ЛикБез о работе «подвесок» — Сообщество «DRIVE2 LowCars» на DRIVE2

Работа автомобильных подвесок

Многим раллийным пилотам знакома такая ситуация: хороший автомобиль подготовлен по высшему классу, гонщик проявляет чудеса концентрации и пилотирует болид на пределе собственных возможностей – а в результате занимает место даже не в первой десятке. Чтобы побороть неудачи, раллист вкладывает колоссальные средства в запчасти, доводит до белого каления несчастный мотор, а то и вовсе начинает сомневаться в собственных водительских качествах.

Но затем он находит правильные настройки подвесок и сразу получает невиданную ранее максимальную скорость, «рельсовую» управляемость и долгожданное место на подиуме.

В автоспорте, особенно в ралли, за неправильные настройки амортизаторов можно поплатиться минутами на финише. Если колеса не касаются земли, нет никакого смысла ни в мощном моторе, ни в классном гонщике. Чемпион России по ралли 2004 года Геннадий Брославский и механики команды FreeDRIVE рассказали нам, как устроены подвески, и поделились секретами правильной настройки автомобиля. Первым делом Геннадий сообщил, что правильно говорить не «подвеска», а «подвески», так как их на автомобиле четыре.

Почва под ногами

Автогонщики тоже люди, и сильная тряска и удары могут негативно сказаться на их здоровье, и все же рассуждения о комфорте мы оставим любителям семейных седанов. Всем известно, что подвески нужны автомобилю, чтобы как можно дольше сохранять сцепление всех четырех колес с дорогой. При этом важно, чтобы колеса не только касались дорожного полотна, но и принимали на себя как можно большую часть веса автомобиля. В идеале вес должен распределяться между колесами равномерно. Но во множестве ситуаций (крен автомобиля в повороте, выезд на уклон, проезд над ямой) у автомобиля буквально «почва уходит из-под ног». В такой ситуации важно, чтобы подвеска не только дотянулась до земли, но и с достаточным усилием прижала колесо к отдалившейся дороге во избежание пробуксовки. Способность подвески отжимать колесо от автомобиля называют отбоем.

Другая важная задача подвески – гасить удары при проезде выпуклых неровностей, чтобы они не передавались на кузов. Допустим, автомобиль на высокой скорости наезжает на камень. Слишком жесткая подвеска передаст прыжок колеса на кузов. При этом ходовая часть испытает нежелательную избыточную нагрузку, а кузов подпрыгнет, увлекая за собой и разгружая остальные колеса. Кроме того, на толчки кузова уходит энергия, поэтому максимальная скорость прыгающего и вибрирующего автомобиля будет меньше. Если же подвеска в такой ситуации позволит кузову остаться неподвижным, автомобиль сохранит скорость и управляемость. Такое свойство подвески называется сжатием.

Стойка подвески состоит из пружины и амортизатора. Пружина выполняет исключительно силовую функцию (удерживает вес кузова), поведением подвески управляет амортизатор, причем его роль не сводится исключительно к гашению колебаний, как упрощенно говорят в автошколах. Пружина подбирается по трем основным параметрам: она должна обеспечивать необходимый ход подвески при данном весе автомобиля, а также создавать прогрессию (при очень сильном сжатии – прогрессивно увеличивать усилие, чтобы подвеску не «пробивало»). Пружина должна точно соответствовать амортизатору, поэтому спортивные стойки подвески часто продаются в сборе. На раллийных стойках нередко можно встретить подпружинники – короткие пружинки, установленные под основными пружинами. Подпружинники более мягкие, чем основные пружины, они хорошо отрабатывают мелкие неровности трассы. А когда «пробиваются» (сжимаются полностью), в дело вступают мощные основные пружины, способные разобраться с серьезными препятствиями.

Дорожный просвет раллийного автомобиля, как правило, регулируется не заменой пружин, а простой перестановкой их чашек выше или ниже. Ход подвески можно скорректировать, настроив амортизатор, он обратно пропорционален усилию сжатия.

Амортизатор изнутри

Поршни и клапаны

Простейший амортизатор можно описать как заполненный маслом цилиндр (присоединен к колесу), внутри которого перемещается поршень (его шток соединен с кузовом). В поршне имеются клапаны. При сжатии масло из нижней части цилиндра переходит через клапаны в верхнюю, при отбое – наоборот. Из-за ограниченной пропускной способности клапанов создается сопротивление движению штока. При сжатии и отбое работают разные клапаны, поэтому, изменяя их сечение, можно изменять усилия сжатия и отбоя в отдельности. Конструкция некоторых амортизаторов, например KONI Sport, позволяет регулировать жесткость, не поднимая автомобиль – достаточно просто открыть капот или багажник. Регулировочный вентиль в них соединен со стержнем, проходящим внутри штока прямо к поршню.

На гражданских автомобилях получили распространение двухтрубные амортизаторы. В них рабочий цилиндр с отверстием в дне расположен внутри дополнительного резервуара с маслом. Такая конструкция позволяет проще всего реализовать воздушный или газовый подпор, препятствующий вспениванию масла: газ можно закачать в верхнюю часть резервуара, там он и останется. Кроме того, между рабочим цилиндром и резервуаром можно установить дополнительный клапан, управляющий усилием отбоя или сжатия. Основной недостаток двухтрубного амортизатора – склонность к перегреву. Разогретое масло становится менее вязким, и характеристики амортизатора кардинально меняются.

Существуют однотрубные амортизаторы с газо

www.drive2.ru

устройство, виды и принцип работы

Назначение и устройство подвески

К сожалению дорожное полотно не всегда ровное и гладкое, а все возникающие колебания передаются на кузов машины. Подвеска предназначена для смягчения этих колебаний. Другими словами, подвеска предотвращает излишнюю тряску при езде, обеспечивая максимальный комфорт пассажирам. Она, на ряду с колесами, входит в число обязательных элементов ходовой части автомобиля.

Функции подвески:

1. Соединение мостов и колес с кузовом автомобиля. Благодаря наличию подвески, колеса могут поворачиваться, задавая направление движению транспортного средства.
2. Передача крутящего момента от двигателя и основной несущей силы.
3. Обеспечение плавности хода и сглаживание отдачи от дорожных неровностей. Большая нагрузка на ходовую часть происходит во время движения по разбитому дорожному полотну, что может привести к быстрой поломке.

Подвеска должна быть прочной и долговечной для качественного выполнения своих функций, поэтому все производители ищут всевозможные решения в этом направлении, внедряя нововведения.

В современном автомобиле подвеска представляет собой достаточно сложную техническую систему, в которую входят:

• Упругие элементы. К ним относятся металлические (торсионы, пружины, рессоры) и неметаллические (резиновые, пневматические и гидропневматические) детали, которые принимают на себя нагрузку от колебаний, связанных с неровностью дороги, и равномерно распределяют ее по всему кузову. Эти детали обладают упругими характеристика, в связи с чем и относятся к данной группе элементов.
• Направляющие элементы — детали, обеспечивающие соединение подвески с кузовом. Это различные рычаги (поперечные или продольные), регулирующие взаимодействие колес и кузова по отношению друг к другу.
• Амортизаторы — гасящие устройства, предназначенные для выравнивания колебаний кузова, полученных от упругого элемента. Они имеют гидравлическое (принцип работы основан на протекании масляной жидкости через систему отверстий и создании гидравлического сопротивления), пневматическое (действующим веществом выступает газ) и гидропневматическое (комбинированное) строение.
• Стабилизатор поперечной устойчивости
  . Это некая металлическая штанга, препятствующая образованию чрезмерного крена в процессе движения автомобиля.
• Опоры колеса — элементы на передней оси, принимающие на себя, и распределяющие по всей подвеске нагрузку, исходящую от колес.
• Крепежные элементы, соединяющие детали между собой (например, болты, втулки шаровые шарниры и т. д.)

СПРАВКА: на передней подвеске обычно располагаются две шаровые опоры, иногда четыре (например на внедорожниках), реже три

Принцип работы

Подвеска функционирует за счет того, что в момент наезда на неровность, перемещаются упругие элементы (например, пружины), преобразуя ударную энергию. Жесткость перемещения этих элементов контролируется, сопровождается и смягчается при помощи амортизирующих устройств. В конечном итоге, благодаря подвеске, сила удара на кузов автомобиля воздействует гораздо слабее, что обеспечивает более плавный ход транспорта.

В зависимости от уровня жесткости различают подвески:

• Жесткие — позволяют повысить информативность и эффективность управления автомобилем, но при этом уменьшается комфорт.
• Мягкие — обеспечивают лучшую комфортабельность при поездке, но управляемость ухудшается.

Опытные водители стараются выбрать оптимальный вариант, сочетающий лучшие качества устройства.

Помимо помощи в преодолении неровностей дорожного покрытия, подвеска участвует в прохождении поворотов и совершении бокового маневра, в разгоне и торможении.

Какие подвески бывают

В связи с особенностями конструкции подвески принято разделять на 3 вида: зависимая, независимая и полунезависимая подвеска

Зависимая подвеска

Подразумевает жесткое соединение противоположных колес, при котором перемещение одного колеса в поперечной плоскости влечет за собой перемещение другого. В состав моста автомобиля входит жесткая балка, заставляющая колеса двигаться параллельно. Изначально в качестве направляющих и упругих элементов использовались рессоры, но в современных автомобилях связующая колеса поперечина фиксируется двумя продольными рычагами и поперечной тягой.

Преимущества:

• невысокая стоимость
• легкость конструкции
• высокий центр поперечного крена
• постоянство развала и колеи

Другими словами, на ровной поверхности, не зависимо от раскачки, угол наклона колес относительно дороги не меняется, а машина имеет наилучшее сцепление с дорожным покрытием. На плохой дороге, к сожалению, это преимущество теряется, т. к. провал одного колеса влечет за собой провал и второго, в результате чего сцепление ухудшается.

Конструкция очень простая и надежная, потому широко используется для грузовых автомобилей и на задней оси легковых.

Полунезависимая

Включает в себя жесткую балку, которую торсионы удерживают на кузове. Эта конструкция делает подвеску относительно самостоятельной по отношению к кузову. Для примера можно изучить подвеску переднеприводного автомобиля ВАЗ.

Независимая подвеска

Предполагает автономную работу каждого колеса. Т.е. их перемещения не зависят друг от друга, что приводит к более плавному ходу. Независимая подвеска может быть как передней так и задней, и в свою очередь ее принято разделять на:

• Подвеска с качающимися полуосями — основным элементом конструкции выступают полуоси. При наезде на неровности колесо всегда сохранит перпендикулярное положение относительно полуоси.
• Подвеска с косыми рычагами — оси качания рычагов находятся под косым углом. Преимуществами такого вида прибора можно назвать уменьшение колебаний колесной базы и крена авто на поворотах.
• Подвеска на продольных рычагах — самый простой тип, среди независимых. Каждое колесо удерживается при помощи рычага, воспринимающего боковые и продольные усилия. Обычно рычаг крепится к кузову при помощи шарниров и обладает высокой устойчивостью. Недостаток такой подвески заключается в том, что на поворотах колеса наклоняются вместе с кузовом, создавая большой крен.
• С продольными и поперечными рычагами. Этот вид подвесок сложен в техническом плане и громоздок, поэтому слабо популярен (использовался на таких марках как Rover, Glas и т.д.).
• С двойными продольными и поперечными рычагами.
• Торсионно-рычажная подвеска — включает в свою конструкцию два продольных рычага и торсионную скручиваемую балку. Используется на задней оси переднеприводных автомобилей, в современном автомоделировании в основном на бюджетных китайских моделях. Преимуществом считается надежность и простота, а недостатком — излишняя жесткость, лишающая комфорта пассажиров заднего ряда.
• Подвеска МакФерсон — самая распространенная схема передней подвески современных автомобилей. Это обусловлено небольшой шириной, легкостью и простотой конструкции. Однако у такой подвески есть и существенный минус: высокое трение в амортизаторной стойке и, как следствие, снижение фильтрации дорожных шумов и неровностей.
• Гидропневматическая и пневматическая подвеска. Роль упругих элементов исполняют пневматические баллоны и гидропневматические элементы, объединенные в одно целое с системой гидроусилителя руля и гидравлической системой тормозов.
• Адаптивная подвеска отличается тем, что степень демпфирования амортизаторов изменяется в зависимости от качества дорожного полотна, параметров движения и запросов водителя. Результатом можно отметить повышенную маневренность и безопасность.

Все подвески имеют свои положительные характеристики и недостатки. Некоторые до сих пор широко используются, а какие-то давно не актуальны.

Характеристики подвески автомобиля

Автомобильную подвеску можно характеризовать по нескольким направлениям:

Упругая характеристика

Под ней понимают зависимость вертикальной нагрузки на колесо от прогиба подвески. Помимо этого, за упругую характеристику принимают статический прогиб, динамический ход, жесткость подвески, и т. д.

• Статический прогиб (статический ход) подвески — прогиб под весом автомобиля. При нагрузке, как правило, рычаги подвески принимают горизонтальное положение, а рессоры распрямляются. Статический прогиб приблизительно равен динамическому ходу или чуть меньше.
• Динамический ход — прогиб под воздействием ответных сил дороги при движении по ней.
• Жесткость подвески (жесткость хода) не стоит путать с жесткостью упругого элемента. Жесткая подвеска делает управление более четким.

Другими словами, упругая характеристика определяет качество самой подвески.

Плавность хода

Колебания автомобиля влияют практически на все его основные свойства, такие как плавность хода, комфортабельность, расход топлива и качество управления. Они возрастают в связи с увеличением скорости или ухудшением качества дороги. Плавность хода напрямую влияет на ощущения пассажиров во время поездки. Чем ровнее дорога, тем приятнее в пути, без тряски и сильных вибраций. Установлены некие стандарты допустимых колебаний, от которых зависят цена и качество авто. Эти стандарты призваны защитить пассажиров и груз от быстрой утомляемости, и повреждений в пути.

Невозможно полностью исключить вибрации, но производители стараются максимально повысить уровень комфорта. Если по колебаниям колес оценивают устойчивость и сложность в управлении машины, то колебания кузова определяют плавность хода.

Под плавностью хода принято понимать свойство авто обеспечивать максимальную защиту пассажиров и груза от сильных толчков и ударов, возникающих при контакте автомобиля с дорогой. Частота колебаний кузова в пределах от 0,5 до 1,0 Гц свидетельствует о том, что плавность хода нормальная.

СПРАВКА: частота от 0,5 до 1,0 Гц схожа с частотой толчков, испытываемых при ходьбе

Во время поездки пассажиры испытывают медленные колебания с большими амплитудами и быстрые, с малыми рывками. Если быстрые можно устранить с помощью сидений, виброизоляций, резиновых опор и т. д., то для защиты от медленных используется упругая подвеска колес.

Таким образом, можно сказать, что плавность хода является важной характеристикой, на которую стоит обратить внимание при выборе автомобиля.

Кинематика

Эта характеристика обуславливает изменения положения колес во время движения. Как было написано ранее, в зависимости от вида подвески колеса могут двигаться как параллельно друг другу, так и с небольшими отклонениями не зависимо друг от друга. Казалось бы, особой разницы в том, как перемещаются колеса нет, но это не так, поскольку кинематика влияет на безопасность передвижения.

Эластокинематика

Процесс изменения положения колес относительно кузова, с применением в подвеске эластичных элементов (рессоров, сайлент-блоков и др.) принято называть эластокинематикой. Благодаря этим элементам, подвеска может подстраиваться под дорожные условия. Для примера можно рассмотреть ситуацию, при которой во время торможения с одной стороны дорожное покрытие состоит из гравия, а с другой — асфальт. В этом случае углы схождения колес меняются индивидуально. Эластокинематическая подвеска позволяет произойти более равномерному сцеплению колес и дорожного полотна во время поворотных маневров, реагирует на отклонение кузова от горизонтального положения, осуществляя небольшой доворот задних колес. Благодаря чему водитель может увереннее чувствовать себя во время поворотов и перестройки.

Демпфирующая характеристика

Демпфирование — искусственное подавление механических колебаний. Учитывая то, что колебания кузова выводят пассажиров из зоны комфорта, данная характеристика очень важна при выборе авто. Затухание колебаний происходит благодаря работе, в первую очередь, амортизаторов, которые выравнивают вибрации, путем равномерно распределения ударной силы. Свойства их работы описывает данная характеристика.

Подрессоренные и неподрессоренные массы

Для начала необходимо определиться с отличием подрессоренной и неподрессоренной массы.

Неподрессоренная масса включает в себя массу колес и других деталей, прикрепленных непосредственно к ним. Это диски, шины, детали тормозной системы, находящиеся на колесе.

Подрессоренная масса — это та часть автомобиля, которая воздействует на подвеску. Грубо говоря — это детали верхней части машины.

Соотношение подрессоренной и неподрессоренной массы существенно влияет на плавность хода и безопасность езды. Большая величина неподрессоренных масс оказывает влияние на характер работы подвески, что выражается, например, в большой силе инерции, возникающей в подвеске при преодолении неровностей. Если взять за основу волнообразную поверхность, то на скорости, задний мост под воздействием упругих элементов, не будет успевать приземляться, что приведет к ухудшению сцепления колес с дорогой.

Меньшая величина неподрессоренных масс меньше воздействует на плавность хода на неровной дороге, поэтому производители стремятся к ее снижению.

Неисправности и обслуживание подвески авто

Несмотря на то, что производители активно улучшают износостойкость оборудования, из-за плохого состояния дорог их усилия сводятся на «нет» и водители сталкиваются с таким проблемами, как:

1. Деформация рычагов подвески. Причиной такого рода поломки можно назвать низкое качество материала, из которого изготовлена деталь. Проявляется, как правило, при наезде на высокое препятствие или наоборот, въезде в глубокую яму. При достаточно серьезной поломке, появляется характерная вибрация от работы двигателя. Обслуживание на СТО заключается в снятии деформированного рычага, замене вышедших из строя деталей или полной замене оборудования.
2. Изменение углов установки передних колес. Зачастую это происходит в результате изнашивания шарниров передней подвески и приводит к ухудшению вращения колес, чрезмерному расходу топлива. При такой поломке помогает регулировка развала схождения.
3. Износ или поломка амортизатора, нарушение герметичности. Происходит из-за длительной работы, большой нагрузки или попадания мусора. При перемещении жидкости, неисправно работающие клапаны подвержены излишней нагрузке, что со временем приводит к их поломке — образовании течи. Использование неисправных амортизаторов может серьезно навредить транспортному средству, вплоть до разрушения деталей подвески.
4. Поломка опоры амортизатора. Обычно происходит по двум причинам: а) в опоре изнашивается резина; б) выходит из строя подшипник. Характерным признаком поломки является стук, даже при езде по незначительным неровностям.
5. Износ креплений подвески. Крепления можно отнести к расходному материалу, во время эксплуатации их износ неизбежен. Своевременная замена не позволит разрушениям перейти на остальные детали.

Основной причиной поломок подвески является некачественное дорожное покрытие. Кроме того, на срок службы агрегата влияет стиль вождения водителя, качество технического обслуживания или низкопробные комплектующие.

Изучив строение, принцип работы и характеристики подвески, мы можем сделать вывод, что это сложный механизм, требующий внимательного контроля и качественного обслуживания, прежде всего, в целях безопасности в пути. Подвеска оказывает огромное влияние на работу всего автомобиля и условий вождения. Классификация подвесок разнообразна, поэтому каждый сможет выбрать авто по своим критериям.

jrepair.ru

5.2. Устройство и работа передней и задней подвески. Советы автомеханика: техобслуживание, диагностика, ремонт

5.2. Устройство и работа передней и задней подвески

Рассмотрим наиболее распространенные виды подвески переднего моста.

1. Двойные поперечные рычаги (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Передняя подвеска с двойными поперечными рычагами

Здесь показаны элементы базовой системы независимой подвески с цилиндрическими пружинами и двойными поперечными рычагами. Поперечные рычаги, которые поддерживают поворотные кулаки, имеют разную длину и перемещаются по различным траекториям, благодаря чему при перемещениях подвески колея и развал колес изменяются незначительно.

Преимущество такой компоновки заключается в отсутствии элементов подвески в центре автомобиля. Пространство между колесами можно использовать для размещения других агрегатов, например двигателя, что позволяет опустить линию капота. Недостаток состоит в том, что такая конструкция требует большего количества шарниров и, следовательно, повышается стоимость ее производства.

2. Передняя подвеска с поперечными рычагами и листовыми рессорами (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Подвеска с поперечными рычагами и листовыми рессорами

Поперечный рычаг ограничивает перемещение нижнего конца поворотного кулака. Когда автомобиль наезжает на неровность одним колесом, поперечная листовая рессора выгибается наружу, заставляя верхний конец поворотного кулака повернуть верхнюю часть колеса наружу. При этом меняется развал колеса и контакт шины с дорогой, что влияет на колею. Когда оба колеса от толчка перемещаются вверх, возникает колоссальное воздействие на колею колес, что приводит к сильному износу протектора и изменяет характеристику курсовой устойчивости.

При таком варианте конструкции, если автомобиль слегка загружен, подвеска реагирует жестко.

3. Передняя подвеска с поперечным рычагом со стойкой Макферсона (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Передняя подвеска с поперечными рычагами со стойкой Макферсона

В системе независимой подвески со стойками Макферсона пружина, амортизатор, ступица колеса, поворотный кулак и шарниры объединены в единый блок. Это самый распространенный тип независимой передней подвески, применяемой в современных автомобилях. Для поддержания поворотного кулака используется один поперечный рычаг.

Поперечный рычаг закреплен на нижнем конце стойки, и при сжатии цилиндрической пружины колесо сохраняет вертикальное положение. Перемещения подвески сопровождаются лишь незначительным изменением колеи и развалом колес. Преимущество этой конструкции заключается в том, что при большой длине стоек силы, возникающие в шарнирах, невелики. Недостаток – кузов должен обладать повышенной прочностью в месте верхнего крепления стойки подвески, поскольку нагрузки на него возрастают.

4. Передняя подвеска с передними двойными рычагами (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Передняя подвеска с передними двойными рычагами

Два продольных рычага поддерживают поворотный кулак в сборе, а поперечные торсионы выполняют функцию рессор и амортизируют толчки. Вертикальные перемещения колес заставляют поперечные торсионы скручиваться, благодаря чему амортизируется перемещение колес. Действие торсиона, возвращающегося в первоначальное состояние, помогает сохранить сцепление колес с дорогой. При перемещении подвески углы продольного наклона осей поворота колес, колея и развал колес не изменяются. Ускорение и торможение приводят к перемещению подвески вверх и вниз, что вызывает изменения в колесной базе.

Если необходимо, узел можно собрать и отрегулировать вне автомобиля. Для этого варианта конструкции требуется обширное пространство в передней части автомобиля и большие затраты на изготовление.

5. Задняя подвеска с жестким мостом типа «треугольный кронштейн» (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Задняя подвеска с жестким мостом типа «треугольный кронштейн»

На этом рисунке показана компоновка задней подвески, в которой мост поддерживается на кузове автомобиля центральным шарниром и двумя продольными стойками. В этом варианте конструкции применяются цилиндрические пружины, установленные на обеих сторонах моста рядом с колесами. Цилиндрические пружины амортизируют вертикальные перемещения моста. Продольные рычаги передают к шасси движущий момент и поперечные силы, возникающие при торможении и ускорении. При торможении задняя часть автомобиля стремится вниз, что помогает стабилизировать автомобиль. Недостатком этой конструкции является необходимость в больших затратах на изготовление, а также увеличение неподрессоренной массы автомобиля.

6. Задняя подвеска с приварными стойками, работающими на сжатие/растяжение (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Задняя подвеска с приварными стойками

Стойки, работающие на сжатие/растяжение, обеспечивают продольное расположение моста, благодаря чему возрастает устойчивость при торможении и ускорении. Большая нагрузка на одну сторону подвески вызывает скручивание стоек сжатия/растяжения, в результате чего на сварные швы действует избыточное напряжение. Цилиндрические пружины расположены на обеих сторонах моста рядом с колесами. Они изолированы от сил, возникающих при ускорении и торможении, посредством стоек растяжения, и амортизируют вертикальное перемещение моста. Недостатком этих мостов, как и жестких мостов других типов, является большая масса элементов и, следовательно, значительная неподрессоренная масса автомобиля.

7. Торсионный неразрезной мост с продольными рычагами (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Торсионный неразрезной мост

В подвеске торсионного неразрезного моста с продольными рычагами предусмотрены стойки, соединенные посредством балки, которая обладает высокой жесткостью при изгибе, но низкой жесткостью при кручении. Балка U-образного сечения помогает цилиндрическим пружинам амортизировать вертикальные перемещения, а стойки передают моменты, возникающие при ускорении и торможении. Колея и развал колес не изменяются. Эта конструкция компактна по размеру, несложна в изготовлении и характеризуется наличием небольшой неподрессоренной массы. Однако вариант с торсионным подрессориванием более дорогой.

8. Торсионный неразрезной мост со штангой Панара (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Торсионный неразрезной мост со штангой Панара

Две стойки привариваются к трубе U-образного сечения. Поперечные силы поглощаются диагональной реактивной штангой (штангой Панара), а цилиндрические пружины амортизируют вертикальные перемещения. При использовании этого варианта конструкции отсутствуют нежелательные изменения колеи и развала колес. Узел в сборе просто устанавливается на кузов автомобиля посредством эластичных шарниров. Вариант с торсионами более дорогой, чем вариант с цилиндрическими пружинами в сборе с амортизаторами.

9. Задняя подвеска с продольными рычагами (рис. 5.11).

Рис. 5.11. Задняя подвеска заднеприводного автомобиля

На рисунке изображена подвеска заднеприводного автомобиля. Продольные рычаги установлены вдоль оси автомобиля, а шарниры расположены перпендикулярно направлению движения. Продольные рычаги передают момент, а цилиндрические пружины способствуют амортизации вертикальных перемещений колес. При торможении задняя часть автомобиля стремится вниз (т. н. эффект «клевка»), благодаря чему обеспечивается устойчивая управляемость.

При использовании этого варианта конструкции отсутствуют нежелательные изменения колеи и развала колес, конструкция очень компактна по размеру. Чтобы обеспечить вращение в изменяющихся плоскостях, необходимо наличие двух карданных шарниров на полуосях. При сжатии подвески происходит очень незначительное изменение колесной базы.

10. Диагональные рычаги (рис. 5.12).

Рис. 5.12. Диагональные рычаги

Диагональные рычаги устанавливаются под углом к кузову автомобиля. Они передают момент, а цилиндрические пружины способствуют амортизации вертикальных перемещений колес. Требуется только один карданный шарнир для каждой ведущей полуоси, поскольку, когда подвеска сжата, радиус поворота рычага подвески равен радиусу поворота полуоси. При сжатии подвески возникают очень резкие изменения колеи колес, вследствие чего возрастает износ шин, но «клевок» при торможении небольшой. На поворотах водитель сталкивается с небольшой избыточной поворачиваемостью. Себестоимость этого варианта ниже, чем себестоимость варианта с полуосями переменной длины.

11. Диагональные рычаги с ведущими полуосями переменной длины (рис. 5.13).

Рис. 5.13. Диагональные рычаги с ведущими полуосями переменной длины

По принципу действия эта подвеска сходна с подвеской, в которой применяются диагональные рычаги с полуосями фиксированной длины, однако полуоси снабжены дополнительным карданным шарниром, чтобы улучшить отслеживание изменения колеи колес. В этом случае сжатие подвески приводит к незначительным изменениям колеи и существенно изменяет развал колес. Недостатком является высокая себестоимость из-за сложной конструкции полуосей, обеспечивающей перемещение подвески.

Из-за инерции на поворотах автомобиль стремится двигаться в прямом направлении. Центробежная сила воздействует на кузов автомобиля и вызывает его крен, что может быть некомфортно для пассажиров. Под действием массы автомобиля сжимаются пружины на внешней стороне поворота и растягиваются пружины на внутренней стороне. Из-за ограничений, имеющихся в рычажных механизмах подвески, трудно поддерживать правильную геометрию колес на сложных поворотах и в сложных дорожных условиях. Для устранения этого недостатка автомобили оборудуют стабилизаторами поперечной устойчивости (рис. 5.14).

Рис. 5.14. Стабилизатор поперечной устойчивости

Стабилизатор поперечной устойчивости (или просто стабилизатор) – это металлическая упругая штанга, соединяющая противоположные стороны подвески. Штанга работает в качестве торсиона и уменьшает крен кузова автомобиля на поворотах. Стабилизатор закреплен на шасси посредством резиновых опор, позволяющих торсиону поворачиваться относительно шасси. Если подвеска сжимается одновременно на обеих сторонах автомобиля, стабилизатор полностью поворачивается в своих опорах и не оказывает никакого действия.

На повороте кузов автомобиля сжимает подвеску внешнего колеса. Шасси автомобиля также испытывает крен, и внешний конец стабилизатора поворачивается вверх. На стабилизатор действует скручивающая нагрузка. Посредством шарнирных опор стабилизатор передает часть скручивающей силы на противоположное колесо, оттягивая его вверх, внутрь колесной арки. Из-за этого подвеска внутреннего колеса сжимается и значительно уменьшает крен кузова. Такое взаимодействие элементов подвески на двух бортах автомобиля делает движение более жестким. При движении по ухабам обязательно возникает влияние на противоположное колесо, в результате чего автомобиль двигается менее плавно.

Стабилизатор можно устанавливать и на передний, и на задний мост. Передние колеса автомобиля устанавливаются не вертикально и не параллельно друг к другу. Они имеют небольшой развал внутри и некоторое схождение вперед или назад в зависимости от типа привода автомобиля.

Схождение колес – это разница в расстояниях между бортами ободьев колес перед мостом и позади него, измеренная при прямолинейном положении колес. Если расстояние впереди и позади моста одинаковое, схождение колес нулевое. Как правило, у колес бывает положительное схождение (или просто схождение) или отрицательное схождение (или расхождение). Если схождение положительное, расстояние между бортами ободьев перед мостом меньше, чем позади моста. Если схождение отрицательное, расстояние между фланцами ободьев перед мостом больше, чем позади моста.

Нулевое схождение колес желательно для уменьшения напряжений, воздействующих на элементы рулевого управления, однако моменты, возникающие при движении, в переднеприводном автомобиле стремятся сдвинуть передние колеса в направлении друг друга спереди (положительное схождение), а в заднеприводном автомобиле – раздвинуть колеса (отрицательное схождение). Нежелательному отрицательному схождению противодействует положительное схождение и наоборот. На рис. 5.15, 5.16 и 5.17 изображены нулевое, положительное и отрицательное схождение соответственно.

Рис. 5.15. Нулевое схождение Рис. 5.16. Положительное схождение Рис. 5.17. Отрицательное схождение

Развал – это угол между плоскостью колеса и перпендикуляром к плоскости дорожного полотна, измеренный в момент, когда колеса направлены прямо вперед (рис. 5.18). В этой конструкции осевая линия колеса вертикальна.

Рис. 5.18. Нулевой развал

Развал колес определяется при взгляде на автомобиль спереди или сзади. На рис. 5.19 изображен положительный развал колес – верхняя часть колеса наклонена наружу. На рис. 5.20 изображен отрицательный развал колес – верхняя часть колеса наклонена внутрь.

Рис. 5.19. Положительный развал Рис. 5.20. Отрицательный развал

Усилие, прикладываемое водителем к рулевому колесу, должно преодолевать сопротивление шин для обеспечения поворота по плечу обкатки (рис. 5.21).

Рис. 5.21. Плечо обкатки при нулевом развале

При положительном развале, когда верхняя часть колеса наклонена наружу, плечо обкатки укорачивается, благодаря чему уменьшается влияние сил, воздействующих на колеса, на рулевое управление (рис. 5.22).

Рис. 5.22. Плечо обкатки при положительном развале

При отрицательном развале, когда верхняя часть колеса наклонена внутрь, плечо обкатки удлиняется, из-за чего возрастает влияние сил, воздействующих на колеса, на рулевое управление (рис. 5.23).

Рис. 5.23. Плечо обкатки при отрицательном развале Поделитесь на страничке

Следующая глава >

tech.wikireading.ru

Понимание работы вашей подвески – ее жесткость. — DRIVE2

Хорошая работа подвески вашего автомобиля — понятие субъективное. А еще здесь очень много волшебства. В комбинации эти две вещи никогда не дадут другим понять, какие именно настройки подвески нужны вам. Но это полбеды, дополнительную путаницу вносят еще миллион параметров. Такие как разница дорожного покрытия, погодных условий вождения, стиля езды, снаряженного веса, и ряда других, которые тоже влияют. В результате ваша подвеска будет казаться мягкой, а вашей маме наоборот предельно жесткой.

Развенчание мифа «жестче — лучше».

Жестче пружины — лучше

Итак, приступим. Скоростным маневрам не интересно ваше мнение, ваши ощущения обманчивы, потому отыщите безопасную площадку. Я вам расскажу про отрицательный развал, растянутые шины, уничтоженный дорожный просвет и чрезмерную жесткость пружин — всё это делает машину неуправляемой.

КОЭФФИЦИЕНТ ЖЕСТКОСТИ ПРУЖИН

Размышляя о правильной жесткости вашей подвески первым делом на ум приходят пружины. Именно пружины являются важнейшим ее элементом. Они не дают машине касаться дороги, контролируют сцепление шин с поверхностью при езде по ухабам. Пружины ограничивают крены кузова в поворотах, сопротивляются «приседанию» на заднюю ось при нажатии на газ, не дают сильно клюнуть носом при торможении. От пружин зависит высота автомобиля. Если отбросить прочие составляющие подвески, пружины сильнее всего влияют на управляемость автомобиля. Заметим, что бесконтрольное увеличение жесткости пружин негативно сказывается на множестве других параметров.

Мы не можем говорить о жесткости пружины, не упоминая коэффициент жесткости пружины. По простому это количество веса, который требуется для сжатия пружины на один дюйм. Это универсальная мера, применяется в принципе к различным пружинам — от пружины подвески до клапанной пружины. Пишется примерно так: 500 lbs/in, и чем больше значение, тем жестче.

Линейная и прогрессивная жесткость. Теперь немного усложним теорию. Знайте, что коэффициент жесткости бывает двух типов. Первый тип — линейный, и не имеет значения насколько сжата пружина, какой вес на нее давит или насколько одинаково настроены койловеры. Предсказуемый характер делает такие пружины идеальными для ровных поверхностей вроде подготовленных треков, резко отличающихся от пересеченной местности из-за отсутствия кочек и выбоин. У пружин с прогрессивной жесткостью коэффициент меняет свое значение, например, растет с ростом давления на пружину и зависит от настройки койловеров. Динамически изменяемая жесткость идеальна для уличной езды, ведь поверхность уличных дорог более неравномерна, чем на гоночной трассе. Таким образом, коэффициент жесткости варьируется от жесткого до мягкого в зависимости от того, насколько сильно сжата пружина.

Когда жесткие — совсем жесткие. Независимо от того, какие пружины вы поставите на свою S13, вашей целью, скорее всего, будет уменьшение клиренса, а с ним и центра тяжести. Это значит, что коэффициент сжатия пружин будет жестче, чем задумывал Ниссан, когда подбирал коэффициент жесткости с учетом того, что сберечь амортизаторы от пробоев. Если пружины через чур жесткие, качество езды пострадает. В жертву жесткости будет принесена работа шин на ухабистом неровном покрытии. Также чрезмерно жесткие пружины способствуют избыточной поворачиваемости. Другими словами, при чрезмерной жесткости управляемость станет хуже, чем была прежде.

В поисках баланса

Есть два неутешительных довода, о которых надо помнить. Первое, пружины с таким же коэффициентом как на Миате вашего товарища полностью бесполезны для вас, ваша машина с такими же пружинами не будет управляться также хорошо. Чтобы это случилось, вам нужна такая же Миата, с такими же настройками подвески на таких же колесах. Но вы-то не этого хотите? Второе, вы не можете сделать машину настолько мягкой, чтобы вашей маме было комфортно и одновременно, чтобы машина делала на гоночном треке то, что вы от нее требуете. Это взаимоисключающие вещи. С пружинами, у которых динамический коэффициент сжатия, вы приблизитесь к этому, но все же это недостижимая фантазия, которая никогда не станет правдой.

В

www.drive2.ru

Независимая подвеска автомобиля. Принцип работы, типы и устройство

Независимая подвеска – самый популярный вид подвесок. Он отличается от других тем, что каждое колесо не влияет на другие, и между колесами нет жесткой связи. Типов независимой подвески существует много, но самой популярной остается многорычажная «МакФерсон». Она отличается от других хорошими характеристиками и сравнительно низкой стоимостью.

Типы независимых подвесок

Подвеска с качающимися полуосями

В такой подвеске применяется две полуоси вместо одной. Каждая ось закрепляется на шасси с помощью шарнира, благодаря чему обеспечивается перпендикулярное положение колеса по отношению к полуоси. Помимо этого, при поворотах боковые силы подвески могут подбрасывать машину, из-за чего страдает устойчивость автомобиля. Чаще всего этот вид подвески используется для грузовых машин.

Подвеска на продольных рычагах

Этот тип подвески заключается в том, что каждое колесо на одной оси с обеих сторон прикрепляется к рычагу, намертво закрепленного на раме. При использовании этой подвески может изменяться колесная база, но колея остается такой же, как и была. Устойчивость этого типа независимой подвески автомобиля не отличается хорошими характеристиками, из-за чего колеса могут поворачиваться вместе с кузовом. Это негативно сказывается на сцеплении шин с дорогой. При движении продольные рычаги берут на себя всю нагрузку со всех направлений. По этой причине данному типу подвески не хватает жесткости и утяжеления. Плюсом подвески на продольных рычагах является возможность сделать ровный пол в машине, благодаря чему внутри увеличивается объем салона. Такая подвеска нередко применяется в производстве легких прицепов.

Подвеска Дюбоне

Этот тип независимой подвески автомобиля применялся на машинах в первой половине ХХ века. На каждом борте автомобиля был рычаг с реактивной тягой. Рычаг оказывал действие на пружину, а реактивная тяга соединялась с кожухом, в котором находилась пружина и передавала усилия при торможении. Этот тип подвески не прижился, потому как из кожуха постоянно вытекала жидкость.

Подвеска на косых рычагах

Данный тип подвески – это всего лишь усовершенствованная подвеска на продольных рычагах. Она используется для ведущей оси. Конструкция подвески делает минимальной вероятность изменения ширины между колесами, а также оказывает влияние кренов на наклон колес. Когда во время поворота усиливается подача топлива, задняя часть машины немного приседает, из-за чего происходит развал передних колес. Когда уменьшается подача топлива, передняя часть становится ниже, а задняя часть машины поднимается.

Подвеска на двойных поперечных рычагах

С каждой стороны подвески есть два рычага, которые крепятся на раму внутри на эластичном креплении. Снаружи они соединяются со стойкой колеса. Преимущество данного типа подвески в том, что у Вас есть возможность отрегулировать все необходимые параметры и ее характер во время работы. Эта подвеска очень популярна на спорткарах, потому как на ней можно отрегулировать:

• Высота центров крена;
• Ширину колеи;
• Развал колес;
• Продольные и поперечные показатели;

Подвеска «МакФерсон»

В данном типе подвески имеется направляющая стойка и дополнительный нижний рычаг. Это позволяет качаться, когда работает верхний шарнир. Макферсон – это продолжение свечной подвески. Поворотный кулак скользит вверх и вниз по раме направляющей, которая обеспечивает поворот. Тип подвески макферсон очень популярен, потому как подвеска этого типа проста, компактна и недорогая.

Многорычажная подвеска

Многорычажная подвеска – это подвид подвески на двойных поперечных рычагах. Они применяются на машинах с задним приводом. Долгое время ее использовали спереди, но потом конструкторы смогли повысить управляемость и устойчивость машины. В новой подвеске уже не было ввинчивания.

Недостатки и преимущества независимых подвесок

В основном, этот тип подвески используется на легковых машинах. Они лучше переносят выбоины на дорожном покрытии. Когда одно колесо попадает в яму, на втором это никак не сказывается. Если машина на большой скорости попадает в большую яму, то у нее меньший риск перевернуться, если установлена независимая подвеска автомобиля. Машины с этим типом подвески более безопасны и мобильны. Также у них более высокий уровень сцепления с дорогой, что отчетливо видно на хорошей скорости.

Главный недостаток подвесок такого типа – это более высокая вероятность того, что она быстрее выйдет из строя, чем зависимая подвеска автомобиля. Этот момент хорошо заметен во время поездки по горным дорогам, когда одно колесо идет по препятствию, а второе идет по своей траектории. Из-за этого клиренс становится меньше, в результате чего может повредиться дно машины. Одно можно сказать точно: асфальтовые дороги – стихия независимых подвесок автомобилей.

Еще можно почитать

mitsu-motors.ru

Работа подвески Porsche с продольными торсионами

Изначально это была здоровенная тяжеленная статья о подвеске фирмы Porsche с продольными и о ходовых частях бронетехники, на которой она использовалась. По разным причинам оригинал статьи удалён, поэтому я решил вновь опубликовать текст, мало ли кому он пригодится. Я уполовинил статью и оставил только кусок про подвеску.

Текст очень старый, почти музейный. Теперь я бы так тяжело писать постеснялся.

В этой статье подробно рассматривается блокированная подвеска фирмы Porsche K.G. — одна из самых необычных и оригинальных подвесок в истории танкостроения. Из воплощённых в металле проектов она применялась на танках Leopard P (Typ 100), Tiger P (Typ 101) и Tiger P2 (Typ 180), а также на САУ Ferdinand и ранних Jagdtiger. На бумаге остались Typ 181 и ранние варианты сверхтяжёлого танка Maus с блокированной торсионной подвеской. Все они, за исключением Jagdtiger, были спроектированы самой фирмой Porsche K.G.

При испытаниях трофейного Фердинанда в СССР основное внимание уделялось трансмиссии и необычной подвеске. В отчёте отмечалось, что во время испытаний «все элементы ходовой части работали надёжно» и что «для отечественной промышленности представляет интерес тип подвески ходовой части, обеспечивающий надёжную амортизацию такой тяжёлой машины». Во многих книгах по истории бронетехники блокированная подвеска Porsche K.G. характеризуется как удачная, высокоэффективная, ремонтропригодная конструкция. Но возникает справедливый вопрос: почему при всех своих достоинствах эта блокированная подвеска использовалась лишь на нескольких опытных или мелкосерийных танках и САУ самой фирмы Porsche K.G.? Почему она не была скопирована советскими специалистами, знавшими её достоинства и изучившими её устройство? И почему после войны она больше никогда не применялась в танкостроении, став музейным экспонатом? Попробуем разобраться.

Устройство и принцип работы тележки
Каждый узел подвески состоит из балансира, картера, торсиона, резиновой подушки (демпфера) и кулачкового привода закрутки торсиона.

На данной схеме кулак оси первого катка обозначен как Axle radius arm

Балансир шарнирно закреплён на корпусе танка. Один конец балансира жёстко соединён с осью первого катка (обозначения катков, разумеется, условны), на другом конце балансира закреплена резиновая подушка. На оси первого катка установлен качающийся картер, на противоположном конце которого находится ось второго катка. Внутри картера размещены торсион и кулачковый привод закрутки торсиона. Со стороны второго катка торсионный вал шлицевым соединением закреплён в картере, со стороны первого катка — в трубе, поворачивающейся на подшипниках относительно картера. На трубе закреплён кулак, который упирается в кулак, неподвижно закреплённый на оси первого катка.

Подвеска работает следующим образом. Предположим, танка наезжает на неровность и второй каток тележки начинает подниматься. Картер поворачивается на оси первого катка, при этом верх картера упирается в сжимающуюся резиновую подушку. Кулак трубы упирается в неподвижный кулак оси первого катка, поэтому при работе подвески труба начинает поворачиваться относительно качающегося картера, закручивая торсион. При повороте картера на оси первого катка по часовой стрелке ограничителем хода служит выступ на картере, в крайнем положении упирающийся в балансир, при повороте против часовой стрелки — резиновая подушка.

Отметим две важные особенности данной подвески. Во-первых, для амортизации используется не только торсион, но и резиновая подушка, которая также служит ограничителем хода и предохраняет торсионный вал от чрезмерной нагрузки. Во-вторых, оси катков жёстко связаны с картером, поэтому при любом положении картера и балансира относительно корпуса танка расстояние между осями катков в тележке одинаково. Для сравнения, в блокированной по два катка подвеске лёгкого танка Pz.38(t) каждый каток связан с корпусом через свой балансир, поэтому при ходе одного катка второй каток узла подвески может сохранять одно и то же положение относительно корпуса танка, а расстояние между осями катков узла подвески может как увеличиваться, так и уменьшаться. Поэтому применительно к подвеске с продольным расположением торсионов имеет смысл говорить не о динамическом или статическом ходе отдельного катка, а о ходе картера с жёстко закреплёнными на нём катками относительно корпуса.

Оценка конструкции
В отличие от других танковых торсионных подвесок (Pz.III, КВ-1, M26 Pershing), подвеска с продольным расположением торсионов не занимает место внутри корпуса танка. Благодаря этому можно уменьшить высоту корпуса, снизив массу танка и увеличив дорожный просвет. Относительно небольшая масса узлов подвески и их наружное расположение обеспечивают высокую ремонтопригодность. Повреждённые или изношенные тележки можно демонтировать в полевых мастерских без необходимости отправки танка на завод. Хотя узлы подвески находятся снаружи, они прикрыты опорными катками и расположены ниже зоны, подверженной наиболее интенсивному обстрелу.

Подвеска фирмы Porsche K.G. помимо выдающихся достоинств отличается выдающимися недостатками. Опорный каток может совершать значительные ходы вверх-вниз относительно корпуса лишь тогда, когда второй каток тележки будет совершать практически такой же по длине, но обратный по направлению ход. Сопровождающийся амортизирующим эффектом угол поворота картера очень незначительный. Он лимитируется сжимаемостью резиновой подушки и коротким торсионом, который сам по себе не может обеспечить достаточную энергоёмкость и мягкость подвески. После того, как резиновая подушка сожмётся до упора, картер не сможет поворачиваться далее и закручивать торсион, поэтому узел подвески станет работать как жёсткая система, передающая колебания корпусу, а экипаж танка будет испытывать тряску. Вывод из вышесказанного очевиден: подвеска была очень жёсткой.

Слабым местом подвески является недостаточно надёжное крепление резиновой подушки. В случае её срыва торсион разрушается из-за чрезмерной нагрузки, на которую он не рассчитан. Другой несомненный недостаток — сложная конструкция тележки, состоящей из множества деталей. Однако, сложность узлов подвески ещё не означает увеличение цены и трудоёмкости танков с данной подвеской в серийном производстве. Напротив, ходовые части Тигров и Пантер по цене, затратам на металл и трудоёмкости превосходили ходовую часть Фердинандов. Объясняется это просто. Хотя тележки подвески фирмы Porsche K.G. были сложными по конструкции, на весь танк требовалось лишь 6-8 узлов подвески. Конструкция узлов подвесок Тигров и Пантер была проще, но она один танк уходило 16 таких узлов. Для монтирования блокированной подвески на корпусе нужно было закрепить 6-8 балансиров. При монтаже подвесок Тигров и Пантер требовалось высверливать в броне 16 отверстий для балансиров, а затем устанавливать внутри корпуса «частокол» из торсионных валов. Иными словами, если оценивать трудоёмкость процесса сборки от начала и до конца, то становится ясно, что сложность тележек компенсируется простотой монтажа и тем, что на один танк нужно было всего 6-8 узлов подвески.

Подведём итог и составим список достоинств и недостатков подвески фирмы Porsche K.G.:

+ компактность
+ ремонтопригодность
+ относительно малый вес
+ удобство монтажа на танк

— жёсткость
— малые ходы катков
— сложность конструкции тележек
— недостаточно надёжное крепление резиновой подушки

Теперь мы можем ответить на вопросы, поставленные в предисловии. На танках Typ 100, Typ 101, Typ 180 и САУ Ferdinand использовалась схема с двумя двигателями внутреннего сгорания, соединёнными с генераторами, которые питали электродвигатели. По сравнению с механической электротрансмиссия утяжеляла танк, а занимающая значительный заброневой объём двухдвигательная силовая установка лишь усугубляла проблему. Для сглаживания недостатков двухдвигательной схемы с электротрансмиссией при сохранении её достоинств инженеры применили компактную и лёгкую подвеску, которая также позволила облегчить корпус без ослабления бронирования. При создании блокированной подвески пожертвовали простотой конструкции, мягкостью и ходами катков, но добились компактности, снижения веса и повышения ремонтропригодности. В результате подвеска выделялась необычной конструкцией и, что намного существеннее, несбалансированными характеристиками.

Отсутствие гармоничного сочетания относительно небольшого веса, компактности, ремонтопригодности, мягкости и достаточного полного хода катков предопределило ограниченное применение данной подвески, которая подходила лишь для тяжёлых тихоходных танков. Ещё во время Второй мировой войны советским, американским и немецким инженерам стало ясно, что при возрастающих требованиях к подвижности и защищённости танков наиболее оптимальным вариантом являются индивидуальные торсионные подвески. Англичане тем временем продолжали применять индивидуальные пружинные подвески по типу Кристи, которые были довольно мягкими, обеспечивали достаточный динамический ход катков и также подходили для быстроходных машин. А вот жёсткой блокированной подвеске с продольным расположением торсионов на новых перспективных танках места не нашлось. Ей суждено было остаться отличительной чертой линейки тяжёлых танков фирмы Porsche K.G. времён Второй мировой войны, но не более того.

kedoki.livejournal.com

Как работает подвеска, и как ее доработать с помощью регулируемых амортизаторов коиловеров

Понять принцип работы подвески нелегко, но не падайте духом. В этой статье я попробую максимально понятно объяснить вам, как работает подвеска, и каким образом её можно улучшить.

В теории всё может быть довольно просто, но на самом деле, работа подвески – это совокупность бесконечного числа факторов, каждый из которых имеет как положительное, так и отрицательное влияние на поведение вашего автомобиля на дороге. Рассматривать эту систему мы будем по следующему плану:

1. Основы: рессоры и гасители колебаний.
2. Подрессоренная и неподрессоренная массы.
3. Улучшение подвески: стоит ли ставить регулируемые амортизаторы?
4. Мягкая или твердая?
5. Стабилизаторы поперечной устойчивости

1. Основы. рессоры и гасители колебаний

С точки зрения производительности, необходимость подвески состоит в том, чтобы колёса стояли на земле. Практически каждая подвеска имеет две основные составные части: рессоры и гасители колебаний.

Рессоры:

Рессоры предназначены для накопления энергии. Они созданы для того, чтобы поглощать толчки и накапливать их в виде потенциальной энергии путём компрессии. При возможности рессора «расправляется» и проталкивает колесо вниз, тем самым превращая потенциальную энергию в кинетическую. Когда ваш автомобиль стоит на земле, его вес сжимает рессоры так, что любая яма в дорожном покрытии приведет к раскрытию рессоры, которая прижмет колесо к земле.

Гасители колебаний:

Гаситель колебаний – устройство, целью которого является рассеивание энергии. Их задача – устранить энергию, накопленную в рессоре, путём превращения её в тепло. Не будь гасителя колебаний в подвеске – после попадания в очередную яму, ваш автомобиль продолжал бы пружинить вверх-вниз до тех пор, пока импульс не пройдет сам. Наверняка вы встречали на дороге автомобили, которые шатались туда-сюда после попадания колеса в яму. Это результат отказа гасителей колебаний. Рассеивание тепла происходит путём впуска масла внутрь цилиндра гасителя колебаний.

2. Подрессоренная и неподрессоренная массы

В теории всё просто: подрессоренная масса – это всё, что поддерживается подвеской автомобиля (двигатель, шасси, водитель и т.д.). Неподрессоренная масса – это всё, что не поддерживается подвеской (колёса, шины, тормозные колодки и т.д.). Единственной загвоздкой являются детали, так же как и колёса, присоединенные к шасси. Эти детали являются комбинацией подрессоренной и неподрессоренной масс.

Распространенный миф

Если вы сидели на авто форумах, то вы наверняка знаете, что «удаление одного килограмма неподрессоренной массы соответствует удалению примерно десяти килограммов подрессоренной массы, что положительно влияет на ускорение и торможение». На самом деле это не так, никакой магической формулы не существует, и снижение неподрессоренной массы никакой роли в увеличении ускорения не сыграет. Это заблуждение бытует из-за того факта, что снижение массы вращения улучшает ускорение. В целях улучшения ускорения, однако, было бы наиболее целесообразно снизить вес маховика, вместо снижения веса тормозных суппортов. Вообще, по-моему, вся эта тема бесполезна.

3. Улучшение подвески: стоит ли ставить регулируемые амортизаторы?

Как и у всего сущего, у регулируемых амортизаторов есть свои плюсы и минусы.

Достоинства:
— Настраиваемый клиренс: автомобили с низким центром гравитации будут лучше управляться
— Настраиваемое гашение колебаний: после схода с конвейера, далеко не все автомобили имеют эту возможность, так что если вы собираетесь ездить в различных условиях, настройка гашения колебаний придется очень кстати
— Снижение крена кузова: регулируемые амортизаторы, как правило, имеют более жесткие рессоры, благодаря чему они способны снижать крен кузова. Более удачная геометрия подвески создает идеальный контакт с поверхностью земли.

Недостатки:
— Пониженный ход подвески: если вы занижаете автомобиль, то расстояние от колеса до колёсной ниши значительно сократится. В связи с этим необходимо использовать более твёрдые рессоры. Естественно, это скажется на управляемости.
— Шум, вибрация и жесткость: твёрдая подвеска = неприятная, грубая езда. Избежать этого практически невозможно. Как только вы установите регулируемые амортизаторы, вы сразу почувствуете разницу. Любая ямка на дороге приведет к сильной вибрации.

4. Мягкая или твердая?

Ответ на этот вопрос зависит от дорог, по которым вы ездите. Впрочем, есть один факт: чем мягче подвеска, тем лучше колёса стоят на дороге. Звучит немного парадоксально, поскольку большинство автомобилей оснащаются жёсткой подвеской. Так почему же?

— Предотвращение контакта днища с землей: автомобили с низким клиренсом нуждаются в более жёсткой подвеске, чтобы предотвратить контакт колёс с колёсными нишами, или, что еще хуже, контакт днища с землей.
— Снижение крена кузова: жёсткая подвеска снижает крен кузова.
— Аэродинамика — основная часть автомобильного спорта, и поддержание кузова на нужной высоте является одной из важнейших задач для создания идеальной аэродинамики. Установка жёсткой подвески ведет к снижению крена кузова, соответственно улучшает аэродинамику. К тому же, прижимная сила прямо пропорциональна скорости автомобиля, так что чтобы ваш болид не впечатался в землю, необходимо устанавливать более жёсткую подвеску
— Отсутствие ям: в теории, гоночные треки имеют почти идеально ровное покрытие. Соответственно, необходимость в большом ходе подвески отпадает.

Если вы понимаете английскую речь, рекомендую посмотреть следующее видео, на котором автор рассказывает о плюсах мягкой подвески.

5. Стабилизаторы поперечной устойчивости

Как следует из названия, данное устройство создано с целью стабилизации поперечной устойчивости путём соединения двух передних или двух задних колёс. Когда автомобиль входит в поворот, амортизатор внешнего колеса сжимается из-за крена кузова. Затем стабилизатор поперечной устойчивости начинает вращаться, пытаясь поднять внутреннее колесо вверх, тем самым выравнивая кузов. Снижение крена кузова позволяет достичь идеального контакта с дорогой, а также делает автомобиль более управляемым на поворотах. В чем же секрет?

Подвеска работает лучше всего, когда каждое колесо имеет независимую систему подвески. Проще говоря, это значит, что всё то, что влияет на одно колесо, не затронет другие. Стабилизаторы поперечной устойчивости, в свою очередь, делают так, чтобы внешнее влияние происходило не на одно, а сразу на два колеса. По сути, чем жестче стабилизатор, тем менее независимой становится подвеска, соответственно сила, направленная на одно колесо, распространится и на другое.

Рекомендуем посмотреть видео, чтобы лучше понять принцип работы стабилизаторов поперечной устойчивости.

carakoom.com