Подвеска автомобиля. Типы подвесок.

[Sania87pnz]

ПОДВЕСКА АВТОМОБИЛЯ.

Во время движения неровности дороги в виде колебаний передаются на кузов. Подвеска автомобиля предназначается для гашения или смягчения подобных колебаний. В ее прикладные функции входит обеспечение связи и соединения между кузовом и колесами. Именно детали подвески дают колесам возможность перемещаться независимо от кузова, обеспечивая изменение направления движения автомобиля. Наряду с колесами, она является обязательным элементом ходовой части автомобиля. Подвеска автомобиля – это технически сложный агрегат, имеющий следующее строение: упругие элементы — металлические (пружины, рессоры, торсионы) и неметаллические (пневматические, гидропневматические, резиновые) детали, которые, в силу своей упругих характеристик, принимают нагрузку от неровностей дороги и распределяют ее на кузов автомобиля; гасящие устройства (амортизаторы) – агрегаты, имеющие гидравлическое, пневматическое или гидропневматическое строение и предназначенные для нивелирования колебаний кузова, полученных от упругого элемента; направляющие элементы – различные детали в виде рычагов (поперечных, продольных), обеспечивающих соединение подвески с кузовом и определяющих перемещение колес и кузова относительно друг друга; стабилизатор поперечной устойчивости — упругая металлическая штанга, соединяющая подвеску с кузовом и препятствующая увеличению крена автомобиля в процессе движения; опоры колеса – специальные поворотные кулаки (на передней оси), воспринимающие нагрузки, исходящие от колес, и распределяющие их на всю подвеску; элементы крепления деталей, узлов и агрегатов подвески – это средства соединения элементов подвески с кузовом и между собой: жесткие болтовые соединения; композитные сайлентблоки; шаровые шарниры (или шаровые опоры).

ДВУХРЫЧАЖНАЯ ПОДВЕСКА АВТОМОБИЛЯ.

Двухрычажная подвеска с коротким верхним и длинным нижним рычагами обеспечивает минимальные поперечные перемещения колеса (вредные для боковой устойчивости автомобиля и вызывающие быстрый износ шин), а также незначительные угловые перемещения при ходе вверх и вниз. Конфигурация поперечного рычага позволяет каждому колесу независимо воспринимать неровности и оставаться более вертикальным на поверхности дороги. А это означает лучшее сцепление с дорогой.

ПОДВЕСКА McPherson

Подвеска МакФерсона, названая по имени инженера Эрла Макферсона, разработавшего её в 1960 году, представляет собой подвеску колеса, состоящую из одного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости и блока из пружинного элемента и амортизатора телескопического типа, называемого качающейся свечой, в связи с тем, что он закреплен в верхней части к кузову при помощи упругого шарнира и может качаться при движении колеса вверх-вниз. Кинематически схема менее совершенна, чем подвеска на двух поперечных или продольных рычагах: что при большом ходе подвески развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться, и тем больше, чем больше ход подвески. Но в связи с технологичностью и дешевизной данный тип подвески получил очень большое распространение в современном автомобилестроении.

МНОГОРЫЧАЖНАЯ

Многорычажная подвеска несколько напоминают двухрычажную подвеску и имеют все ее положительные качества. Эти подвески более сложны и боле дороги, но обеспечивают большую плавность хода и лучшую управляемость автомобиля. Большое количеств элементов - сайлент-блоков и шаровых шарниров хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес. Применение многорычажной независимой подвески, которая главным образом используется на автомобилях представительского класса, придает подвеске стабильный контакт колес с любым покрытием на дороге и четкий контроль автомобиля при изменениях направления движения. Главные преимущества многорычажной подвески: *Независимость колес друг от друга, *Низкая неподрессоренная масса, *Независимая продольная и поперечная регулировки, *Хорошая недостаточная поворачиваемость, *Хороший вариант для использования в схеме 4x4. Главный недостаток современной схемы - сложность и, соответственно, цена. До недавнего времени ее применяли только на дорогих автомобилях. Теперь же она «удерживает» задние колеса даже некоторых машин гольф-класса. Установка пневмоэлементов На всех вышеописанных подвесках пневмоэлемент устанавливается по схожей схеме. Он одевается на шток аммортизатора через сальники, обеспечивающие герметичность системы. Место крепления пневмоэлемента к корпусу стойки также надежно герметизируется.

ЗАДНЯЯ ЗАВИСИМАЯ ПОДВЕСКА.

Типичным представителем такой конструкции может служить задняя подвеска с цилиндрическими винтовыми пружинами в качестве упругих элементов. Как пример можно привести конструкцию задних подвесок классических "Жигулей". В этом случае балка заднего моста "подвешивается" на двух винтовых пружинах и дополнительно крепится к кузову при помощи четырех продольных рычагов. Кроме этого, для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода устанавливается поперечная реактивная штанга. Основным недостатком этого типа подвески является значительная масса балки заднего моста. Этот показатель особенно возрастает, когда мост выполняется ведущим: приходится "нагружать" балку весом картера главной передачи, редуктора и т.п. А приводит все это к возрастанию так называемых неподрессоренных масс, из-за чего значительно ухудшается плавность хода и появляются вибрации.

ПОДВЕСКА ТИПА "ДЕ ДИОН" .

Стремясь как можно больше "облегчить" задний мост, инженеры многих автомобильных компаний начали применять подвеску типа "Де Дион", названную по имени своего изобретателя, француза Альберта Де Диона. Главное ее отличие - картер главной передачи теперь отделен от балки моста и прикреплен непосредственно к кузову. Теперь крутящий момент передается от двигателя автомобиля к ведущим колесам через полуоси, качающиеся на шарнирах равных угловых скоростей. Этот тип подвески может быть как зависимым, так и независимым. Нечто похожее применяется на внедорожных автомобилях, в конструкции передней подвески независимого типа. Но несмотря на совершенствование конструкции, все зависимые подвески обладают одним и весьма существенным минусом: проявляется несбалансированное поведение автомобиля при старте и торможении. Машина начинает "приседать" при интенсивном разгоне и "клевать носом" во время торможения. Для устранения этого эффекта стали применять дополнительные направляющие элементы.

ПОЛУНЕЗАВИСИМАЯ ПОДВЕСКА.

Конструктивно она выполняется в виде двух продольных рычагов, которые соединены посередине поперечиной. Этот тип подвески применяется только сзади, но практически на всех переднеприводных автомобилях. Среди плюсов этой конструкции можно выделить легкость монтажа, компактность и небольшой вес, как следствие - уменьшение "неподрессоренных масс", и самое ее весомое достоинство - наиболее оптимальная кинематика колеса. Недостаток можно выделить всего один: такую подвеску можно применять только на неведущем заднем мосту. Установка пневмоэлементов В случае если пружина и аммортизатор конструктивно установлены отдельно друг от друга, пружина просто заменяется на пневмоэлемент с проставками необходимой толщины. Проставками подбирается минимальный и максимальный дорожный просвет автомобиля. Если пружины с аммортзаторами собраны в единый узел, наподобие передней стойки, то пневмоэлемент устанавливается так же, как и на передней подвеске - одевается на шток аммортизатора.

ПОДВЕСКИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ.

Одна из первых и наиболее распространенных конструкций зависимой подвески - с продольными или поперечными рессорами и гидравлическими амортизаторами. Ее до сих пор применяют на грузовиках, коммерческих автомобилях и на некоторых моделях внедорожников. Это наиболее простой вариант решения задней подвески: мост "подвешивается" на продольных рессорах, закрепленных в кронштейнах кузова. Кроме этого, к балке заднего моста крепятся амортизаторы. В такой конструкции рессоры выполняют также функции направляющих элементов, то есть связывают колесо с кузовом и определяют его кинематику. Плюс зависимой задней подвески подобного типа - очевидная простота конструкции, правда, это имеет какое-либо серьезное значение только для производителя. На практике же рядового автомобилиста ожидают только минусы: недостаточная эффективность работы рессор, как направляющих элементов. При достижении высоких скоростей относительно "мягкие" рессоры оказываются не в состоянии придавать заднему мосту необходимое положение в пространстве, отчего сильно ухудшается сцепление шин с дорогой, и, как следствие, проявляется неудовлетворительная управляемость машины на высоких скоростях.

ПОДВЕСКИ ВНЕДОРОЖНИКОВ И ПИКАПОВ.

Рассмотрим варианты подвесок на данный тип автомобилей подробней. Здесь присутствуют несколько видов подвесок: *автомобили с зависимой передней и задней подвесками, *автомобили с независимой передней и зависимой задней подвеской, *автомобили с полностью независимой подвеской. Разбирать устройство начнем с задней подвески. Наиболее распространенной задней подвеской внедорожников является рессорная или пружинная подвеска с жестким неразрезным мостом. Рессорная подвеска имеет простую конструкцию, высокую надежность, выдерживает очень большие нагрузки и поэтому чаще всего применяется на тяжелых джипах и пикапах. Но в погоне за ценой и надежностью автопроизводители используют рессорные подвески и на более легких недорогих внедорожниках. Пружинные подвески немного сложнее рессорных, но при этом компактны и обычно довольно мягкие и длинноходные и устанавливаются на более легких и комфортных внедорожниках. В остальных же случаях на паркетниках и спортивных городских внедорожниках применяются различные варианты независимых рычажных задних подвесок. Передние подвески внедорожников так же бывают с жестким неразрезным мостом, но сегодня подобные конструкции встречаются редко. Стремясь улучшить управляемость и устойчивость автомобилей на шоссе автопроизводители все чаще применяют независимые пружинные или торсионные подвески. В зависимости от конструкции подвески возможны следующие варианты установки пневмобаллонов: 1. Установка вспомогательных подушек на рессоры В этом случае в штатных рессорах уменьшается количество листов, что компенсируется установкой небольшой пневмоподушки. Уменьшение количества листов снижает жесткость рессоры, что позволяет сделать подвеску более комфортной при ежедневном передвижении на незагруженном автомобиле и в то же время давлением в подушке можно в широких пределах изменять дорожный просвет и компенсировать отсутствующие листы при полной загрузке автомобиля. В итоге такая установка позволяет расширить возможности автомобиля, улучшить управляемость и плавность хода, поднять грузоподъемность и проходимость, облегчить буксировку тяжелого прицепа. 2. Замена пружин на пневмобаллоны На автомобилях с пружинной (как зависимой так и независимой) передней и задней подвеской пружина полностью заменяется пневмобаллоном. Улучшение характеристик подвески этом случае такое же как и на рессорной подвеске, но преимущества пневмоподвески проявляются более полно, чем при установке вспомогательной подушки.

 Рессорная подвеска.

Пружинная на четырех продольных рычагах (Four-link или Four-bar)

Передняя подвеска. Торсионная.

Передняя подвеска. Пружинная.

Рессорная с пневмоподушкой.

 

 

 

 

Изменено 14 сентября, 2017 пользователем Sania87pnz

[Sania87pnz]

ПОДВЕСКА HiPerStrut.

 

Система реализованная отдельными поворотными кулаками, которые крепятся к качающиейся стойке.т.е. угол колеса при повороте практически не меняется и "ПЯТНО" соприкосновения становится куда больше, от сюда отличное управление автомобиля.

 

ПОДВЕСКА С МЕХАНИЗМОМ УАТТА.

 

 

Подвеска с механизмом Уатта, позаимствованным у гоночных автомобилей, обладает преимуществами многорычажной системы, но при этом имеет облегченную и более простую конструкцию. При постоянно поддерживаемой геометрии сводится к минимуму изменение угла развала задних колес, что максимально дополняет преимущества передней подвески.

 

[mech4]

Виртуальная ось поворота колеса.

1–4 направления продольных осей рычагов
R центр колеса
A центр опорной поверхности колеса
n вынос оси поворота по отношению к центру опорной поверхности
nv вынос оси поворота по отношению к центру колеса
p плечо обката
a плечо действия возмущающих сил
Точка AS точка пересечения оси поворота колеса с плоскостью дороги

При подвеске переднего колеса на четырех рычагах ось его поворота проходит не через верхний и нижний шарниры поворотной стойки, как это имеет место у известных конструкций подвески, а через точки пересечения продленных осей верхних и нижних рычагов.

Таким образом ось поворота колеса расположена как бы в свободном пространстве и меняет свое местоположение при повороте колеса. Поэтому такую ось поворота колеса называют виртуальной.

Данная конструкция позволяет существенно приблизить ось поворота колеса к его средней плоскости.

Это положительно сказывается на величинах плеча обката и плеча действия  возмущающих сил, благодаря чему улучшаются характеристики управляемости и устойчивости авто.

Кинематика поворота управляемого колеса.

Данная конструкция подвески позволяет значительно сместить наружу виртуальную ось поворота колеса, от положения которой зависят углы ее наклона в продольной и поперечной плоскостях. Оптимизацией геометрии подвески можно при этом полностью исключить воздействие тяговых сил на рулевое управление.

Благодаря четырем шарнирным пальцам, соединяющим поворотную стойку с поперечными рычагами подвески, возможно перенести ось поворота колеса практически в его среднюю плоскость, не встречая какие-либо конструктивные ограничения. При этом положение оси поворота колеса может изменяться при его повороте в желаемом направлении.

Строго определенное перемещение рычагов подвески при повороте управляемых колес позволяет уменьшить занимаемое подвеской пространство по сравнению с традиционными конструкциями, у которых ось поворота колеса проходит через шарниры поворотной стойки.

Положение виртуальной оси поворота колеса изменяется в зависимости от угла его поворота

 

 

Вот так интересно,а не знал я,что поворачивается оно на вертуальной оси,однако,да и что ось такая есть вообще.Слишком много картинок одинаковых выскочило,прошу модераторов оставить 3 нужных.

А и шо у нас тогда получается с кастером и поперечным ?

Изменено 9 декабря, 2017 пользователем V0v4ik

[asd]

новое понимание-кастер трейл в повороте...(архи нужно)

[mech4]

Предлагаю развить эту тему и поделиться своими мыслями,по всему этому поводу.И вообще,знал ли кто нибудь,что такая ось существует?

[asd]

каким ,интересно,хером ,нижняя точка оси поворота делает такие фантастические вещи при исправной ходовой?

[mech4]

Я так понимаю,что виртуальная ось у всех многорычажек Ауди и Пассатов такого типа,а не только у Фаэтонов,когда первый раз увидел эту подвеску,то сильно удивился и подумал зачем такую сложную подвеску замутили,и пытался понять,через какие рычаги проходит поперечный и продольный,а тут вот оно что !

[V0v4ik]

12 часов назад, mech4 сказал:

Предлагаю развить эту тему и поделиться своими мыслями,по всему этому поводу.И вообще,знал ли кто нибудь,что такая ось существует?

По моему, ты подробно все выше написал.

[mech4]

Обратите внимание,как меняет своё положение точка пересечения верхних рычагов при поворотах вправо и влево.

[Yksss]

В 12/8/2017 в 22:14, asd сказал:

каким ,интересно,хером ,нижняя точка оси поворота делает такие фантастические вещи

 Миш,так там практически такие же два рычага,как и сверху.