Содержание
Зависимая подвеска
Зависимая подвеска представляет собой жесткую балку, связывающую между собой правое и левое колеса. В совокупности она образует неразрезной мост. Отличительной особенностью зависимой подвески является передача перемещения одного из колес в поперечной плоскости другому колесу (зависимость колес).
В настоящее время зависимая подвеска применяется на некоторых моделях внедорожников, коммерческих автомобилях, а также малотоннажных грузовых автомобилях. Зависимая подвеска используется в основном в качестве задней подвески, реже – на передней оси автомобиля.
Основными видами зависимой подвески являются подвеска на продольных рессорах и подвеска с направляющими рычагами.
Устройство зависимой подвески на продольных рессорах включает балку моста, подвешенную на двух продольных рессорах. Рессора состоит из одного или нескольких металлических листов овальной формы, скрепленных между собой. Соединение рессоры с балкой моста осуществляется с помощью специальных хомутов – стремянок. Концы рессоры крепятся к раме (несущему кузову) автомобиля посредством кронштейнов, один из которых (качающаяся серьга) имеет возможность продольного перемещения, другой (эластичная опора) снижает вибрации.
Продольная рессора воспринимает усилия в вертикальном, продольном и боковом направлениях, а также тормозной и реактивный моменты. Поэтому в подвески она выполняет функции упругого элемента, направляющего элемента, а в некоторых случаях и гасящего устройства (гашение колебаний за счет трения между листами рессоры).
Основным недостатком зависимой подвески на продольных рессорах является слабое противодействие боковым и продольным силам на больших скоростях, что приводит к смещению (уводу) моста и потере управляемости.
Данного недостатка лишена зависимая подвеска с направляющими рычагами. Самая распространенная схема данного вида зависимой подвески объединяет пять рычагов – четыре продольных и один поперечный. Рычаги одной стороной закреплены на балке моста, другой – на раме (несущем кузове) автомобиля.
Рычаги обеспечивают восприятие вертикальных, продольных и боковых усилий. В качестве упругого элемента используется, как правило, витая пружина. Гасящее устройство – амортизатор.
Поперечный рычаг препятствует смещению оси автомобиля от воздействия боковых сил. Рычаг носит собственное имя – тяга Панара. Конструктивно тяга Панара может быть выполнена сплошной или разрезной. Разрезная (регулируемая) тяга Панара, помимо основной функции, позволяет изменять положение (высоту) моста относительно кузова, путем регулирования длины.
Тяга Панара в силу своей конструкции по разному работает при прохождении автомобилем правых и левых поворотов, чем создает определенные проблемы с управляемостью.
Более совершенными устройствами, обеспечивающими равномерное противодействие боковым силам в зависимой подвеске, являются механизмы Уатта и механизм Скотта-Рассела.
Механизм Уатта (в другой транскрипции — механизм Ватта) состоит из двух горизонтальных рычагов, шарнирно прикрепленных к концам вертикального рычага. Вертикальный рычаг, в свою очередь, закреплен в центре балки моста и имеет возможность вращения. Неравномерность движения в поворотах, присущая тяге Панара, в механизме Уатта компенсируется поворотом вертикального рычага.
Механизм Скотта-Рассела объединяет два рычага — длинный и короткий. Длинный рычаг одним концом шарнирно соединен с кузовом автомобиля, другим – с балкой моста. Короткий рычаг связывает среднюю часть длинного рычага с противоположным концом балки моста.
Особенностью механизма Скотта-Рассела является возможность некоторого перемещения длинного рычага за счет эластичного крепления к балке моста, чем достигается улучшение управляемости и курсовой устойчивости.
Промежуточное положение между зависимой и независимой подвесками занимает подвеска Де Дион (по имени изобретателя графа Альбера де Диона). Конструктивно подвеска Де Дион включает подпружиненную неразрезную балку. При этом дифференциал жестко закреплен на раме (несущем кузове) и в состав моста не входит. Передача вращения на ведущие колеса осуществляется через качающиеся ведущие валы. Тормозные механизмы устанавливаются непосредственно на выходах дифференциала.
При такой компоновке неподрессоренными остаются только ступицы колес и сами колеса, что способствует плавности хода и безопасность движения автомобиля. Ввиду высокой стоимости подвеска Де Дион применяется достаточно редко, в основном на спортивных автомобилях.
Зависимые подвески
Устройство подвески грузового автомобиля
|
Зависимая подвеска широко применяется в грузовых автомобилях, автобусах и легковых автомобилях (задняя подвеска). В большинстве случаев грузовые автомобили и автобусы имеют направляющее устройство, совмещенное с упругим элементом, в виде продольных полуэллиптических листовых рессор.
Передняя подвеска грузового автомобиля ГАЗ-53 состоит из двух продольных полуэллиптических листовых рессор, расположенных под лонжеронами рамы вдоль автомобиля. Концы сдвоенного коренного листа рессоры закреплены с помощью резиновых опор в прикрепленных к лонжерону кронштейнах. Концы одного коренного листа отогнуты вверх, а другого — вниз, вследствие чего образуется упорная торцевая поверхность. Концы листов охвачены обоймами, увеличивающими площадь давления рессоры на резиновые опоры, что уменьшает их изнашивание.
Рессора собрана из стальных листов разной длины, которые стянуты вместе хомутами и прикреплены к переднему мосту двумя стремянками. С помощью этих же стремянок к верхней части рессоры крепятся резиновый буфер, смягчающий удары при максимальных прогибах рессоры. В переднюю подвеску входит также гидравлический телескопический амортизатор, который с помощью рсзинометаллических шарниров соединяет передний мост и кронштейн лонжерона рамы.
Задняя зависимая подвеска автомобиля ГАЗ-53 имеет две основные рессоры с дополнительными рессорами (подрессорниками), расположенными вдоль лонжеронов рамы в задней части автомобиля. Основная задняя рессора прикреплена к раме, так же как и передняя рессора, с помощью нижней и верхней резиновых опор. Передний конец рессоры упирается в дополнительный торцевой упор. Нагрузка на дополнительную рессору передается через кронштейны, закрепленные на лонжеронах.
Устройство подвески Макферсон
|
У ненагруженного автомобиля при небольшом прогибе задних рессор силы передаются только основными рессорами, а между кронштейнами дополнительной рессоры и ее концами остается зазор, уменьшающийся по мере увеличения нагрузки. При полной нагрузке в работу вступает дополнительная рессора, упругость которой может меняться, так как концы верхнего листа рессоры скользят по выпуклым опорам и длина рабочей части рессоры по мере ее прогиба уменьшается.
Боковое смещение листов основной рессоры предотвращают четыре хомута, а дополнительной — два хомута. Основная и дополнительная рессоры соединены с задним мостом с помощью накладки и стремянок.
Для повышения долговечности листы рессор подвергаются дробеструйной обработке. Большое трение между рессорными листами делает подвеску излишне жесткой, поэтому все листы передних и задних рессор смазываются графитовым смазочным материалом, уменьшающим трение и предохраняющим их от коррозии.
В некоторых автомобилях рессоры крепятся по-другому — на их передних концах с помощью болтов и стремянок закрепляются съемные ушки, которыми рессоры закреплены в кронштейнах пальцами. Задние рессоры могут свободно перемешаться между опорными сухарями и втулками в кронштейнах. В задней зависимой подвеске ведущего моста легковых автомобилей упругим элементом служат спиральные пружины, установленные в чашках на балке моста и через резиновые вибро изолирующие прокладки на кузове. Ограничители хода сжатия установлены соосно пружинам.
Имеется дополнительный резиновый буфер, предотвращающий жесткие удары передней части картера главной передачи о кузов при больших прогибах подвески в сочетании с поворотом моста, благодаря податливости резиновых втулок крепления штанг при интенсивном разгоне автомобиля.
Направляющим устройством являются две верхние, две нижние и поперечная штанги (тяги), установленные между мостом и кузовом и закрепленные в резинометаллических шарнирах. Продольные штанги, работая совместно, воспринимают продольные силы. Поперечная штанга уравновешивает только боковые силы. Верхние штанги короче нижних, причем длины штанг и их соотношение подобраны таким образом, чтобы обеспечить стабильную работу заднего карданного шарнира и шлицевого соединения карданного вала.
Задняя зависимая подвеска:
1— распорная втулка; 2— резиновая втулка; 3 — нижняя продольная штанга; 4 — нижняя изолирующая прокладка пружины; 5 — нижняя опорная чашка пружины; 6 — буфер хода сжатия; 7 — болт крепления верхней продольной штанги; 8 — кронштейн крепления верхней продольной штанги; 9 — пружина подвески; 10 — верхняя чашка пружины; 11 — верхняя изолирующая прокладка пружины; 12 — опорная чашка пружины; 13 — тяга рычага привода регулятора давления; 14 — резиновая втулка проушины амортизатора; 15 — поперечина пола кузова; 16 — дополнительный буфер хода сжатия; 17 — верхняя продольная штанга; 18 — кронштейн крепления поперечной штанга к кузову; 19 — кронштейн крепления продольной штанги к кузову; 20 — регулятор давления задних тормозных механизмов; 21 — рычаг привода регулятора давления; 22— обойма опорной втулки рычага; 23 — опорная втулка рычага; 24 — поперечная штанга; 25 — амортизатор.
Верхние и нижние штанги наклонены относительно друг друга так, что их оси пересекаются перед осью колес, образуя мгновенный центр продольного качения подвески, что обеспечивает при торможении автомобиля «антиклевковый эффект». Амортизаторы установлены с наклоном во внутрь в поперечной и вертикальной плоскостях и оказывают некоторое сопротивление относительному перемещению моста и кузова под действием боковых сил.
Устройство независимой подвески
|
Установка задней зависимой подвески:
1 — лонжерон кузова; 2 — кронштейн поперечной штанги; 3 — балка заднего моста.
Система подвески: функции, компоненты, типы, работа
Шасси автомобиля соединено с передними и задними колесами с помощью рессор, амортизаторов и осей. Система подвески относится ко всем частям, которые работают вместе, чтобы защитить детали от ударов. Пружины непрямым образом соединяют автомобильное шасси с осями. Это делается для защиты кузова автомобиля от дорожных ударов, вызванных отскоком, тангажом, креном или раскачиванием. Эти дорожные удары создают ухабистую езду и создают дополнительную нагрузку на раму и кузов автомобиля.
В этой статье вы познакомитесь с определением, применением, функциями, компонентами, схемой, типами и принципами работы подвесной системы.
Содержание
- 1 Что такое подвесная система?
- 2 Функции
- 3 Компоненты системы подвески
- 3,1 Накота или в вертикальном положении:
- 3,2 Связь:
- 3,3 амортизаторы или пружины:
- 4 Типы системы подвески
- 4.1 Независимая система подвески:
- 4 Типы подвески
- 4.1.0008
- 4.1.1 Двойные пожелания:
- 4.2 Присоединяйтесь к нашему новостному бюллетеню
- 4.2.1.
- 4.4.1. Свитрияный луч:
- 4.2.1.
- 5 Требование системы подвески
- 5. 0.1 Диаграмма подвесной системы:
- 6 Рабочий0008
- 6.1 Работа независимой подвески:
- 6.1.1 Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о работе независимой подвески:
- 6.2 Работа независимой или зависимой подвески:
- 6.2.1 Смотреть видео ниже, чтобы узнать, как работает система подвески:
- 7 Заключение
- 7.1 Пожалуйста, поделитесь!
Что такое подвесная система?
Система подвески представляет собой набор механических соединений, пружин и амортизаторов, соединяющих колеса с шасси. Он традиционно выполнял две функции: управление управляемостью и торможением автомобиля для обеспечения безопасности и обеспечение комфорта пассажиров при ударах, вибрации и других факторах. Это механическая система пружин или амортизаторов, соединяющая колеса и оси с шасси колесной машины.
Также помогает поддерживать правильную высоту и выравнивание автомобиля. Он также контролирует ориентацию автомобиля и должен держать рулевое колесо перпендикулярно земле для максимального сцепления с дорогой. Подвеска также помогает защитить автомобиль и его содержимое от повреждений и износа. Передняя и задняя подвески автомобиля могут иметь разную конструкцию.
Система подвески вашего автомобиля отвечает за плавность хода и сохранение контроля над автомобилем. Для обеспечения устойчивости рулевого управления и хорошей управляемости система подвески увеличивает трение между шинами и дорогой.
Подробнее: Знакомство с автомобильными датчиками
Функции
Система подвески в автомобиле выполняет следующие функции:
- Максимально снижаются ударные нагрузки
- Поддержание надлежащей высоты дорожного просвета автомобиля
- Поддержание надлежащего выравнивания колес
- Служит опорой веса автомобиля
- Обеспечивает контакт шин с дорогой
- Управляет направлением движения автомобиля.
- Для предотвращения передачи автомобильным компонентам дорожных толчков.
- Для обеспечения надежного сцепления с дорогой во время движения, прохождения поворотов или торможения.
- Для поддержания правильной геометрии рулевого управления.
- Для достижения определенного телосложения и роста.
- Крутящий момент и рефлексы торможения должны подавляться.
- Поддержание устойчивости автомобиля при движении по неровной местности или поворотах с целью снижения склонности к крену, крену или вертикальному движению.
- Для защиты пассажиров от дорожных ударов и обеспечения комфортной езды.
- Для уменьшения нагрузок, вызванных дорожными толчками на механизм автомобиля, и для обеспечения амортизирующего эффекта.
- Во время движения по пересеченной местности с неровностями держите корпус абсолютно ровно. Движения колес вверх и вниз должны быть пропорциональны движению тела.
- Для защиты конструкции автомобиля от стрессовых нагрузок и вибрации, вызванных неровностями дорожного покрытия, при сохранении его устойчивости.
- Для достижения необходимой высоты кузова.
- Чтобы сохранить правильное геометрическое соотношение между кузовом и колесами, кузов должен опираться на оси.
Подробнее: Типы автомобильных предохранителей
Компоненты системы подвески
Системы подвески состоят из следующих компонентов:
Поворотный кулак или стойка:
ступица колеса и соединяет колеса и подвеску автомобиля с помощью предусмотренных рычажных механизмов. Поворотный кулак оснащен шкворнем и углами поворота, которые помогают передним колесам автомобиля поворачивать вправо или влево, следовательно, управлять автомобилем. Ступица колеса вращается вокруг вращения колес, а поворотный кулак служит корпусом для центрального подшипника.
Подробнее: Автомобильное сцепление
Рычаги:
Жесткие соединения, используемые в системе подвески для соединения основной рамы автомобиля с поворотным кулаком колес с помощью механических крепежных деталей, называются звеньями. Рычажные рычаги или А-образные рычаги, сплошная ось или ведущая ось, а также многорычажная подвеска — это типы подвески, в которых используются рычаги.
Амортизаторы или пружины:
Это гибкие механические компоненты, которые помещаются между рычагами (поперечными рычагами) для поглощения ударов, вызванных дорожными условиями. цельная ось, многорычажная конструкция), а главная рама спроектирована таким образом, чтобы уменьшить ударную нагрузку от дороги до того, как она достигнет основной рамы автомобиля. Из различных типов наиболее распространенными типами являются пружинные и демпферные амортизаторы, листовая рессора и пневматическая рессора.
Компоненты системы подвески можно обобщить следующим образом:
- Удары от дорожного покрытия нейтрализуются с помощью пружин.
- Амортизаторы, также известные как амортизаторы, используются для уменьшения свободных колебаний пружин и, таким образом, повышения комфорта при езде.
- Стабилизатор, также известный как стабилизатор поперечной устойчивости или стабилизатор поперечной устойчивости, предназначен для предотвращения раскачивания автомобиля в сторону.
- Продольные и поперечные перемещения колес контролируются рычажной системой, удерживающей вышеуказанные компоненты.
Подробнее: Понимание дифференциала
Типы системы подвески
Ниже приведены типы систем подвески:
Независимая система подвески:
Эта система означает, что подвеска настроена так, что колеса левая и правая стороны автомобиля могут двигаться вверх и вниз по вертикали независимо друг от друга при движении по неровной поверхности. Поскольку между двумя ступицами одного и того же транспортного средства нет механической связи, сила, приложенная к одному колесу, не влияет на другое. Он используется на передних колесах большинства автомобилей.
Поскольку неподрессоренная масса меньше, эта форма подвески обычно обеспечивает превосходные ходовые качества и управляемость. Основным преимуществом независимой подвески является то, что она занимает меньше места, ею легче управлять, она легче и т. д. Примером независимой подвески является
Подробнее: Понимание работы антиблокировочной тормозной системы (ABS)
Двойные поперечные рычаги:
Это независимая система подвески, в которой для размещения колеса (названного A- ARM в США и WISHBONE в Великобритании). На шасси есть две точки крепления для каждого поперечного рычага или рычага, а также один шарнир на поворотном кулаке. Угловыми движениями сжатия и отскока колес можно управлять с помощью рычагов разной длины.
Присоединяйтесь к нашему информационному бюллетеню
Основное преимущество подвесок на двойных поперечных рычагах заключается в том, что они позволяют легко изменять развал, схождение и другие характеристики. Этот стиль подвески также позволяет увеличить отрицательный развал до полного хода. Однако она занимает больше места и немного сложнее, чем другие системы, такие как стойка Макферсона. Он также предоставляет меньше вариантов дизайна.
Подробнее: Типы дифференциалов и их функции
Стойка MacPherson:
Эрл С. Макферсон, разработчик этой формы независимой подвески, дал ей свое имя. Стойка МакФерсон — это шаг вперед по сравнению с подвеской на двойных поперечных рычагах. Ключевое преимущество MacPherson заключается в том, что все элементы, обеспечивающие подвеску и управление колесами, могут быть объединены в единую систему.
Упрощает установку поперечного двигателя. Из-за своей простоты и недорогой стоимости изготовления эта конструкция довольно популярна. Недостатком является то, что изолировать от дорожного шума сложнее. Для этого требуется более высокое крепление стойки, которое должно быть максимально развязанным. Кроме того, это требует большей высоты клиренса.
Зависимая подвеска
Жесткий рычаг соединяет два колеса одной оси в зависимой подвеске. Сила, действующая на одно колесо, будет воздействовать на другое. Аномалии наносят ущерб подключенному колесу при каждом движении колеса, вызванном неровностями дороги.
В основном используется в больших грузовиках. Он может выдержать гораздо больше ударов, чем независимая подвеска. Примером этой системы является
Неразрезная ось:
Зависимым типом подвески является неразрезная ось или неразрезная ось. Чаще всего он используется в задних колесах с двумя листовыми рессорами, поддерживающими и фиксирующими заднюю ось. Вертикальное движение одного колеса влияет на другое. Они просты в изготовлении и стоят больших денег.
На сплошных неровностях они настолько жесткие, что ширина колеи, схождение или развал не изменяются, что приводит к низкому износу шин. Самым большим недостатком является то, что масса балки включается в неподрессоренную массу автомобиля, что приводит к ухудшению ходовых качеств. Из-за нулевого угла развала проходимость на поворотах также слабая.
Подробнее: Принцип работы аккумуляторной системы зажигания
Система полунезависимой подвески
Эта форма подвески сочетает в себе преимущества как зависимой, так и независимой подвески. В полунезависимой подвеске колеса перемещаются относительно друг друга так же, как и в независимой подвеске, но положение одного колеса влияет на положение другого. Это достигается за счет использования витых деталей подвески. Полунезависимый пример
Поворотная балка:
Ось с торсионной балкой — другое название подвески с поворотной балкой. Большинство из них состоят из элементов C или H-образной формы. Балка H-образной формы соединяет два продольных рычага и придает подвеске жесткость при крене.
В основном используется в задних колесах автомобилей. Это особенно выгодно из-за его низкой стоимости и долговечности. Он имеет упрощенный дизайн и довольно легкий. С другой стороны, угол развала ограничен, и трудно добиться жесткости по крену. Возможно, атрибуты не подходят.
Подробнее: Понимание работы сердечника нагревателя
Требования к подвесной системе
- Прогиб должен быть сведен к минимуму.
- Он должен быть максимально легким.
- Он должен быть не требующим особого ухода и недорогим в эксплуатации.
- Шины должны иметь минимально возможный износ.
- Небольшие начальные затраты.
Схема подвесной системы:
Принцип работы
Работа независимой подвески:
В качестве примера работы независимой подвески возьмем подвеску автомобилей Формулы, в которой используются подвески на двойных поперечных рычагах с винтовыми пружинами. В автомобилях Формулы используются независимые подвески на двойных поперечных рычагах, которые позволяют всем четырем колесам автомобиля двигаться независимо друг от друга, без относительного движения.
Подробнее: Система непрямого впрыска
Предположим, что выступ находится с левой стороны автомобиля, и в то же время переднее левое колесо соприкасается с ним. Когда левое колесо автомобиля формулы встречает неровность дороги, переднее левое колесо поднимается вверх; однако, поскольку нет связи между правым и левым или передним и задним колесами, это движение вверх ограничивается передним левым колесом.
Пружина сжатия и амортизаторы, установленные между поворотным кулаком колеса и основной рамой, поглощают удар, вызванный этим дорожным ударом, либо напрямую, либо через направляющие, которые передают удар от поворотного кулака к демпферу. Сцепление колеса формульного автомобиля с дорогой обеспечивается за счет жесткости пружин и амортизаторов, используемых в независимой подвеске на двойных поперечных рычагах.
Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о работе системы независимой подвески:
Подробнее: Разница между системой впрыска топлива и карбюратором
Работа независимой или зависимой системы подвески:
Чтобы понять, как работает зависимая форма системы подвески, рассмотрим систему подвески грузовика в Индии, такую как сплошная ось или ведущий мост с листовыми рессорами. В грузовых автомобилях применяется зависимая разновидность подвески, при которой и задняя, и передняя пары колес крепятся к неразрезной оси, вызывающей небольшой подъем другой при движении одного колеса вверх.
Ниже приведены настройки для такого типа подвески:
И передние, и задние колеса прикреплены к жесткому ведущему мосту, поддерживающему шасси грузовика. Для гашения ударов между сплошной осью и рамой используется листовая рессора.
Предположим, что неровность находится на левом колесе грузовика, и дорожная неровность пытается приподнять левое колесо грузовика. Когда это колесо поднимается из-за неровности дороги, приподнимается и прикрепленная к нему сплошная ось, а сила, создаваемая колесом в результате его движения вверх, передается соответствующему правому колесу (поскольку оба они жестко связаны между собой). к ведущему мосту), который пытается немного приподнять его.
Листовые рессоры, используемые между осью и основной рамой, смягчают удары, вызванные неровностями дороги. Когда грузовик сталкивается с дорожным ударом, предварительно напряженные листовые рессоры пытаются вернуться к своей прежней форме, то есть выпрямляются, что поглощает дорожный толчок.
Подробнее: Знакомство с реле
Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как работает система подвески:
Подробнее: Знакомство с системой прямого впрыска
Заключение
Нет сомнений в том, что системы подвески являются важными компонентами автомобилей. . Они представляют собой набор механических соединений, пружин и амортизаторов, которые соединяют колеса с шасси. Их обычное назначение помогает управлять управляемостью и торможением автомобиля для обеспечения безопасности и обеспечения комфорта пассажиров при ударах, вибрациях и других факторах. Это все для этой статьи, где обсуждаются определение, применение, функции, компоненты, схема, типы и принцип работы системы автомобильной подвески.
Я надеюсь, что вы получили много полезного от чтения, если да, пожалуйста, поделитесь с другими студентами. Спасибо за чтение, увидимся!
Как работает автомобильная подвеска | Как работает
«»
Вся мощность, вырабатываемая двигателем автомобиля, бесполезна, если водитель не может управлять автомобилем. Вот где в дело вступает система подвески автомобиля. Bicanski на Pixnio
Когда люди думают о характеристиках автомобиля, они обычно думают о мощности, крутящем моменте и ускорении с нуля до 60. Но вся мощность, вырабатываемая поршневым двигателем, бесполезна, если водитель не может управлять автомобилем. Вот почему автомобильные инженеры обратили свое внимание на систему подвески практически сразу после освоения четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.
Работа подвески автомобиля заключается в том, чтобы максимизировать трение между шинами и дорожным покрытием, обеспечить устойчивость рулевого управления при хорошей управляемости и обеспечить комфорт пассажиров. В этой статье мы рассмотрим, как работают автомобильные подвески, как они развивались с годами и куда движется конструкция подвесок в будущем.
Объявление
Если бы дорога была идеально ровной, без неровностей, подвески были бы не нужны. Но дороги далеко не ровные. Даже на недавно вымощенных автомагистралях есть незначительные дефекты, которые могут взаимодействовать с колесами автомобиля. Именно эти несовершенства прикладывают силы к колесам. Согласно законам движения Ньютона, все силы имеют звездная величина и направление . Выбоины на дороге заставляют колесо двигаться вверх и вниз перпендикулярно поверхности дороги. Величина, конечно, зависит от того, попадает ли колесо в гигантскую шишку или крошечное пятнышко. В любом случае, автомобильное колесо испытывает вертикальное ускорение при прохождении через несовершенство.
«»
Подвеска вашего автомобиля максимизирует трение между шинами и дорогой и обеспечивает устойчивость рулевого управления.
© 2018 HowStuffWorks
Без промежуточной конструкции вся вертикальная энергия колеса передается на раму, которая движется в том же направлении. В такой ситуации шины могут полностью потерять контакт с дорогой. Затем под действием нисходящей силы тяжести шины могут снова удариться о поверхность дороги. Что вам нужно, так это система, которая будет поглощать энергию колеса с вертикальным ускорением, позволяя раме и кузову двигаться без помех, в то время как шины будут двигаться по неровностям дороги.
Изучение сил, действующих на движущийся автомобиль, называется динамика автомобиля , и вам необходимо понимать некоторые из этих понятий, чтобы понять, почему вообще необходима подвеска. Большинство автомобильных инженеров рассматривают динамику движущегося автомобиля с двух точек зрения:
- Плавность хода : способность автомобиля сглаживать неровную дорогу
- Управляемость : способность автомобиля безопасно ускоряться, тормозить и поворачивать
Эти две характеристики можно дополнительно описать тремя важными принципами — изоляция дороги , устойчивость на дороге и прохождение поворотов . В таблице ниже описаны эти принципы и то, как инженеры пытаются решить проблемы, уникальные для каждого из них.
«»
В этой таблице описывается изоляция дороги, сцепление с дорогой и повороты дороги.
© 2018 HowStuffWorks
Подвеска автомобиля с ее различными компонентами обеспечивает все описанные решения.
Давайте посмотрим на части типичной подвески, переходя от общей картины шасси к отдельным компонентам, из которых собственно состоит подвеска.
Реклама
Содержание
- Детали подвески автомобиля
- Амортизаторы: Амортизаторы
- Амортизаторы: стойки и стабилизаторы поперечной устойчивости
- Типы подвески: передняя
- Типы подвески: Задняя
- Специализированные подвески: Baja Bug
- Специализированные подвески: гонщики Формулы-1
- Специализированные подвески: Hot Rods
Детали подвески автомобиля
Подвеска автомобиля фактически является частью шасси, которое включает в себя все важные системы, расположенные под кузовом автомобиля. К этим системам относятся:
- Рама : конструктивный несущий компонент, поддерживающий двигатель и кузов автомобиля, которые, в свою очередь, опираются на подвеску
- Система подвески : установка, поддерживающая вес, поглощающая и амортизирующая удары и помогающая поддерживать контакт с шинами
- Система рулевого управления : механизм, позволяющий водителю вести и направлять транспортное средство
- Шины и колеса : компоненты, обеспечивающие движение транспортного средства путем сцепления и/или трения с дорогой
Таким образом, подвеска является лишь одной из основных систем любого автомобиля.
Advertisement
Имея в виду этот общий обзор, пришло время взглянуть на три основных компонента любой подвески: пружины, амортизаторы и стабилизаторы поперечной устойчивости.
Пружины
Современные пружинные системы основаны на одной из четырех основных конструкций:
- Винтовые пружины являются наиболее распространенным типом пружины и, по сути, представляет собой усиленный торсионный стержень, намотанный вокруг оси. Винтовые пружины сжимаются и расширяются, чтобы поглощать движение колес.
- Листовые рессоры состоят из нескольких слоев металла (называемых «листьями»), соединенных вместе, чтобы действовать как единое целое. Листовые рессоры впервые использовались на конных повозках и встречались на большинстве американских автомобилей до 19 века.85. Они до сих пор используются на большинстве грузовиков и большегрузных транспортных средств.
- Торсионы используют свойства скручивания стального стержня, чтобы обеспечить работу, подобную винтовой пружине. Вот как они работают: один конец стержня крепится к раме автомобиля. Другой конец прикреплен к поперечному рычагу, который действует как рычаг, перемещающийся перпендикулярно торсиону. Когда колесо наезжает на неровность, вертикальное движение передается на поперечный рычаг, а затем, посредством рычажного действия, на торсион. Затем торсион скручивается вдоль своей оси, создавая усилие пружины. Европейские автопроизводители широко использовали эту систему, как и Packard и Chrysler в Соединенных Штатах, на протяжении 19 века.50-х и 1960-х годов.
- Пневматические амортизаторы состоят из цилиндрической воздушной камеры, расположенной между колесом и кузовом автомобиля, и используют сжимающие свойства воздуха для поглощения вибрации колеса. Сегодня эта технология используется во многих роскошных автомобилях, но на самом деле этой концепции уже более века, и ее можно найти в багги, запряженных лошадьми. Пневматические рессоры той эпохи делались из наполненных воздухом кожаных диафрагм, очень похожих на меха; они были заменены пневматическими рессорами из формованной резины в 1930 с.
В зависимости от того, где на автомобиле расположены рессоры — т. е. между колесами и рамой — инженеры часто считают удобным говорить о подрессоренной массе и неподрессоренной массе .
Пружины: Подрессоренная и неподрессоренная масса
Подрессоренная масса — это масса автомобиля, опирающегося на рессоры, а неподрессоренная масса — это масса между дорогой и пружинами подвески. Жесткость пружин влияет на реакцию подрессоренной массы во время движения автомобиля. Автомобили со слабой подвеской, такие как роскошные автомобили (например, Mercedes-Benz C-Class), могут проглатывать неровности и обеспечивать сверхплавную езду; однако такой автомобиль склонен нырять и приседать во время торможения и ускорения, а также имеет тенденцию к раскачиванию или крену кузова на поворотах. Автомобили с жесткой подвеской, такие как спортивные автомобили (например, Mazda Miata MX-5), менее снисходительны к ухабистым дорогам, но они хорошо минимизируют движения кузова, а это означает, что их можно вести агрессивно даже на поворотах.
Таким образом, хотя пружины сами по себе кажутся простыми устройствами, разработка и внедрение их в автомобиль, чтобы сбалансировать комфорт пассажиров и управляемость, является сложной задачей. И что еще более усложняет ситуацию, пружины сами по себе не могут обеспечить идеально плавную езду. Почему? Потому что пружины отлично поглощают энергию, но не так хорошо рассеивают , как . Для этого требуются другие конструкции, известные как демпферы .
Реклама
Амортизаторы: Амортизаторы
Если нет амортизирующей конструкции , автомобильная пружина будет растягиваться и высвобождать энергию, которую она поглощает от удара, с неконтролируемой скоростью. Пружина будет продолжать подпрыгивать со своей собственной частотой до тех пор, пока не будет израсходована вся первоначально вложенная в нее энергия. Подвеска, построенная только на рессорах, обеспечит чрезвычайно резвую езду и, в зависимости от местности, сделает автомобиль неуправляемым.
Введите амортизатор или демпфер, устройство, которое контролирует нежелательное движение пружины посредством процесса, известного как демпфирование . Амортизаторы замедляют и уменьшают величину вибрационных движений, превращая кинетическую энергию движения подвески в тепловую энергию, которая может рассеиваться через гидравлическую жидкость. Чтобы понять, как это работает, лучше всего заглянуть внутрь амортизатора, чтобы увидеть его структуру и функции.
Реклама
Амортизатор представляет собой масляный насос , расположенный между рамой автомобиля и колесами. Верхнее крепление амортизатора соединяется с рамой (т. е. с подрессоренной массой), а нижнее крепление соединяется с осью рядом с колесом (т. е. с неподрессоренной массой). В двухтрубная конструкция , один из самых распространенных типов амортизаторов, верхнее крепление соединяется со штоком поршня, который в свою очередь соединяется с поршнем, который в свою очередь сидит в трубке, заполненной гидравлической жидкостью. Внутренняя трубка известна как напорная трубка, а внешняя трубка известна как резервная трубка. В резервной трубке хранится избыточная гидравлическая жидкость.
Когда колесо автомобиля наталкивается на неровность дороги и вызывает скручивание и раскручивание пружины, энергия пружины передается на амортизатор через верхнюю опору, вниз через шток поршня и в поршень. Отверстия перфорируют поршень и позволяют жидкости просачиваться, когда поршень движется вверх и вниз в напорной трубке. Поскольку отверстия относительно крошечные, через них проходит лишь небольшое количество жидкости под большим давлением. Это замедляет поршень, который, в свою очередь, замедляет пружину.
Амортизаторы работают в два цикла — цикл сжатия и цикл растяжения . Цикл сжатия происходит, когда поршень движется вниз, сжимая гидравлическую жидкость в камере под поршнем. Цикл расширения происходит, когда поршень движется к верхней части напорной трубы, сжимая жидкость в камере над поршнем. Типичный легковой автомобиль или легкий грузовик будет иметь большее сопротивление во время цикла растяжения, чем во время цикла сжатия. Имея это в виду, цикл сжатия управляет движением неподрессоренной массы автомобиля, а цикл растяжения контролирует более тяжелую подрессоренную массу.
Все современные амортизаторы чувствительны к скорости — чем быстрее движется подвеска, тем большее сопротивление оказывает амортизатор. Это позволяет амортизаторам приспосабливаться к дорожным условиям и контролировать все нежелательные движения, которые могут возникнуть в движущемся транспортном средстве, включая отскок, раскачивание, пикирование при торможении и ускорение.
Реклама
Амортизаторы: стойки и стабилизаторы поперечной устойчивости
Другой распространенной демпфирующей конструкцией является стойка — по сути амортизатор, установленный внутри винтовой пружины. Стойки выполняют две функции: они выполняют амортизирующую функцию в качестве амортизаторов и обеспечивают структурную поддержку подвески автомобиля. Это означает, что стойки обеспечивают немного больше, чем амортизаторы, которые не поддерживают вес автомобиля — они контролируют только скорость, с которой вес передается в автомобиле, а не сам вес.
Поскольку амортизаторы и стойки очень важны для управления автомобилем, их можно считать важными элементами безопасности. Изношенные амортизаторы и стойки могут привести к чрезмерному переносу веса автомобиля из стороны в сторону и спереди назад. Это снижает способность шины сцепляться с дорогой, а также управляемость и эффективность торможения.
Реклама
Стабилизаторы поперечной устойчивости
Стабилизаторы поперечной устойчивости (также известные как стабилизаторы поперечной устойчивости) используются вместе с амортизаторами или стойками для придания движущемуся автомобилю дополнительной устойчивости. Стабилизатор представляет собой металлический стержень, который охватывает всю ось и эффективно соединяет каждую сторону подвески вместе.
Когда подвеска одного колеса перемещается вверх и вниз, стабилизатор передает движение другому колесу. Это создает более ровную езду, а уменьшает раскачивание автомобиля . В частности, он борется с креном автомобиля на подвеске при поворотах. По этой причине почти все автомобили сегодня оснащены стабилизаторами поперечной устойчивости в качестве стандартного оборудования, хотя, если это не так, комплекты позволяют легко установить стабилизаторы в любое время.
Реклама
Типы подвески: передняя
До сих пор наши обсуждения были сосредоточены на том, как работают пружины и амортизаторы на любом конкретном колесе. Но четыре колеса автомобиля работают вместе в двух независимых системах — два колеса, соединенные передней осью, и два колеса, соединенные задней осью. Это означает, что автомобиль может иметь и обычно имеет разный тип подвески спереди и сзади.
Многое зависит от того, связывает ли колеса жесткая ось или колеса могут двигаться независимо. Прежняя аранжировка известна как зависимая система , в то время как последняя компоновка известна как независимая система . В следующих разделах мы рассмотрим некоторые распространенные типы передней и задней подвески, которые обычно используются в обычных автомобилях.
Объявление
Зависимые передние подвески
Зависимые передние подвески имеют жесткую переднюю ось, соединяющую передние колеса. По сути, это выглядит как прочный стержень под передней частью автомобиля, удерживаемый листовыми рессорами и амортизаторами. Зависимая передняя подвеска, распространенная на грузовиках, не использовалась в обычных автомобилях в течение многих лет.
Независимая передняя подвеска
В этой конфигурации передние колеса могут двигаться независимо. Стойка MacPherson , разработанная Эрлом С. Макферсоном из General Motors в 1947 году, является наиболее широко используемой системой передней подвески, особенно в автомобилях европейского происхождения.
Стойка MacPherson объединяет амортизатор и винтовую пружину в единый узел. Это обеспечивает более компактную и легкую систему подвески, которую можно использовать для автомобилей с передним приводом.
«»
Подвеска на двойных поперечных рычагах на выставке в музее Toyota в Нагое, Япония.
Wikimedia Commons (CC BY SA 4.0)
Подвеска на двойных поперечных рычагах , также известная как подвеска с А-образными рычагами или подвеска с рычагами управления, является еще одним распространенным типом передней независимой подвески.
Хотя существует несколько различных возможных конфигураций, в этой конструкции обычно используются два рычага в форме поперечных рычагов для определения местоположения колеса. На каждом поперечном рычаге, который имеет два положения крепления к раме и одно на колесе, установлен амортизатор и цилиндрическая пружина для поглощения вибраций. Подвеска на двойных поперечных рычагах позволяет лучше контролировать угол развала колес, который описывает степень наклона колес внутрь и наружу. Они также помогают свести к минимуму крен или раскачивание и обеспечивают более стабильное ощущение рулевого управления. Из-за этих характеристик подвеска на двойных поперечных рычагах часто используется на передних колесах больших автомобилей.
Теперь давайте посмотрим на некоторые распространенные задние подвески.
Реклама
Типы подвески: Задняя
Зависимые задние подвески
Если задние колеса автомобиля соединяет неразрезная ось, то подвеска, как правило, достаточно простая — либо на листовой рессоре, либо на винтовой. В прежней конструкции листовые рессоры прижимались непосредственно к ведущему мосту. Концы листовых рессор крепятся непосредственно к раме, а амортизатор крепится к хомуту, удерживающему пружину на оси. В течение многих лет американские производители автомобилей отдавали предпочтение этой конструкции из-за ее простоты.
Та же базовая конструкция может быть достигнута с винтовыми пружинами, заменяющими листы. При этом пружина и амортизатор могут монтироваться как единое целое или как отдельные компоненты. Когда они разделены, пружины могут быть намного меньше, что уменьшает количество места, которое занимает подвеска.
Реклама
Независимая задняя подвеска
Если и передняя, и задняя подвески независимы, то все колеса установлены и подпружинены по отдельности, что в рекламе автомобилей рекламируется как «независимая подвеска четырех колес». Любую подвеску, которую можно использовать на передней части автомобиля, можно использовать и на задней, а версии передних независимых систем, описанных в предыдущем разделе, можно найти на задних осях. Разумеется, в задней части автомобиля отсутствует рулевая рейка — узел, включающий ведущую шестерню и позволяющий колесам поворачиваться из стороны в сторону. Это означает, что задние независимые подвески могут быть упрощенными вариантами передних, хотя основные принципы остаются прежними.
Далее мы рассмотрим подвески специальных автомобилей.
Реклама
Специализированные подвески: Baja Bug
По большей части эта статья была посвящена подвескам основных передне- и заднеприводных автомобилей — автомобилей, которые ездят по обычным дорогам в нормальных условиях вождения. А как насчет подвески специальных автомобилей, таких как хот-роды, гоночные автомобили или экстремальные внедорожники? Хотя подвески специальных автомобилей подчиняются тем же основным принципам, они обеспечивают дополнительные преимущества, уникальные для условий вождения, в которых они должны двигаться. Далее следует краткий обзор конструкции подвески для трех типов специальных автомобилей — Baja Bugs, гоночных болидов Формулы-1 и хот-родов в американском стиле.
Baja Bugs
Volkswagen Beetle, или Жук, был предназначен для того, чтобы стать фаворитом среди любителей бездорожья. Благодаря низкому центру тяжести и расположению двигателя над задней осью полноприводный Bug справляется с бездорожьем так же, как и с некоторыми полноприводными автомобилями. Конечно, VW Bug не готов к бездорожью с заводской комплектацией. Большинство жуков требуют некоторых модификаций или преобразований, чтобы подготовить их к гонкам в суровых условиях, таких как пустыни Нижней Калифорнии.
Объявление
Одно из самых важных изменений происходит в подвеске. Торсионная подвеска, стандартное оборудование для передней и задней части большинства Bugs в период с 1936 по 1977 год, может быть поднята, чтобы освободить место для тяжелых внедорожных колес и шин. Более длинные амортизаторы заменяют стандартные амортизаторы, чтобы поднять кузов выше и обеспечить максимальный ход колес. В некоторых случаях преобразователи Baja Bug полностью удаляют торсионы и заменяют их несколькими койловеры , продукт вторичного рынка, который сочетает в себе пружину и амортизатор в одном регулируемом блоке. Результатом этих модификаций является транспортное средство, которое позволяет колесам перемещаться по вертикали на 20 дюймов (50 сантиметров) или более с каждой стороны. Такой автомобиль может легко перемещаться по пересеченной местности и часто «прыгает» по стиральной доске в пустыне, как камень по воде.
Реклама
Специализированные подвески: гонщики Формулы-1
Гоночный автомобиль Формулы-1 представляет собой вершину автомобильных инноваций и эволюции. Легкие композитные кузова, мощные двигатели V10 и усовершенствованная аэродинамика позволили создать более быстрые, безопасные и надежные автомобили.
Чтобы сделать мастерство пилота ключевым фактором отличия в гонке, к конструкции гоночных автомобилей Формулы-1 применяются строгие правила и требования. Например, правила, регулирующие конструкцию подвески, гласят, что все гонщики Формулы-1 должны иметь обычные пружины, но они не допускают активных подвесок с компьютерным управлением. Для этого автомобили оснащены многорычажной подвеской , в которой используется многорычажный механизм, эквивалентный системе с двойным поперечным рычагом.
Реклама
Напомним, что конструкция с двумя поперечными рычагами использует два рычага управления в форме поперечных рычагов для управления движением вверх и вниз каждого колеса. У каждого рычага есть три монтажных положения — два на раме и одно на ступице колеса — и каждое соединение шарнирно закреплено, чтобы направлять движение колеса. Во всех автомобилях основным преимуществом подвески на двойных поперечных рычагах является контроль . Геометрия рычагов и эластичность соединений дают инженерам полный контроль над углом поворота колеса и другими динамическими характеристиками автомобиля, такими как подъем, приседание и пикирование.
Однако, в отличие от дорожных автомобилей, амортизаторы и винтовые пружины гоночного автомобиля Формулы-1 не крепятся непосредственно к рычагам управления. Вместо этого они ориентированы по длине автомобиля и управляются дистанционно с помощью ряда толкающих и тянущих стержней. Они переводят движения колеса вверх-вниз в возвратно-поступательные движения пружинно-демпферного аппарата.
Реклама
Специализированные подвески: Hot Rods
Эпоха классического американского хот-рода длилась с 1945 примерно до 1965 года. Как и Baja Bugs, классические хот-роды требовали от своих владельцев значительных модификаций. Однако, в отличие от Bugs, которые построены на шасси Volkswagen, хот-роды были построены на множестве старых, часто исторических моделей автомобилей: автомобили, выпущенные до 1945 года, считались идеальным материалом для трансформации хот-родов, потому что их кузова и рамы часто были в хорошей форме. , а их двигатели и трансмиссии нуждались в полной замене. Для энтузиастов хот-родов это было именно то, что они хотели, поскольку это позволяло им устанавливать более надежные и мощные двигатели, такие как Ford V8 с плоской головкой или Chevrolet V8.
Один популярный хот-род был известен как T-bucket , потому что он был основан на Ford Model T. Стандартная передняя подвеска Ford Model T состояла из цельной двутавровой балки переднего моста (зависимая подвеска). , U-образная багги-рессора (листовая рессора) и радиусный стержень в форме поперечного рычага с шариком на заднем конце, который поворачивался в чашке, прикрепленной к трансмиссии.
Advertisement
Инженеры Ford создали модель T для высокой езды с большим количеством движений подвески, идеальный дизайн для грубых, примитивных дорог 19-го века. 30 с. Но после Второй мировой войны хот-роддеры начали экспериментировать с более крупными двигателями Cadillac или Lincoln, что означало, что радиусный стержень в форме поперечного рычага больше не применялся. Вместо этого они сняли центральный шар и прикрутили концы поперечного рычага к раме. Эта конструкция «разрезной поперечный рычаг » позволила снизить переднюю ось примерно на 1 дюйм (2,5 сантиметра) и улучшить управляемость автомобиля.
Чтобы опустить ось более чем на дюйм, потребовалась совершенно новая конструкция, которую предоставила компания Bell Auto. На протяжении 19В 40-х и 1950-х годах Bell Auto предлагала осей с опускаемой трубой , которые опускали автомобиль на целых 5 дюймов (13 сантиметров). Трубчатые оси были изготовлены из гладких стальных труб и сбалансированы по прочности с превосходной аэродинамикой. Стальная поверхность также лучше воспринимала хромирование, чем кованые оси с двутавровой балкой, поэтому хот-роддеры часто предпочитали их и из-за их эстетических качеств.
Некоторые энтузиасты хот-родов, однако, утверждали, что жесткость трубчатой оси и ее неспособность изгибаться ухудшают ее способность справляться с нагрузками при вождении. Чтобы приспособиться к этому, хот-роддеры представили четырехбалочная подвеска с двумя точками крепления на оси и двумя на раме. В каждой точке крепления концы стержней авиационного типа обеспечивали достаточное движение под любым углом. Результат? Четырехбалочная система улучшила работу подвески в любых условиях вождения.
Для получения дополнительной информации о подвеске автомобиля и смежных темах перейдите по ссылкам ниже.
Реклама
Первоначально опубликовано: 11 мая 2005 г.
Подвеска автомобиля Часто задаваемые вопросы
Что подвеска делает для автомобиля?
Работа подвески автомобиля заключается в максимальном увеличении трения между шинами и дорожным покрытием, обеспечении устойчивости рулевого управления при хорошей управляемости и обеспечении комфорта пассажиров.
Из каких частей состоит подвеска автомобиля?
Подвеска автомобиля фактически является частью шасси, которое включает в себя все важные системы, расположенные под кузовом автомобиля. Эти системы включают в себя:
Рама: конструктивный несущий элемент, поддерживающий двигатель и кузов автомобиля, которые, в свою очередь, опираются на подвеску.
Система подвески: установка, которая поддерживает вес, поглощает и гасит удары и помогает поддерживать контакт с шиной.
Система рулевого управления: механизм, который позволяет водителю вести и направлять транспортное средство.
Шины и колеса: компоненты, обеспечивающие движение автомобиля за счет сцепления и/или трения с дорогой
Как долго служат автомобильные подвески?
Подвеска вашего автомобиля обычно нуждается в ремонте или замене деталей, таких как амортизаторы и стойки, примерно через 50 000 миль.
Что вызывает проблемы с подвеской автомобиля?
Поскольку подвеска автомобиля состоит из множества деталей, в любой части подвески может возникнуть ряд проблем. Как правило, сильные удары и значительные неровности, такие как выбоины или дорожные препятствия, приводят к проблемам с подвеской или ее повреждениям.
Как узнать, повреждена ли подвеска?
Признаки повреждения подвески могут включать занос, занос во время поворотов, неровную езду, при которой вы чувствуете каждую неровность дороги, и рывки вперед при остановке.
Много дополнительной информации
Статьи по теме
Другие полезные ссылки
- Автомобильные Библии: полное руководство по подвеске автомобиля
- Амортизаторы и стойки Monroe Техническая поддержка
- Samarins.com: Как проверить подвеску и рулевое управление автомобиля при покупке подержанного автомобиля
Источники
- «Подвеска Bose». Edmunds.com, Внутренняя линия. По состоянию на 26 апреля 2005 г.
- http://www.cars.com/carsapp/national/?szc Cars.