Часть 5. Подвеска автомобиля
Независимая и зависимая подвеска автомобилей. Полуэллиптические рессоры, торсионы и витые пружины. Многорычажная подвеска с витыми пружинами и гидравлическими амортизаторами. Передняя подвеска типа макферсон
Подвеска
Подвеска автомобиля имеет несколько важных элементов. В большинстве случаев требуется соблюдение определённой геометрии при переезде колёс через препятствие. Также требуется смягчать толчки, возникающие при преодолении неровностей. Кроме того, необходимо гасить колебания кузова, не допуская его раскачки.
Поэтому в конструкции подвески можно выделить элементы, обеспечивающие необходимую геометрию, пружинящие элементы и устройства для гашения колебаний кузова.
В качестве элементов, обеспечивающих необходимую геометрию, традиционно использовались полуэллиптические рессоры. Рессоры набирались из нескольких стальных листов. Рессоры обеспечивали необходимую геометрию подвески и одновременно служили пружинящими элементами. Использовалось поперечное и продольное расположение рессор. Для понижения уровня пола кузова рессоры пропускались под задним мостом (легковые автомобили). Для повышения уровня пола кузова и улучшения геометрической проходимости автомобиля рессоры пропускались над мостом (автомобиль УАЗ, грузовые автомобили). Для ограничения хода подвески специальных мер не требуется, ход подвески определяется упругостью рессоры. Для ограничения хода сжатия мог использоваться резиновый отбойник.
Другим распространённым элементом служили торсионы. Торсионная подвеска обладает компактностью и неприхотливостью. Торсионная подвеска использовалась, например, в передней подвеске автомобилей «Запорожец». Закручивая торсион можно регулировать жесткость подвески. Для ограничения хода торсионной подвески используются специальные упоры – ограничители хода. В зависимости от настроек торсионная подвеска может иметь достаточно высокую энергоёмкость.
Самое большое распространение получила рычажная подвеска. В рычажной подвеске геометрию определяет набор рычагов. Рычаги обычно располагаются продольно или поперечно. Часто используется сочетание рычагов: продольные рычаги передают на кузов тормозные усилия и усилия тяги ведущих колёс, а поперечный рычаг передает на кузов боковые усилия, возникающие при повороте автомобиля.
В качестве пружинящих элементов помимо рессор и торсионов, используются витые пружины. Витые пружины имеют небольшой собственный вес, могут работать при больших ходах подвески, не скрипят (в отличие от рессор) и не требуют никакого ухода в процессе эксплуатации. При использовании витых пружин требуется ограничивать ход подвески. Часто для ограничения хода сжатия используется резиновый упор, а для ограничения вывешивания используется специальная конструкция амортизатора. Во многих автомобилях для замены пружины, например, в задней подвеске автомобиля «Жигули», достаточно отсоединить нижнюю точку крепления амортизатора и просто поднять кузов штатным домкратом.
В некоторых случаях вместо пружин применяют пневматические элементы. Эти элементы имеют определённые достоинства. Например, применив подобные элементы в конструкции задней подвески автомобиля с кузовом универсал, можно обеспечивать одинаковый дорожный просвет и угол съезда, как пустого автомобиля, так и полностью груженого. Более того, можно регулировать в некоторых пределах дорожный просвет и геометрическую проходимость автомобиля.
Для предотвращения раскачивания кузова автомобиля при езде на высоких скоростях или при преодолении неровностей дороги используются амортизаторы. Простейшим амортизатором является демпфер. Демпфер допускает проскальзывание одного элемента относительно другого с некоторым постоянным трением. Примером демпфера может служить демпфер руля тяжелых мотоциклов с коляской типа М-72 или «Урал». Демпфером были снабжены кассетодержатели кассетных магнитофонов. Демпфер используется для плавного открывания перчаточного ящика некоторых автомобилей. Недостатком демпфера является постоянное сопротивление при перемещении.
Аналогично демпферам работали первые амортизаторы. Появление гидравлических амортизаторов (сначала рычажных, затем телескопических) значительно повысило комфорт от поездки в автомобиле. Затем конструкция амортизаторов изменилась, появились, например, газонаполненные амортизаторы.
Подвеска колёс автомобиля по каждой оси может быть зависимой (зависимая задняя подвеска у автомобилей «Жигули» классика) или независимой (независимая передняя подвеска у автомобилей «Жигули» классика).
Зависимая подвеска выполняется на неразрезных мостах. При наезде на препятствие, например, правого колеса, происходит его подъём, при этом связанное с ним левое колесо несколько наклоняется влево. Таким образом, левое колесо не остаётся перпендикулярно поверхности дороги, а покрышка испытывает дополнительную деформацию. При медленном движении и при движении по гладкой поверхности недостатки неразрезного моста и зависимой подвески практически не влияют на плавность хода автомобиля.
Независимая подвеска выполняется на разрезных мостах. При наезде на препятствие, например, правого колеса, происходит его подъём, при этом левое колесо не наклоняется и продолжает оставаться перпендикулярно поверхности дороги. Покрышка левого колеса не испытывает дополнительной деформации при движении правого колеса по неровностям. Это свойство независимой подвески позволяет поддерживать высокую скорость на неровной дороге.
В современной практике применяют в основном независимую подвеску, обеспечивающую лучший комфорт и плавность хода.
Передняя подвеска в большинстве легковых автомобилей независимая. Обычно это многорычажная с витыми пружинами и гидравлическими амортизаторами, либо на поперечных рычагах с витыми пружинами и гидравлическими амортизаторами, либо качающаяся свеча (макферсон).
Задняя подвеска обычно также независимая многорычажная с витыми пружинами и гидравлическими амортизаторами. Однако некоторые производители сохраняют в конструкции автомобилей зависимую заднюю подвеску.
Несомненным достоинством зависимой подвески является её неприхотливость и простота. Кроме простоты у зависимой подвески есть ещё немаловажное достоинство, которое заключается в стабильности дорожного просвета (клиренса) автомобиля. Многие армейские джипы военной и послевоенной поры имели неразрезные мосты, которые обеспечивали им легендарную неприхотливость, выносливость и проходимость.
Независимая подвеска довольно сложна в проектировании, изготовлении и эксплуатации. Однако это вполне окупается повышенной плавностью хода автомобиля и возможностью поддерживать высокую скорость на грунтовых дорогах и на бездорожье.
Повышенная комфортность управления автомобилем с независимой передней подвеской сделали её фактическим стандартом для большинства легковых автомобилей. Сравнивая, как автомобиль с зависимой подвеской и автомобиль с независимой подвеской преодолевают различные препятствия (например, трамвайные рельсы на перекрестке) можно заметить увеличение управляемости и некоторое снижение ударных нагрузок, передаваемых на кузов.
Заднюю подвеска не сильно сказывается на управляемости автомобиля и, для простоты, её часто делают зависимой многорычажной с витыми пружинами и гидравлическими амортизаторами. Полуэллиптические рессоры с гидравлическими амортизаторами также широко используются, особенно у пикапов и некоторых джипов.
© 2011 abcIBC.com. All rights reserved.Удачи на дорогах!
См.также
