1 подвески современных легковых автомобилей: Виды подвесок в легковых автомобилях

Ошибка

• Автомобиль — модели, марки
• Устройство автомобиля
• Ремонт и обслуживание
• Тюнинг

• Аксессуары и оборудование
• Компоненты
• Безопасность
• Физика процесса

• Новичкам в помощь
• Приглашение
• Официоз (компании)
• Пригородные маршруты

• Персоны
• Наши люди
• ТЮВ
• Эмблемы

•  
• А
• Б
• В
• Г
• Д
• Е
• Ё
• Ж
• З
• И
• Й
• К
• Л
• М
• Н
• О
• П
• Р
• С
• Т
• У
• Ф
• Х
• Ц
• Ч
• Ш
• Щ
• Ъ
• Ы
• Ь
• Э
• Ю
• Я

Навигация

• Заглавная страница
• Сообщество
• Текущие события
• Свежие правки
• Случайная статья
• Справка

Личные инструменты

• Представиться системе

Инструменты

• Спецстраницы

Пространства имён

• Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация,
поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

Виды подвесок в легковых автомобилях


Это с одной стороны, а с другой – подвеска должна обеспечивать, во-первых, управляемость, то есть быть достаточно жесткой для того, чтобы водитель мог контролировать ситуацию, а во-вторых – грузоподъемность, то есть, не допускать критического снижения дорожного просвета, пробоев, повышенных нагрузок на кузов и раму.


Выбор производителем определенной конструкции подвески зависит не только от тенденций автомобилестроения, а и от конкретного назначения модели автомобиля, его габаритов, массы, типа привода. Немалое значение имеют опыт, технические разработки и сложившиеся традиции компоновки машин. Все это привело к появлению довольно большого количества разновидностей автомобильных подвесок.


ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ


Как известно, подвеской называются все детали и узлы, соединяющие кузов или раму с колесами. Разделить компоненты подвески можно на три основные группы:

1. Упругие элементы. Рессора, пружина, торсион, пневмоподушка. Они ответственны за вертикальные силы, возникающие при проезде неровностей.
2. Направляющие элементы. Рычаг, тяга, штанга, балка. Определяют характер перемещения колес, передают моменты продольных и боковых сил.
3. Амортизирующие элементы. Амортизаторы, которые гасят колебания.


При этом в подвеске присутствуют несколько элементов, которые можно отнести к нескольким группам. Например, стабилизатор поперечной устойчивости, который соединяет роли как направляющего, так и упругого элемента, или балка полузависимой подвески, со схожими функциями.


ЗАВИСИМАЯ И НЕЗАВИСИМАЯ


Хотя термины эти на слуху у большинства автомобилистов, смысл их понимают не все. Между тем, под «независимостью» понимают не автономность подвески как узла (этого просто не может быть), а свободное перемещение каждого из колес относительно другого на той же оси. Существуют:


1. Независимая подвеска, где колесо при сжатии или отбое перемещается самостоятельно, не оказывая влияния на прочие;


2. Зависимая подвеска, где оба колеса в паре связаны жестким конструктивным элементом, чаще неразрезной балкой ведущего моста;


3. Полузависимая подвеска, где колеса хоть и связаны продольными элементами, вертикальное перемещение их относительно свободно.


Довольно часто разные типы подвесок сочетаются в одном автомобиле: спереди может стоять независимая, сзади – полузависимая или зависимая, а иногда даже наоборот.


ОСНОВНЫЕ ВИДЫ СОВРЕМЕННЫХ ПОДВЕСОК


McPherson. Состоит из нижнего поперечного рычага, стабилизатора и вращающейся амортизаторной стойки, прикрепленной к кузову через опорный подшипник. Амортизатор часто (но не обязательно) расположен внутри винтовой пружины. Несмотря на то, что изобретению больше 50 лет, макферсон до сих пор является самым часто применяемым типом независимой подвески для передней оси автомобиля, вне зависимости от привода. Причина – простота конструкции и легкость обслуживания.


Двухрычажная подвеска – «предок» макферсона, вторая по популярности независимая подвеска для передка. Конструкция из двух продольных рычагов разной длины сложнее и более требовательна к величине и качеству шарниров, зато дает больше возможности для регулировки углов установки колес (сход-развала), что положительно сказывается на управляемости.


Многорычажная подвеска, дальнейшее развитие двухрычажной – самый сложный, но эффективный способ обеспечить максимальное сцепление колес с дорогой. Многорычажка состоит как минимум из трех боковых рычагов и одного продольного или вертикального элемента. Цель – ограничить передвижение оси в шести степенях свободы, обеспечив при этом максимальный комфорт передвижения. Самая популярная, хотя и дорогая, независимая подвеска для задней оси легкового автомобиля.


Торсионная балка, основной тип задней подвески малогабаритных или бюджетных переднеприводных автомобилей. Два продольных рычага и поперечная балка соединены в один Н-образный упругий элемент. Иногда для дополнительной упругости внутрь балки помещают металлический прут. Конструкция имеет весьма низкую жесткость на кручение, но большую на изгиб, что обеспечивает независимый друг от друга ход колес в вертикальной плоскости.





ПРОШЛОЕ И БУДУЩЕЕ ПОДВЕСОК


Случаи, когда автомобильная промышленность навсегда отказывается от изобретений прошлого, нечасты. Яркий пример тому – подвеска «Де Дион», названная, как и макферсон, в честь своего изобретателя, и придуманная в XIX веке еще для паровых машин. Эта подвеска (могущая быть как зависимой, так и полузависимой) была разработана для снижения неподрессоренной массы – колеса связывала система поперечных труб, а редуктор моста (чаще заднего) крепился к шасси автомобиля, облегчая вес подвески. Долгое время «Де Дион» не использовался производителями, но относительно недавно подвеской этого типа оснастили автомобили smart – как единственной, способной справиться с задачей.


Рессорная подвеска, тоже разработанная еще до появления автомобиля, хотя и практически исчезла из конструкции современных легковых автомобилей, в настоящее время активно используется на коммерческом транспорте, где важна надежность и простота конструкции – ведь состоит она лишь из рессор, на которые крепится неразрезной мост, и амортизаторов.





Подвеска на продольных рычагах, ранее активно применявшаяся на задне и полноприводных автомобилях, в основном с неразрезной балкой моста, ныне также мало используется. Причина – ее сложность (подвеска состоит из 4 продольных рычагов и косой реактивной тяги) не соответствует управляемости, при этом используется довольного много внутреннего пространства автомобиля.





Подвеска на диагональных рычагах, передняя зависимая подвеска с неразрезной балкой моста и прочие подобные тоже используются все меньше, чаще всего – для выполнения конкретных целей, например, на автомобилях повышенной проходимости или тракторах, как популярная на заре автомобилестроения «свечная» подвеска.





Подход к упругим элементам в последнее время также стал иным. Кроме рессор, которые использовались не только в чисто рессорных, но и в других типах подвески, автопроизводители практически отказались от торсионов – продольных металлических прутов.


Все более широкое применение получает пневматическая подвеска, используются другие инновационные технологии: такие, как адаптивная подвеска или принципиально новаторская электромагнитная подвеска, представляющая собою совокупность устройств в виде стойки на каждое колесо, заменяющее пружину и амортизатор и управляемых электронным блоком. Этим технологиям будет посвящен один из будущих наших материалов.


КАКАЯ ПОДВЕСКА ЛУЧШЕ


А пока вернемся к старым добрым «железным» подвескам, сравним их в плане ремонтопригодности. Следует заметить, что проблемы с ходовой частью зависят чаще всего не от типа подвески, а от целого ряда причин: режима эксплуатации, качества комплектующих, и – не в последнюю очередь – от целесообразности применения. Яркий пример – подвеска заднеприводных автомобилей ВАЗ, где передняя двухрычажка, прекрасно работающая на других автомобилях, склонна к обрыву шаровых опор из-за их перегрузки, а задние продольные рычаги не обеспечивают необходимой курсовой устойчивости.


Однако, если брать подобного рода просчеты, разные типы подвесок имеют и свои плюсы, и минусы. Простой в обслуживании и неплохо держащий дорогу макферсон довольно жесткий и короткоходный. Полузависимая балка при всей ее надежности не обеспечивает комфорта (в том числе, акустического), поэтому используется большей частью на автомобилях не выше класса С. Многорычажная подвеска при всех ее положительных качествах сложна и дорога в обслуживании.


УХОД И ОБСЛУЖИВАНИЕ


В любом случае, какой бы подвеской не обладал автомобиль, его владельцу не следует забывать про своевременную диагностику и ремонт. Повышенные крены, стук в подвеске, рыскание из стороны в сторону, клевки при разгоне и торможении – все как минимум повод для консультации со специалистами автосервиса.


При каждой возможности проверяйте состояние резинотехнических изделий: пыльников, втулок стабилизаторов, сайлентблоков. На СТО помогут оценить люфт шаровых опор, наконечников рулевых тяг, рычагов – самостоятельно это сделать довольно сложно. Вовремя диагностированная неисправность убережет от дополнительных трат и положительно скажется на безопасности автомобиля.

Современные системы подвески автомобилей и методы их испытаний | Extrica

2. Системы подвески

Роль рессорных элементов в обычных подвесках выполняют в основном винтовые пружины (реже торсионы и листовые рессоры) [1]. Этот элемент имеет постоянные пружинные характеристики. Независимая подвеска – стойки McPherson показаны на рис. 1.

Рис. 1. Обычная независимая подвеска – стойки McPherson

Для удовлетворения все более растущих требований современные автомобильные системы подвески фактически превратились в сложнейшие мехатронные узлы. которые позволяют изменять параметры виброизоляционных систем. Исполнительные элементы позволяют регулировать параметры, связанные, например, с жесткостью, в определенном диапазоне значений. Примером такого решения является дополнительная зона системы гидроактивной подвески, которая может быть соединена или расцеплена с гидроподвеской данной оси транспортного средства. Однако наиболее типичное решение связано с изменением параметров демпфирования. Можно наблюдать непрерывную эволюцию полуактивных, активных и адаптивных систем подвески (рис. 2). В отличие от пассивных систем подвески, все вышеперечисленные типы позволяют адаптировать параметры подвески к индивидуальным дорожным условиям и стилю вождения. Системы управления подвеской регулируют характеристики упругих и демпфирующих компонентов в соответствии с заданными критериями, такими как, например, режимы комфортного или спортивного вождения.

Рис. 2. Автомобильные подвески [10]

а) Пассивные

б) Полуактивные

в) Активные

Применение различных конструктивных решений подвески влияет на многие существенные параметры, одним из которых является частота свободных колебаний. Для системы с классической пассивной механической подвеской (пружиной) частота свободных колебаний системы снижается по мере увеличения нагрузки. В системах пневматической подвески (пружины постоянного объема) частота также уменьшается с увеличением нагрузки в системе с такой пружиной, однако не так значительно, как в системе, о которой идет речь- рис. 3.

Рис. 3. Изменения частоты свободных колебаний для различных систем подвески [8] уменьшается располагаемый ход колеса на сжатие (см. рис. 4), что является одним из наиболее существенных недостатков подобных систем подвески. Поэтому в системах подвески рессорного типа обычно требуется получение прогрессивных характеристик, что достигается соответствующими конструктивными решениями (две параллельные пружины и т.п.).

Чтобы иметь возможность контролировать и генерировать силы в системе, включающей подвеску автомобиля, необходимо применять сложные алгоритмы управления (принципы управления, такие как, например, SkyHook, которые оптимизируют параметры демпфирования для соответствия критерию снижения скорости для подрессоренных массы). Ограничивает эти решения временная задержка (инерция) исполнительных элементов мехатронной системы.

Среди наиболее передовых решений, применяемых в системах активной подвески, следует выделить MPCD (Model Predictive Controller), алгоритм управления которым использует информацию о профиле дороги (специальные датчики позволяют калибровать профиль для дороги перед автомобилем), и подобные информации позволяет заранее рассчитать и согласовать параметры системы подвески с входной функцией.

Рис. 4. Система подвески без а) механической и со статической компенсацией прогиба б) пневматической или гидропневматической [8] с регулирующим клапаном, который регулирует поток жидкости через так называемые байпасы или те, которые используют магнитореологическую жидкость). Решение, заключающееся в использовании систем подвески с регулируемыми параметрами, существенно не увеличивает сложность механической системы подвески (амортизатор, пружина и рычаги подвески). Некоторые примеры этого решения включают следующие амортизаторы:

• Sachs CDC (Continuous Damping Control), также известный как Skyhook или IDS и используемый в автомобилях таких марок, как WV, BMW, GM, Opel, Fiat, Porsche, Ferrari, Maserati. В основе этого решения лежит электронная система регулируемого гашения колебаний с помощью амортизаторов с двумя электромагнитными клапанами (обеспечивающими раздельное управление сжатием и растяжением).

• Bilstein ADS (Adaptive Damping Control) – решение, используемое Mercedes-Benz в таких моделях, как S, E, CLS и SL, CL, SLK. Он также опирается на электронную систему регулируемого гашения колебаний с помощью амортизаторов с электромагнитными клапанами.

• Monroe CES (электронная подвеска с непрерывным управлением) — также известна как Four-C и используется в Volvo S60R/V70R и S80. В основе этого решения также лежит электронная система регулируемого гашения вибраций с амортизаторами с электромагнитными клапанами.

• Delphi MagnetiRide – решение, обычно называемое Magnetic Ride Control и используемое в автомобилях корпорации GM, а также в Chevrolet Corvette. Он основан на использовании свойств магнитореологической жидкости. Под воздействием магнитного поля система адаптирует свои физические свойства, что позволяет регулировать параметры демпфирования амортизатора за время менее 1 мс. Вместо электромагнитного клапана в этом решении используется набор каналов соответствующего диаметра, используемых для подачи магнитореологической жидкости. Управление работой амортизатора не представляет сложности, так как зависимость между силой демпфирования и величиной силы тока, генерирующего магнитное поле, фактически является линейной. Диапазон изменений значительно велик и позволяет создавать усилие в 14 раз выше, чем при нулевом питании.

• Kayaba DRC (Dynamic Ride Control) – решение, используемое в Audi RS6 Quattro. В его основе лежит гидравлическая связь между амортизаторами отдельных колес и клапанами, управляющими потоком жидкости.

• Амортизаторы PDC (Pneumatic Damping Control), используемые в Audi Allroad. Это решение известно конкретной конструкции, предполагающей, что параметры пружины пневмоподвески управляют настройками соответствующих характеристик амортизатора. Давление воздуха в пружине подвески регулирует настройки специального клапана PDC, установленного в амортизаторе.

Существуют также более расширенные системы, использующие решения на основе пневматических или гидравлических систем. Системы пневмоподвески устанавливаются на такие модели автомобилей, как:

• Jaguar XJ с системой CATS (Computer Active Technology Suspension). Модели Mercedes-Benz E и S с системой подвески AIRmatic,

• Volkswagen Phanteon с системой 4CL.

В приведенных выше решениях пружина постоянного объема газа (позволяет регулировать клиренс автомобиля как во время движения, так и на стоянке) взаимодействует с амортизаторами с регулируемыми характеристиками демпфирования.

Масса газа в газовых пружинах, используемых в системах гидропневматической подвески [11-13], установленных на легковых автомобилях, постоянна. Это решение в основном использовалось Citroen в таких моделях, как:

• BX, XM, Xantia и опционально в C5 и C6.

В этих системах подвески используются пружины с постоянной газовой массой, взаимодействующие с гидравлическими цилиндрами. Управляемые давлением элементы системы гидравлической подвески позволяют регулировать величину клиренса автомобиля.

3. Методы диагностики

Следует отметить, что наиболее часто используемым в Польше методом испытаний амортизаторов, встроенных в автомобиль, является метод EUSAMA. Типы BOGE, MAHA, HOFFMAN в настоящее время имеют ограниченное применение. Другие методы, предложенные Beissbarth and Hunter Engineering Company, несмотря на их многочисленные преимущества, не нашли широкого применения в станциях управления транспортными средствами.

Таким образом, современные методы оценки технического состояния подвесок легковых автомобилей, и в частности амортизаторов, основаны на вибрационных испытаниях с гармоническим кинематическим возбуждением. Развитие методов направлено на получение дополнительной диагностической информации (не только амплитуды колебаний в резонансе), такой как, например, фазовый угол и однозначную связь этой информации с распределением масс автомобиля (соотношением подрессоренных и неподрессоренных массы) [6, 14-21].

Так работает подвеска гоночного автомобиля F1

Стивен Эдельштейн


2 января 2022 г.


Стивен Эдельштейн


2 января 2022 г.


Гоночные автомобили Формулы-1, возможно, не имеют много общего с обычными дорожными автомобилями, но они по-прежнему связаны одними и теми же законами физики. Это означает, что, как и всем автомобилям, машинам Формулы-1 нужна подвеска, чтобы колеса не касались дорожного покрытия и поглощали неровности. Эта серия видео из двух частей с канала YouTube Chain Bear 9, ориентированного на F1.0080 показывает, как работает подвеска болида Формулы-1, и принципы работы примерно такие же, как и в вашем обычном автомобиле.

Первая часть посвящена основам подвески. Он нужен каждому автомобилю, потому что альтернатива — установка осей непосредственно на шасси — привела бы к неудобной езде для водителя и непостоянному сцеплению шин, поскольку колеса отклонялись бы от неровностей или, в случае F1, от бордюров гоночной трассы. Хотя комфорт вождения не является главной задачей в гонках, подвеска также помогает обеспечить максимальное сцепление, удерживая шины в максимально возможном контакте с дорожным покрытием.

Хотя подвеска F1 выполняет ту же функцию, что и подвеска дорожного автомобиля, аппаратное обеспечение отличается. В современных автомобилях F1 используются толкатели, тяги и торсионы — вещи, которые вы не найдете в большинстве дорожных автомобилей.

Во второй части объясняется, как эти компоненты работают вместе. Один конец толкателя или тяги соединен с колесом, другой — с коромыслом на шасси. Когда колесо движется вверх и вниз, коромысло вращается. Торсионы, прикрепленные к коромыслу, противодействуют этому вращению и, в свою очередь, связаны с амортизаторами, чтобы ограничить их движение. Так подвеска поглощает неровности.

Однако подвеска также должна поглощать другие силы, воздействующие на колеса, такие как смещение веса, возникающее, когда водитель тормозит или входит в поворот. Если обе стороны подвески сжимаются одновременно, что называется подъемом, пружины подъема, установленные между коромыслами, могут противодействовать этому. Точно так же стабилизаторы поперечной устойчивости противодействуют крену кузова, когда одна сторона подвески сжимается в поворотах.

Стоит отметить, что эти видеоролики охватывают только основы; команды неизбежно будут придумывать свои собственные вариации и пробовать совершенно разные конструкции, чтобы получить конкурентное преимущество. Следующий сезон F1 также принесет радикальные изменения правил, первоначально запланированные на сезон 2021 года, но отложенные из-за пандемии коронавируса.

Теги:

Автомобильная техника
Вечнозеленый
F1
Как это работает
Гонки
Ролики
ютуб

Пожертвовать:

• Отправьте нам чаевые

• Связаться с редактором

Самый популярный на этой неделе

3 января 2023 г.

Значок ралли и спортзала Кен Блок умер в возрасте 55 лет

31 декабря 2022 г.