Подвеска автомобиля: назначение, устройство, виды подвесок

История появления

В средние века люди перемещались, в основном, на лошадях. Со временем появились кареты, в которых ездили представители знати. Транспорт был некомфортабельным, поскольку оси колес были прикреплены прямо к корпусу. Во время езды каждая кочка «передавалась» пассажирам. Чтобы не ощущать ухабы так сильно, на скамью подкладывали подушки. Но полностью проблема от этого не исчезла.

Именно поэтому изобретатели предприняли попытки сделать поездки более комфортными. Для этого было решено придумать некую «прослойку», которая бы лежала между кузовом и колесами транспорта. Этой деталью выступили эллиптические рессоры. Прошло еще немного времени, и данный элемент начали внедрять в конструкцию автомобилей. Теперь рессоры стали полуэллиптические, но выяснилось, что они не очень удобны. Почему?

Дело в том, что рессоры устанавливали поперечно. Управлять машиной водителю было сложно даже на минимальных скоростях. После этого деталь начали ставить продольно на каждое из колес. Эти события повлекли за собой разработку и усовершенствование подвески. Сегодня устройство подвески авто включает в себя различные типы.

Принцип работы подвески

Автомобильная подвеска работает, преобразовывая силу удара от наезда колеса на неровное покрытие, в движение упругих частей (пружин). Жесткость таких перемещений контролируется и смягчается гасящими устройствами (амортизаторами). Благодаря этому сила ударов, передающихся на кузов, снижается, что обеспечивает плавность движения.

Жесткость подвески у разных автомобилей сильно различается: чем она жестче – тем легче и более предсказуемо управление, но уменьшается комфорт езды. Мягкая создает удобство эксплуатации, но за счет заметно сниженной управляемости (чего не рекомендуется допускать). По этой причине производители транспортных средств всегда стараются найти компромисс между комфортом и безопасностью.

“Де Дион” подвеска, плюсы и минусы

Данная подвеска также названа в честь изобретателя (как и MCPherson), которым стал француз Альберт Де Дион. Назначение такого типа подвески — максимально уменьшить нагрузку (посредством отделения картера основной передачи) на задний мост авто. Если ранее он крепился непосредственно к балке моста, то сейчас картер закреплен на самом кузове.

Это дает возможность передавать крутящий момент путем полуосей, которые закреплены на ШРУСах. Однако избавиться от основных недостатков всех зависимых вариаций данной подвески не удалось. Например, фактически невозможно затормозить «без клевков», а в случае резкого старта автомобиль попросту «приседает» на задние колеса. Вопреки попыткам ликвидации данных недостатков посредством установки дополнительных компонентов (направляющих), несбалансированное поведение машины остается главной проблемой.

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.

Неисправности и обслуживание подвески

Сразу же оговоримся: согласно российским правовым нормам, ни одна неисправность подвески не отнесена к «Перечню…» неисправностей, с которыми запрещается движение. И это спорный момент.

Представим, что амортизатор подвески (передней или задней) не работает. Такое явление означает, что проезд каждой неровности будет сопряжен с перспективой раскачки кузова и потерей управляемости автомобиля. А что можно сказать о вконец разболтавшейся и пришедшей в негодность шаровой опоре передней подвески? Результат неисправности детали – «вылетела шаровая» – грозит серьезным ДТП. Лопнувший упругий элемент подвески (чаще всего пружина) приводит к возникновению крена кузова и подчас абсолютной невозможности продолжать движение.

Описанные выше неисправности – это уже конечные, наиболее одиозные неисправности подвески автомобиля. Но, несмотря на их крайне негативное влияние на безопасность движения, эксплуатация транспортного средства с такими проблемами не запрещается.

Большую роль в обслуживании подвески играет контроль за состоянием автомобиля в процессе движения. Скрипы, шумы и стуки в подвеске должны насторожить и убедить водителя в необходимости сервисного обслуживания. А длительная эксплуатация автомобиля вынудит его применить радикальный метод – «поменять подвеску по кругу», то есть заменить практически все детали и передней, и задней подвески.

Устройство

Каждая подвеска содержит следующие компоненты:

Упругое устройство. Берет на себя нагрузки, предоставляемые дорожными препятствиями. Может состоять из пружины, пневмоэлементов и проч.
Демпфирующее устройство. Необходимо для погашения вибрации кузова в процессе преодолении дорожных неровностей. В качестве этого устройства применяются все разновидности амортизационных приспособлений.
Направляющее устройство. Контролирует необходимое смещение колеса относительно корпуса кузова. Выполняется в виде поперечных тяг, рычагов и рессор.
Стабилизатор поперечной устойчивости. Гасит наклоны кузова в поперечном направлении.
Резино-металлические шарниры. Служат для упругого соединения частей механизма с машиной. Дополнительно они в небольшой степени выполняют роль амортизаторов – частично гасят толчки и колебания.
Ограничители хода подвески. Фиксируют ход устройства в критической нижней и в критической верхней точках.

Виды подвесок автомобиля

Автомобильная подвеска в зависимости от конструктивных особенностей и строения бывает следующих видов.

Зависимая. Первый вариант конструкции, который был применен в автомобилестроении. Описан выше, в разделе, посвященном истории узла. Отличительная особенность – жесткая связь обеих колесных осей с амортизаторами и рессорами. Несмотря на низкий уровень комфорта при езде, является самой дешевой в производстве и очень надежной – неисправности возникают крайне редко. Оба фактора обусловлены простотой конструкции.
Независимая. Каждое из колес движется независимо от другого (отсюда и название). Это реализовано за счет рычагов, которые закреплены одной стороной на оси, а второй – на колесах. Они способны передвигаться в вертикальной плоскости. Поэтому при изменении положения колеса второе сохраняет свою позицию. В результате на кузов передается гораздо меньше ударов. Кроме того, колеса всегда имеют сцепление с дорожным покрытием. Иногда независимой оставляют только одну ось (ведомую).
Полунезависимая. Вместо рычага используется торсионная балка. Она приподнимает вместе с собой часть оси. Благодаря этому удается достичь комфорта, близкого к независимой подвеске, и надежности, близкого к зависимой. Таким образом, полунезависимая конструкция занимает промежуточное положение между ними.
Пневматическая. Вместо амортизаторов использует цилиндры со сжатым воздухом, по которым передвигаются поршни. Именно они гасят удары. В современных моделях автомобилей уровнем давления воздуха в таких цилиндрах часто управляет ЭБУ. Наиболее широко пневмоподвеска применяется на грузовых транспортных средствах. Однако сегодня ее используют и на легковых авто.
Гидравлическая. Аналогична пневматической, но вместо воздуха в цилиндрах находится специальная жидкость. Гидравлическая подвеска не только прекрасно гасит удары, но и «умеет» регулировать клиренс, жесткость реакции на неровности дорожного покрытия.
Торсионная. В такой конструкции используют продольный торсион (штангу), которая движется в вертикально плоскости и наряду с амортизатором гасит колебания. Однако встретить ее в легковых авто достаточно трудно – чаще всего ее применяют на грузовиках.
Электромагнитная. Роль амортизаторов выполняют электромагниты. Такой вариант обычно устанавливают на авто премиум-класса. Поскольку электромагниты требуют большого расхода энергии, часто подобную подвеску сочетают с гидравлической, получая таким образом составной вариант, экономящий заряд аккумулятора.
Двухрычажная. Движением колеса в данном случае управляют 2 рычага. Один закреплен сверху, другой снизу. Между ними расположен амортизатор. Такая подвеска считается более эффективной, чем традиционные варианты. Рычажная подвеска может не ограничиваться двумя рычагами – иногда их гораздо больше. Это позволяет более равномерно распределять нагрузку с колеса.
Интегральная. Состоит из нескольких рычагов, поворотного кулака и соединительной тяги. Обычно устанавливается на ведомые колеса.
Винтовая. Подразумевает использование специализированных стоек стабилизатора (в народе – косточки) с нанесенной на их поверхность резьбой.

Существуют и другие классификации. Например, в зависимости от способности к сжатию подвеску делят на 2 типа:

длинноходная;
короткоходная.

Первая чаще всего применяется на внедорожниках, так как позволяет преодолевать серьезные препятствия и обеспечивает постоянный контакт колес с дорожным покрытием. Вторая обычно используется на легковых (в том числе спортивных) автомобилях, так как улучшает управляемость транспортным средством.

Основные неисправности подвески и как их устранить

О неисправности подвески могут свидетельствовать следующие «симптомы»:

посторонние звуки при движении транспортного средства (шум, стук);
машину «ведет» в сторону;
нельзя отрегулировать углы передних колес авто;
самопроизвольно возникающее угловое колебание передних колес;
проседание передней части кузова авто;
крен нагруженного транспортного средства на один бок.

Если один из этих признаков замечен, значит, с подвеской или ходовкой проблемы.

Из-за чего могут возникнуть подобные неприятности? Вот наиболее распространенные неисправности.

Поломка амортизаторов. Проблема решается ремонтом или заменой неисправного узла.
Ослабление болтов крепления штанги стабилизатора поперечной устойчивости. Решается путем подтягивания болтов или замены резиновых шайб.
Физический износ деталей шаровых опор. Решает полной заменой деталей.
Зазор в подшипниках колес вследствие физического износа. Решается заменой подшипников.
Деформация поворотного кулака. Если деталь изогнута не сильно, то ее можно попробовать выпрямить (правда, самостоятельно это сделать очень сложно. При сильной деформации требуется полная замена.
Нарушение параллельности задней и передней осей. Решается проблема выравниванием осей по отношению друг к другу.

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:

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.
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.
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.
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.
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.

Характеристики

Высокая проходимость «шестьдесят шестого» достигается в основном благодаря конструктивным особенностям трансмиссии и подвески, и получается за счет:

Так выглядит классический газ 66

Наличия в трансмиссии обоих ведущих мостов;
Присутствия понижающей скорости в раздаточной коробке;
Почти одинаковой по размеру колеи задней и передней оси;
Установкой на осях по одному скату;
Особенностей изготовления шин.

Передний мост на внедорожном грузовике ГАЗ 66 отключаемый, для поворота колес используются поворотные шарниры (ШРУСы). На заднем мосту стоят полуоси, которые приводятся в движение от редуктора.

Как правило, дифференциалы обоих мостов 66 самоблокирующиеся, то есть движение шестерен дифференциала блокируется, за счет этого достигается синхронность движения колес. Управление блокировкой производится из кабины автомобиля. С застопоренным дифференциалом нельзя ездить на дорогам с плотным покрытием. Тем более, невозможна эксплуатация машины с блокировкой на большой скорости.

Так выглядит задний мост для грузовика ГАЗ 6

Оба моста ГАЗ 66 имеют идентичную главную передачу, устройство дифференциалов также ничем не отличаются между собой. Можно, сказать, что и редукторы в сборе одинаковые, различие только в маслоотводном кольце, которое ставится на ведущей шестерне главной передачи. Мосты имеют следующие характеристики:

Передаточное число главной пары – 6,83;
Колея переднего моста – 1,8 м;
Колея заднего моста – 1, 75 м;
Вес переднего моста в сборе – 350 кг;
Вес заднего моста в сборе – 270 кг;
Тип шестерен главной пары – конический, гипоидного типа.

Схема устройства переднего моста для газ 66

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:

Соединение мостов и колес с кузовом автомобиля. Благодаря наличию подвески, колеса могут поворачиваться, задавая направление движению транспортного средства.
Передача крутящего момента от двигателя и основной несущей силы.
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

Строй-Техника.ру

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

Автомобили Камаз Урал

Публикация:

Назначение и общая характеристика ходовой части

Читать далее:

Устройство рамы

Назначение и общая характеристика ходовой части

Ходовая часть служит для обеспечения непосредственного взаимодействия автомобиля с дорожной или грунтовой поверхностью. Она состоит из рамы, колесного движителя, подвески и мостов.

Рама является остовом автомобиля. Она предназначена для установки и крепления двигателя, агрегатов трансмиссии, ходовой части, дополнительного и специального оборудования, механизмов органов управления, а также кабины и кузова. На автомобилях КамАЗ и Урал применяют лонжеронные клепаные рамы.

Колесный движитель обеспечивает создание сил сцепления с поверхностью, т. е. реализует возможности движения и управления автомобилем. Шины колес снижают динамические нагрузки при преодолении препятствий и неровностей дорог. Колесный движитель состоит из ведущих и ведомых колес. Ведущие колеса преобразуют крутящий момент, подводимый от двигателя через трансмиссию, в силу тяги, обеспечивая поступательное движение автомобиля. Ведомые колеса вращаются при движении автомобиля за счет действия толкающих сил от рамы автомобиля. Управляемые колеса, ведомые или ведущие, обеспечивают управление движением автомобиля с помощью рулевого управления.

Дополнительные материалы по теме:

Подвеска служит для улучшения плавности хода, чем обеспечивается возможность длительного движения без быстрой утомляемости людей и повреждения перевозимых грузов. Она представляет собой совокупность устройств, осуществляющих упругую связь рамы с мостами, обеспечивающих смягчение толчков и ударов, возникающих при наезде колес на неровности дороги, и передачу сил и моментов, действующих между колесами и рамой. Подвеска состоит из упругого, направляющего и демпфирующего устройств.

Упругое устройство подвески служит для уменьшения динамических нагрузок, обусловленных, главным образом, действием вертикальных сил. При наезде колеса на неровность дороги упругое устройство деформируется, значительно смягчая ударную нагрузку от колеса на кузов автомобиля. В результате работы упругого устройства уменьшаются перемещения рамы автомобиля, копирующие профиль дорожных неровностей, и улучшается плавность хода автомобиля.

В качестве упругих устройств на автомобилях КамАЗ и Урал применяют металлические листовые рессоры.

Направляющее устройство подвески определяет характер перемещения колеса при деформации упругого устройства относительно рамы автомобиля, а также передает силы и моменты, действующие между колесом и рамой (силу тяги, тормозную силу, боковые силы и их моменты).

Функции направляющих устройств на автомобилях КамАЗ и Урал-4320 выполняют рессоры, балансиры и рычаги.

Демпфирующие устройства предназначены для быстрого гашения колебаний кузова автомобиля, возникших под воздействием упругого устройства подвески. Отсутствие таких устройств при движении автомобиля по неровной дороге может привести к резонансным колебаниями, как следствие этого, к пробоям подвески (удары рессор в ограничители).

Гашение колебаний сводится к превращению механической энергии колебаний рамы и закрепленных на ней составных частей в тепловую энергию благодаря трению в узлах подвески с последующим ее рассеиванием в окружающую среду. Трение в деталях упругого устройства (в листовых рессорах) в какой-то мере обеспечивает гашение колебаний (производит амортизирующее действие). Однако трение между листами рессор преобразует в тепло весьма незначительное количество кинетической энергии вертикальных колебаний остова, и толчки со стороны неровностей дороги передаются от колес к нему в достаточно большой степени. Поэтому для гашения колебаний применяются специальные устройства — амортизаторы, работа которых основана на наличии внутреннего трения в вязкой жидкости, проходящей через отверстие ограниченного сечения.

Мостом называется узел, связывающий колеса автомобиля с рамой через детали подвески. Мосты подразделяются на ведомые и ведущие; те и другие могут быть как управляемые, так и неуправляемые. Ведущий мост представляет собой пустотелую балку, в которой размещаются узлы и детали трансмиссии: главная передача, дифференциал и полуоси. Управляемый мост выполняется в виде балки двутаврового (ведомый мост) или трубчатого (ведущий мост) сечения, на концах которой цапфы колес имеют с мостом шарнирную связь. Поворотом цапф относительно моста изменяется направление движения автомобиля.

Читать далее: Устройство рамы

Категория: —
Автомобили Камаз Урал