Ходовая часть автомобиля, узлы и механизмы

Талантливый МакФерсон

Схема названа по имени амери­кан­ского инженера Эрла Стили МакФерсона, который разработал ее во второй половине 1940-х. Он поставил целью упростить технологию сборки передней независимой подвески. МакФер­сон предложил крепить ее только в двух точках с каждой стороны — амортизатор при этом об­ре­тал роль направляющего элемента подвески. На каждое колесо приходился один нижний поперечный одинарный рычаг. Вместо традиционного верхнего рычага использовалась пружина и соосный с ней амортизатор, которые в верхней части соеди­ня­лись посредством мягкой резиновой подушки с кузовом.

Псевдо-McPherson в передней подвеске Mercedes-Benz C-Klas­se: единый нижний рычаг разделен на два независимых. Однако двухрычажной такая схема не считается: верхнего рычага нет

С производственной точки зрения конструкция, несомненно, была выигрышной, однако при вертикальном ходе колеса нижний рычаг описывает дугу, и точка контакта шины с дорожным покрытием постоянно перемещается впра­во-влево, к тому же заметно изменяется угол развала колес.

Так выглядит современный McPherson: треугольный нижний рычаг-бумеранг крепится к подрамнику, а с амортизационной стойкой рычаг соединен вертикальной тягой стабилизатора

Почему подвеска называется зависимой

В определении термина заключена основная особенность механизма – жёсткая связь между колёсами одной оси. Любое изменение пространственного положения одного из них обязательно повлияет на второе. То есть колёса зависимы, что несколько упрощает конструкцию, но не всегда благотворно влияет на характеристики подвески.

Принцип работы

Как и любой другой тип подвески, зависимая включает в себя:

• упругие элементы в виде спиральных пружин, листовых рессор, или более экзотических устройств, встречающихся на легковых автомобилях довольно редко;
• демпферы колебаний, обычно это гидравлические амортизаторы телескопического типа;
• направляющий аппарат, поддерживающий более-менее неизменными углы установки колёс при рабочих ходах подвески на сжатие и отбой.

При наезде на препятствие одним из колёс, второе, расположенное на той же оси, по причине своей связи с первым через жёсткую балку начинает изменять свой угол развала, сохраняя схождение.

При этом смещается пятно контакта, изменяется его форма и площадь, что с точки зрения управляемости на большой скорости очень нежелательно. Для ослабления данного эффекта применяются разные технические ухищрения, но полностью избежать этого невозможно.

Устройство и схема зависимой подвески

Различаются схемы зависимой подвески для ведущих и свободных мостов автомобиля. При этом любой мост может быть управляемым, но рулевой привод не оказывает влияния на работу подвески и не относится к её узлам.

Наиболее просто выглядит зависимая подвеска неведущего моста. Чаще всего такое встречается на грузовых автомобилях, поскольку подобные конструкции на легковых давно ушли в прошлое, а у автомобилей повышенной проходимости, за которыми закрепилось фольклорное название джипов, все мосты являются ведущими.

Свободный мост представляет собой довольно мощную кованую профилированную балку, на концах которой смонтированы ступичные узлы колёс с подшипниками и тормозными механизмами.

В качестве упругого элемента могут быть применены рессоры или пружины. В первом случае достаточная прочность и жёсткость пакетов листовых рессор в продольном и поперечном направлении позволяет обойтись без прочих деталей направляющего аппарата, так как в вертикальном рессора обладает нужной упругостью.

Примерно так же устроен и ведущий мост с зависимой подвеской. Иногда его ещё называют неразрезным. Он представляет собой уже не швеллер, а полую трубу с картером (часто именуемым «яблоком») редуктора.

От редуктора по трубам балки (чулкам) к ступицам колёс идут жёсткие полуоси. Если мост является одновременно управляемым, то полуоси соединяются со ступицами через ШРУСы – шарниры равных угловых скоростей, что позволяет колёсам изменять положение своей плоскости вращения в повороте.

К яблоку моста подходит карданный вал. Подвеска всей балки с редуктором и колёсными узлами аналогична неведущему мосту. Те же рессоры, пружины и амортизаторы.

Подвеска на косых рычагах

Устройство такой подвески во многом сходно с предыдущей, различие состоит только в том, что оси качания рычагов располагаются под косым углом. Благодаря этому сводится к минимуму изменение колесной базы машины, а крены кузова почти не влияют на угол наклона колес автомобиля, однако на неровностях, изменяется ширина колеи, и меняются углы схождения и развала, а значит, ухудшается управляемость. В роли упругих элементов использовались витые пружины, торсионы или пневмобаллоны. Данный вариант независимой подвески чаще применялся для задней оси автомобилей, исключение составлял лишь чешский Trabant, передняя подвеска которого была выполнена по такой схеме.

1. одношарнирные;
2. двухшарнирные.

В первом случае полуось имеет один шарнир, а ось качания рычага проходит через шарнир и располагается под углом 45 градусов к продольной оси машины. Такая конструкция дешевле, но и кинематически не совершенна, поэтому применялась только на легких и медленных машинах (ЗАЗ-965, Fiat-133).

Во втором случае полуоси имеют по два шарнира, внешний и внутренний, а сама ось качания рычага не проходит через внутренний шарнир. К продольной оси авто она располагается под углом 10-25 градусов, это предпочтительнее для кинематики подвески поскольку отклонения величин колеи, колесной базы и развала остаются в пределах нормы. Такое устройство имела задняя подвеска автомобилей ЗАЗ-968, Ford Sierra, Opel Senator и многих других.

Диагностика и замена шаровой опоры

Замена шаровых опор – мероприятие, которое обязательно необходимо проводить своевременно. Шаровые опоры ломаются чаще всего во время движения, и в самый ненужный момент. Можно сказать, что это самая уязвимая часть подвески

Поэтому так важно проводить диагностику данного узла, чтобы вовремя выявить неполадки с шаровой опорой

Признаки неисправности шаровой опоры:

• При переезде трамвайных путей, искусственных неровностей, дефектов дорожного покрытия на небольшой скорости слышны стуки в передней подвеске;
• Переднее колесо люфтит (раскачивается). В такой ситуации диагностику и замену шаровой опоры откладывать опасно, большой риск возникновения аварийной ситуации;
• Скрип при повороте руля;
• Неравномерный износ покрышек на передней и задней оси.

Диагностировать шаровую можно внешним осмотром, подняв авто на подъемнике, и путем поворота колеса руками. Установив монтировку между ступицей и рычагом, проверяется наличие люфта.

Шаровые опоры достаточно редко выходит в один миг, поэтому у водителя всегда есть время, чтобы осуществить ремонт, но не стоит этим злоупотреблять. Ресурс шаровых опоры, в среднем от 50 до 100 тыс. км, но могут выйти из строя раньше времени, чаще всего из-за порванного пыльника.

При выявлении первых же признаков необходимо обращаться за ремонтом ходовой части автомобиля к квалифицированным специалистам.

Лучшие инструкторы по вождению:

Принцип работы активной гидропневматической подвески

Рассмотрим, как функционирует гидропневматическая подвеска ABC от конструкторов Mercedes-Benz. На одной оси каждым амортизатором в системе установлена пружина; на неё оказывает воздействие гидравлическая жидкость из гидроцилиндра. Жёсткость каждой пружины корректируется автономно при помощи насоса, который под высоким давлением нагнетает в стойку амортизатора масло.

За гидроцилиндрами амортизационных стоек следит электронная система, получающая информацию от тринадцати электронных и аналоговых датчиков. От них поступают такие данные:

• продольное автомобильное ускорение;

поперечное автомобильное ускорение;

вертикальное автомобильное ускорение;

положение автомобильного кузова относительно плоскости дороги;

давление на стойки и шины.

Система работает таким образом, чтобы исключить резкий крен кузова при разгоне, торможении и поворотах.

Разработчики могут похвастать впечатляющими результатами: начиная со скорости в 60 км/ч данная система может понижать клиренс авто на 11 мм. Это отличный показатель корректировки аэродинамических свойств машины.

Привод высокого давления на гидравлической основе применяется также в автомобилях Citroёn. Здесь в основу положено всё то же нагнетание гидравлической жидкости в механизмы при помощи работы электромагнитных клапанов.