Види підвісок автомобілів
Федеральне агентство з освіти
Державний освітній заклад вищої професійної освіти
ВОЛГОГРАДСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра: «Автомобілі – та тракторобудування»
На тему: "Види підвісок автомобілів"
студент групи АТФ-4С
Підвіски легкових автомобілів
Двоважільна підвіска з коротким верхнім і довгим нижнім важелями забезпечує мінімальні поперечні переміщення колеса (шкідливі для бічної стійкості автомобіля і викликають швидке зношування шин), а також незначні кутові переміщення при ході вгору і вниз.
Конфігурація поперечного важеля дозволяє кожному колесу незалежно сприймати нерівності та залишатися вертикальнішим на поверхні дороги. А це означає найкраще зчеплення з дорогою.
Підвіска МакФерсона, названа на ім'я інженера Ерла Макферсона, який розробив її в 1960 році, є підвіскою колеса, що складається з одного важеля, стабілізатора поперечної стійкості і блоку з пружинного елемента і амортизатора телескопічного типу, званого свічкою, що коливається, у зв'язку з тим, що закріплений у верхній частині до кузова за допомогою пружного шарніра і може хитатися під час руху колеса вгору-вниз.
Кінематична схема менш досконала, ніж підвіска на двох поперечних або поздовжніх важелях: що при великому ході підвіски розвал (кут нахилу колеса до вертикальної площини) змінюватиметься, і тим більше, чим більший хід підвіски. Але у зв'язку з технологічністю та дешевизною даний тип підвіски набув дуже великого поширення в сучасному автомобілебудуванні.
Багатоважільна підвіска дещо нагадують двоважільний підвіску імають усі її позитивні якості.
Ці підвіски більш складні і більш дорогі, але забезпечують більшу плавність ходу та кращу керованість автомобіля. Велика кількість елементів - сайлент-блоків та кульових шарнірів добре гасять удари при різкому наїзді на перешкоди. Всі елементи кріпляться на підрамник через потужні сайлент-блоки, що дозволяє збільшити шумоізоляцію автомобіля від коліс.
Застосування багатоважільного незалежного підвіски, яка головним чином використовується на автомобілях представницького класу, надає підвісці стабільний контакт коліс з будь-яким покриттям на дорозі і чіткий контроль автомобіля при змінах напрямку руху.
Головні переваги багатоважільного підвіски
-Незалежність коліс один від одного
-Низька безпружинна маса
-Незалежне поздовжнє та поперечне регулювання
-Хороша недостатня повертаність
- Хороший варіант для використання у схемі 4x4
Головний недолік сучасної схеми – складність і, відповідно, ціна. Донедавна її застосовували лише на дорогих автомобілях. Тепер вона «утримує» задні колеса навіть деяких машин гольф-класу.
На всіх вищеописаних підвісках пневмоелемент встановлюється за схожою схемою. Він одягається на шток амортизатора через сальники, що забезпечують герметичність системи. Місце кріплення пневмоелемента до корпусу стійки також герметизується.
Задня залежна підвіска
Типовим представником такої конструкції може служити задня підвіска з циліндровими гвинтовими пружинами як пружні елементи. Як приклад можна навести конструкцію задніх підвісок класичних "Жигулів". У цьому випадку балка заднього моста "підвішується" на двох гвинтовихпружин і додатково кріпиться до кузова за допомогою чотирьох поздовжніх важелів. Крім цього, для покращення керованості, зменшення крену кузова в поворотах та покращення плавності ходу встановлюється поперечна реактивна штанга.
Основним недоліком цього підвіски є значна маса балки заднього моста. Цей показник особливо зростає, коли міст виконується провідним: доводиться "навантажувати" балку вагою картера головної передачі, редуктора тощо. А призводить все це до зростання так званих безпружинних мас, через що значно погіршується плавність ходу і з'являються вібрації.
Підвіска типу "ДеДіон"
Прагнучи якнайбільше "полегшити" задній міст, інженери багатьох автомобільних компаній почали застосовувати підвіску типу "Де Діон", названу на ім'я свого винахідника, француза Альберта Де Діона. Головна відмінність - картер головної передачі тепер відокремлений від балки моста і прикріплений безпосередньо до кузова. Тепер момент, що крутить, передається від двигуна автомобіля до провідних колес через півосі, що гойдаються на шарнірах рівних кутових швидкостей. Цей тип підвіски може бути залежним, так і незалежним. Щось схоже застосовується на позашляхових автомобілях у конструкції передньої підвіски незалежного типу.
Але незважаючи на вдосконалення конструкції, всі залежні підвіски мають один і дуже суттєвий мінус: проявляється незбалансована поведінка автомобіля при старті і гальмуванні. Машина починає "присідати" при інтенсивному розгоні і "клювати носом" під час гальмування. Для усунення цього ефекту почали застосовувати додаткові напрямні елементи.
Напівнезалежна задня підвіска
Конструктивно вона виконується у вигляді двох поздовжніхважелів, які з'єднані посередині поперечкою. Цей тип підвіски застосовується лише ззаду, але практично на всіх передньопривідних автомобілях. Серед плюсів цієї конструкції можна виділити легкість монтажу, компактність і невелика вага, як наслідок - зменшення "безпружинних мас", і найвагоміша її перевага - найбільш оптимальна кінематика колеса. Недолік можна виділити лише один: таку підвіску можна застосовувати тільки на неведучому задньому мосту.
Якщо пружина і амортизатор конструктивно встановлені окремо один від одного, пружина просто замінюється на пневмоелемент з проставками необхідної товщини. Проставками підбирається мінімальний та максимальний дорожній просвіт автомобіля.
Якщо пружини з амортизаторами зібрані в єдиний вузол, на зразок передньої стійки, то пневмоелемент встановлюється так само, як і на передній підвісці - одягається на шток амортизатора.
Підвіски вантажних автомобілів
Одна з перших та найпоширеніших конструкцій залежної підвіски - з поздовжніми або поперечними ресорами та гідравлічними амортизаторами.
Її досі застосовують на вантажівках, комерційних автомобілях та на деяких моделях позашляховиків. Це найпростіший варіант вирішення задньої підвіски: міст "підвішується" на поздовжніх ресорах, закріплених у кронштейнах кузова. Крім цього, до балки заднього моста кріпляться амортизатори. У такій конструкції ресори виконують також функції напрямних елементів, тобто зв'язують колесо з кузовом та визначають його кінематику.
Плюс залежної задньої підвіски подібного типу - очевидна простота конструкції, щоправда, це має якесь серйозне значення лише для виробника. На практиці ж рядового автомобіліста чекають лишемінуси: недостатня ефективність роботи ресор, як напрямних елементів. При досягненні високих швидкостей щодо "м'які" ресори виявляються не в змозі надавати задньому мосту необхідне положення в просторі, через що сильно погіршується зчеплення шин з дорогою, і, як наслідок, проявляється незадовільна керованість машини на високих швидкостях.
Підвіски позашляховиків та пікапів
Розглянемо варіанти підвісок на цей тип автомобілів докладніше. Тут є кілька видів підвісок:
-автомобілі із залежною передньою та задньою підвісками
-автомобілі з незалежною передньою та залежною задньою підвіскою
-автомобілі з повністю незалежною підвіскою
Розбирати пристрій почнемо із задньої підвіски. Найбільш поширеною задньою підвіскою позашляховиків є ресора або пружинна підвіска із жорстким нерозрізним мостом.
Зліва - ресора підвіска, праворуч - пружинна на чотирьох поздовжніх важелях
Ресорна підвіска має просту конструкцію, високу надійність, витримує дуже великі навантаження і тому найчастіше застосовується на важких джипах та пікапах. Але в гонитві за ціною та надійністю автовиробники використовують ресорні підвіски і на більш легких недорогих позашляховиках. Пружинні підвіски трохи складніші за ресорні, але при цьому компактні і зазвичай досить м'які і довгохідні і встановлюються на більш легких і комфортних позашляховиках. В інших випадках на паркетниках і спортивних міських позашляховиках застосовуються різні варіанти незалежних важільних задніх підвісок.
Передні підвіски позашляховиків також бувають з жорстким нерозрізним мостом, але сьогодні подібні конструкції зустрічаються рідко. Прагнучипокращити керованість та стійкість автомобілів на шосе автовиробники все частіше застосовують незалежні пружинні або торсіонні підвіски.
Передня підвіска. зліва - торсіонна, праворуч - пружинна.
До складу підвіски автомобіля входить також стабілізатор поперечної стійкості. Призначення цього пристрою - зменшення нахилу автомобіля під час руху на поворотах, а також підвищення його стійкості та керованості.
Коли автомобіль виконує поворот, його кузов з внутрішньої сторони повороту піднімається над поверхнею дороги, а з зовнішньої навпаки, зближується до неї, що створює небезпеку перекидання. Цьому перешкоджає стабілізатор, який, притиснувшись до поверхні разом з автомобілем з одного боку, одночасно притискає інший бік. Якщо одне з коліс автомобіля наїжджає на нерівність, стабілізатор прагне повернути його в початкове положення.
Однак від наслідків лихацтва не врятує жоден стабілізатор: підтвердженням цього є часті випадки перекидання автомобілів.
Активною називається підвіска, яка може змінювати положення і жорсткість пружних елементів по команді від пристрою, що управляє, яке в свою чергу отримує дані про положення кузова від різних датчиків. Основні види активної підвіски: пневматична, гідравлічна та пневмогідравлічна. Найбільш широке застосування активна підвіска отримала в автобусах та тролейбусах, де вона дозволяє уникнути кренів кузова при нерівномірному розподілі пасажирів по салону, та у вантажівках. У легкових автомобілях застосовується рідше через складність та дорожнечу.