвеска автомобиля состоит из следующих основных элементов:

1. Упругое устройство – воспринимает нагрузки от неровностей дорожной поверхности. Виды: пружины, рессоры, торсионы, пневмоэлементы и т.д.
2. Демпфирующее устройство — гасит колебания кузова при проезде через неровности. Виды: все типы амортизаторов.
3. Направляющее устройство — обеспечивает заданное перемещение колеса относительно кузова. Виды: рычаги, поперечные и реактивные тяги, рессоры.  Для изменения направления воздействия на демпфирующий элемент в спортивных подвесках pull-rod и push-rod применяются рокеры.
4. Стабилизатор поперечной устойчивости — уменьшает поперечный крен кузова.
5. Резино-металлические шарниры — обеспечивают упругое соединение элементов подвески с кузовом. Частично амортизируют, смягчают удары и вибрации. Виды: сайлент-блоки и втулки.
6. Ограничители хода подвески — ограничивают ход подвески в крайних положениях.