Подвеска
Подвеска – это составная часть ходовой системы транспортного средства. Она необходима для обеспечения упругой связи между автомобильным кузовом и колесами за счет восприятия действующих сил и гашения колебаний.
За соединение и передачу сил на кузов машины отвечают направляющие элементы. Они определяют характер перемещения колес относительно кузова транспортного средства. Направляющие элементы являют собой всевозможные рычаги: сдвоенные, поперечные, продольные и пр.
Упругий элемент принимает на себя нагрузки, возникающие от неровностей на дороге, накапливает энергию и дальше передает ее автомобильному кузову. Бывают неметаллические и металлические элементы. Последние представлены торсионом, рессорой и пружиной.
В подвесках легковых транспортных средств чаще всего можно встретить витые пружины, выполненные из стального стержня (круглого сечения). Пружина может иметь переменную и постоянную жесткость. Как правило, цилиндрическая пружина имеет постоянную жесткость. Переменной жесткости можно добиться благодаря изменению формы пружины (использование металлического прутка переменного сечения).
Упругие неметаллические элементы представляют собой пневматические, гидропневматические и резиновые детали. Резиновые отбойники и буферы применяются дополнительно к металлическим упругим деталям.
Функционирование пневматических упругих элементов основано на упругих свойствах сжатого воздуха. С их помощью можно обеспечить хорошую плавность хода, а также возможность поддерживания конкретной величины дорожного просвета.
Упругий элемент гидропневматического типа представлен особой камерой, которая заполнена рабочей жидкостью и газом, разделенные специальной эластичной перегородкой.
Амортизатор (гасящее устройство) используется для уменьшения амплитуды колебаний автомобильного кузова, которые были вызваны в результате функционирования упругого элемента. Амортизатор работает за счет гидравлического сопротивления, которое образовывается при перетекании жидкости из одной плоскости цилиндра в иную через клапаны (калибровочные отверстия).
У амортизаторов однотрубных рабочая и компенсационная полости находятся в одном цилиндре. Изменения объема рабочей жидкости, которые происходят в результате температурных колебаний, компенсируются за счет объема газовой полости.
Конструкция двухтрубных амортизаторов подразумевает наличие двух труб, расположенных одна в другой. Внешняя труба образует компенсационную полость, а внутренняя – рабочий цилиндр.
В некоторых видах конструкций амортизаторов предусмотрена возможность изменения демпфирующих свойств:
- использование электромагнитных клапанов с изменяемой площадью калибровочных отверстий;
- ручная регулировка клапанов перед монтажом амортизатора;
- изменение вязкости рабочей жидкости за счет воздействия электромагнитного поля.
Такая деталь, как стабилизатор поперечной устойчивости, необходима для того, чтобы во время поворота авто не увеличивался крен. Это происходит за счет перераспределения веса по колесам транспортного средства. Стабилизатор может монтироваться и на переднюю, и заднюю ось. Данный элемент являет собой упругую штангу, которая соединена через стойки с элементами подвески.
Элементы крепления необходимы для соединения элементов подвески между собой и с автомобильным кузовом. Обычно в подвеске используется 3 вида креплений: шаровой шарнир, эластичные элементы (сайлент-блоки, резино-металлические блоки), жесткое болтовое соединение.
Эластичные крепления применяются для присоединения элементов подвески к автомобильному кузову. В некоторых случаях могут быть использованы для крепления к опоре колеса. Соединение с кузовом транспортного средства выполняется через подрамник. Эластичные элементы гасят определенные вибрации, что позволяет снизить шум в подвеске.
Шаровая опора – это вид шарнирного соединения, благодаря которому обеспечивается правильная геометрия поворота ведущих колес. Опора монтируется на конце тяги рулевого механизма и на нижнем рычаге подвески. Шаровые опоры являются съемным элементом, что делает их удобными в эксплуатации.
При использовании зависимой подвески колеса объединяются с помощью жесткой балки, образуя т.н. мост транспортного средства. Перемещение одного из колес в поперечной плоскости передается другому колесу. Высокая надежность данного типа подвески обусловлена простотой конструкции.
В независимой подвеске между колесами отсутствует какая-либо связь. Колеса машины перемещаются в поперечной плоскости независимо друг от друга, что обеспечивает существенное снижение неподрессоренных масс и повышение плавности хода. Данный тип подвески используется на современных моделях легковых транспортных средств.
Существует несколько видов независимых подвесок: многорычажная, на продольных рычагах, подвеска Мак-Ферсона, торсионная, на двойных поперечных рычагах.
Подвеска на продольных рычагах применяется на машинах в качестве задней подвески. Иные виды подвесок могут устанавливаться как на переднюю, так и заднюю оси. На легковых транспортных средствах наиболее распространенными считаются: на задней оси – многорычажная подвеска, на передней оси – Мак-Ферсон.
На некоторых автомобилях премиум класса и внедорожниках используется пневматическая подвеска, в конструкцию которой входят пневматические упругие элементы. Гидропневматическая подвеска, созданная компанией Citroen, занимает особое место в конструкции подвесок.
На сегодняшний день многие автопроизводители оснащают транспортные средства активной подвеской. Существует также т.н. адаптивная подвеска, которая является разновидностью активной подвески. Она предусматривает регулирование демпфирующей способности амортизаторов в автоматическом режиме.