Підвіска коліс з'явилася значно раніше автомобіля. Вперше вона з'явилася ще на кінних екіпажах, призначених для більш комфортного пересування на великі відстані. Кількість коліс таких екіпажів було не менше чотирьох, тому їх конструктори змушені були передбачити можливість вертикального переміщення коліс щодо кузова для подолання нерівних доріг.

Саме тоді з'явилися перші конструкції підвісок, які потім практично без змін використовувалися в найперших автомобілях, швидкість яких не перевищувала 30 км / год. Але автомобілі удосконалювалися, швидкості їх руху швидко зростали, і підхід до конструкцій підвісок змінювався.

Якщо на початковому етапі автомобілебудування підвіска розглядалася тільки як засіб підвищення комфортабельності руху, то з ростом швидкості автомобілів всѐ більшу увагу доводилося приділяти питанням керованості. У третьому десятилітті 20 століття проявилася тенденція створення незалежної системи спочатку передніх, а згодом і задніх коліс автомобілів.

В даний час на легкових автомобілях застосовується тільки незалежна підвіска передніх коліс, яка може поєднуватися з незалежної, напівнезалежною і залежною системою задніх. Незважаючи на велику кількість застосовуваних в даний час схем, всі вони в даний час містять такі основні елементи:

• Напрямні елементи, що забезпечують задану траєкторію переміщення коліс щодо кузова;
• Пружні елементи, що забезпечують необхідне зусилля переміщення коліс;
• Елементи, що забезпечують гасіння коливань.

До тих, що направляють елементам можна віднести важелі, стійки, шарові опори і резинометаллические шарніри.

До пружним елементам можна віднести пружини, ресори, торсіони і пневматичні камери.

До елементів, що гасять коливання можна віднести амортизатори всіх типів.

Викладена вище класифікація елементів значною мірою умовна, так як в різних типах підвісок деякі деталі можуть поєднувати кілька функцій.

Як приклад можна розглянути ресору, яка застосовувалася ще в каретах. Ресора може виконувати роль відразу всіх трьох основних елементів, так як взаємне тертя її листів дозволяє досягти ефекту гасіння коливань, а ділянки ресор несиметричною форми можна використовувати в якості важелів.

Саме цими властивостями ресор і пояснюється їх широке поширення. Проте, такий поділ основних елементів дозволяє краще зрозуміти залежність зміни її характеристик від заміни будь-якого з перерахованих вище елементів. Тобто положення коліс залежить від напрямних елементів, жорсткість пристрої підвіски залежить від пружних елементів, а ефективність гасіння коливань - від амортизаторів.

Найбільш поширені конструкції і пристрій передньої підвіски

В даний час на легкових автомобілях малого і середнього класів найбільш поширеною є пристрій типу Мак - Ферсон.

Пристрій переднього вузла такого типу показана на малюнку.

Головна особливість підвісок цього типу - спільне використання нижнього важеля і телескопічною вертикальної стійки. У цій системі основне навантаження від ваги автомобіля передається на кузов в місці верхнього кріплення телескопічної стійки, так як пружний елемент (на малюнку пружина) розташовується безпосередньо на стійці.

Нижній важіль трикутної форми контролює траєкторію руху колеса і передає на силові елементи кузова поздовжні і поперечні зусилля, що виникають при русі автомобіля. Така система дуже добре поєднується з приводом передніх коліс, так як вісь обертання колеса проходить вище нижнього її важеля.

Переваги вузла типу Мак - Ферсон наступні:

• Простота конструкції, що дозволяє зменшити кількість деталей і їх масу;
• Можливість збільшення ширини моторного відсіку;
• Відносно мала трудомісткість обслуговування і ремонту.

Однак такий вузол не позбавлений недоліків:

• Характер зміни кута розвалу при роботі не оптимальний;
• Значна зміна кутів установки коліс при зміні завантаження автомобіля;
• Верхня точка кріплення стійок обмежує можливість зниження лінії капота.

В автомобілях, на яких встановлюється така передня підвіска, найчастіше використовують пружини як пружні елементи. Амортизатор телескопічного типу конструктивно виконує додатково функцію направляючого елемента, тому штоки амортизаторів Мак - Ферсон мають збільшений діаметр.

Для компенсації згинальних зусиль, що діють на амортизатор, пружину на ньому часто встановлюють під кутом до осі штока (див. Малюнок). Для зменшення крену автомобіля при проходженні повороту передбачається стабілізатор поперечної стійкості. Найчастіше застосовують стабілізатор торсіонного типу з вигнутого сталевого прута круглого перетину. Загнуті кінці стабілізатора шарнірно з'єднують з важелями або стійками лівого і правого коліс.

Проміжні опори стабілізатора закріплюють на кузові або спеціальному підрамнику. При нахилі автомобіля балка стабілізатора працює на скручування і перерозподіляє частину зусилля з найбільш навантаженого колеса на менш навантажене, зменшуючи таким чином крен автомобіля.

З'єднання нижнього важеля з поворотним кулаком здійснюється через кульову опору. Таке з'єднання дозволяє не тільки змінювати кут між поворотним кулаком і важелем, але і повертати колесо при зміні напрямку руху.

Пристрій кульової опори показано на малюнку:

Для того щоб полегшити зусилля повороту передніх коліс, у верхній опорі стійки застосовують спеціальний опорний підшипник. Найбільш часто застосовують завзятий шарикопідшипник.

Для того щоб стійка в процесі роботи мала вільний кутове переміщення, опора містить або еластичний гумовий елемент, або спеціальний шарнір. Схема пристрою верхньої опори і діючих на неї сил показана на малюнку.

Під впливом ударних знакозмінних навантажень на підшипник може відбуватися утомлююча руйнування деталей підшипника, що призводить до порушення його роботи.

Зовнішніми ознаками несправності підшипника є сторонні звуки при повороті коліс під навантаженням. В цьому випадку підшипник необхідно замінити. Крім того, в процесі експлуатації автомобіля може відбутися руйнування гумових елементів опори.

Підвіска автомобіля - сукупність пристроїв, що забезпечують пружний зв'язок між підресореною і непідресореної частинами автомобіля, зменшення динамічних навантажень на кузов і колеса, і загасання їх коливань, а також регулювання положення кузова автомобіля під час руху.

Підвіска автомобіля має наступне загальна будова:

Направляючий елемент;

Пружний елемент;

Гасить пристрій;

Стабілізатор поперечної стійкості;

Опора колеса;

Елементи кріплення.

напрямні елементи забезпечують з'єднання і передачу сил на кузов автомобіля. Напрямні елементи визначають характер переміщення коліс щодо кузова автомобіля. Як напрямні елементів використовуються всі можливі важелі: поздовжні, поперечні, здвоєні і ін.

пружний елемент сприймає навантаження від нерівності дороги, накопичує отриману енергію і передає її кузова автомобіля. розрізняють металеві та неметалеві пружні елементи. Металеві пружні елементи представлені пружиною, ресорою і торсионом.

У підвісках легкових автомобілів широко використовуються кручені пружини, Виготовлені з сталевого стрижня круглого перетину. Пружина може мати постійну і змінну жорсткість. Циліндрична пружина, як правило, постійної жорсткості. Зміна форми пружини (застосування металевого прута змінного перерізу) дозволяє досягти змінної жорсткості.

листова ресора застосовується на вантажних автомобілях.

торсіон являє собою металевий пружний елемент, що працює на скручування.

До неметалічних належать гумові, пневматичні і гідропневматичні пружні елементи. Гумові пружні елементи (Буфери, відбійники) використовуються додатково до металевих пружним елементам.

Робота пневматичних пружних елементів заснована на пружних властивостях стисненого повітря. Гидропневматический пружний елемент представлений спеціальною камерою, заповненою газом і робочою рідиною, розділених еластичною перегородкою.

амортизатор призначене для зменшення амплітуди коливань кузова автомобіля, викликаних роботою пружного елемента. Робота амортизатора заснована на гідравлічному опорі, що виникає при протіканні рідини з однієї порожнини циліндра в іншу через калібрувальні отвори (клапани).

Стабілізатор поперечної стійкості протидіє збільшенню крену при повороті за рахунок перерозподілу ваги по колесах автомобіля. Стабілізатор являє собою пружну штангу, з'єднану через стійки з елементами підвіски. Стабілізатор може встановлюватися на передню і задню вісь.

кульовою опорою називається вид шарнірного з'єднання, який за рахунок ступеня свободи забезпечує правильну геометрію повороту ведучих коліс. Кульова опора встановлюється на нижньому важелі передньої підвіски, а також на кінці тяги рульового механізму. Для зручності експлуатації кульові опори роблять знімними.

Залежно від конструкції напрямних елементів розрізняють два типи підвіски - незалежна і залежна.

Амортизатори. Призначення, пристрій і робота гідравлічних амортизаторів.

Амортизатори призначені для гасіння коливань підвіски при русі автомобіля по нерівній дорозі. В даний час на автомобілях встановлюють гідравлічні телескопічні амортизатори двосторонньої дії, в яких гасіння коливань відбувається як при підйомі, так і опусканні колеса за рахунок тертя перетікає в них рідини з однієї порожнини в іншу. При установці амортизаторів у задніх коліс легкових автомобілів з поперечним нахилом вони частково виконують роль стабілізаторів поперечної стійкості автомобіля.

Гідравлічні амортизатори діляться на кілька підвидів:

· По конструкції:

· важільні (Поширені до 50-х - 60-х років)

· двотрубні (Основний тип в даний час)

· однотрубні (Набувають поширення)

· По тиску всередині амортизатора:

· без газового підпору (В народі їх називають просто олійними)

· з газовим підпором низького тиску

· з газовим підпором високого тиску

гідравлічні двотрубні

Двотрубний гідравлічний амортизатор

Двотрубний амортизатор складається з двох співвісних (одна в одній) труб, зовнішня з яких є корпусом, внутрішня заповнена робочою рідиною і в ній переміщається поршень з клапанами. Простір між труб заповнене запасом рідини для охолодження і компенсації витоків, а також повітрям - для компенсації зміни об'єму (температурне розширення рідини і вхід-вихід штока).

переваги:

· Відносна простота виготовлення і ремонту

· Прийнятні робочі характеристики (в тому числі надійність) для більшості застосувань в транспорті

· Відсутність виступаючих деталей - може встановлюватися всередині пружини підвіски

· Мале навантаження і відповідно вимоги до ущільнення штока - навантаження тільки при відбої (витягуванні штока), при невеликому пропущенні запасу масла в амортизаторі може вистачити на кілька років при повному збереженні працездатності амортизатора (але погіршенні охолодження).

недоліки:

· Повинен встановлюватися корпусом вниз (штоком вгору), що погіршує характеристики підвіски (збільшення безпружинних мас)

· При сильних навантаженнях (пересічені місцевості, спорт) при роботі рідина сильно гріється і може спіниться або змішатися з компенсаційним газом, що сильно погіршить демпфірування, а це небезпечно).

Вимоги, що пред'являються до рульового управління, його складові частини

За допомогою рульового управлінняздійснюється поворот керованих коліс, і тим самим змінюється напрямок руху автомобіля.

Рульове управління складається з:
1) рульового механізму;
2) рульового приводу;
3) рульового підсилювача (встановлюється не на всіх автомобілях).

Рульове управління являє собою пристрій, від якого багато в чому залежить безпека руху автомобіля, тому до нього висуваються такі вимоги:
1) легкість управління;
2) забезпечення гарної маневреності автомобіля при мінімальному радіусі повороту;
3) допускати мінімальну бічне ковзання коліс при повороті;
4) мінімальна передача поштовхів на рульове колесо;
5) виключати можливість виникнення автоколивань керованих коліс;
6) висока надійність;
7) виключати мимовільний поворот керованих коліс.

На більшості автомобілів управління здійснюється поворотом керованих коліс. Практично на всіх двохосьових автомобілях керованими колесами є передні колеса. Виняток становлять спеціальні автотранспортні засоби з задніми керованими колесами. У тривісних автомобілях, які мають зближені осі заднього візка (наприклад КамАЗ), управління також здійснюється передніми колесами. У деяких тривісних автомобілях керованими колесами є колеса крайніх осей (передній і задній). Завдяки цьому автомобіль стає більш маневреним і більш прохідним. У таких автомобілях проміжну вісь розміщують посередині автомобіля.

Рульовий механізм забезпечує поворот керованих коліс при невеликому зусиллі на рульові колеса, це досягається за рахунок збільшення передавального, числа рульового механізму. Конструкція рульового механізму включає в себе:
1) рульову пару (рульову передачу), яка розміщується в картері;
2) рульовий вал;
3) рульове колесо.
Рульовий вал в залежності від умов компоновки рульового механізму може складатися з двох або трьох частин, з'єднаних карданними шарнірами. Рульове колесо в залежності від прийнятого в країні напряму руху може перебувати праворуч або ліворуч.

кермові механізми в залежності від типу рульової передачі діляться на:
1) шестеренні;
2) черв'ячні;
3) гвинтові;
4) кривошипні.

Рульовий привід складається з:
1) рульової трансмісії;
2) важелів і тяг, які пов'язують рульовий механізм з рульовою трансмісією;
3) рульової підсилювач.
У конструкції рульового приводу є поперечна і поздовжня тяги. Поперечна тяга виготовляється з безшовної сталевої труби, на різьбові кінці якої навертаються наконечники з кульовими кільцями. Довжина поперечної тяги повинна бути регульованою, так як від неї залежить величина сходження коліс.

Поздовжня тяга пов'язує сошку з поворотним важелем. Поздовжня тяга найчастіше застосовується при залежній підвісці. На кінцях тяги розміщуються кульові шарніри, які підтискаються жорсткими пружинами. За рахунок таких шарнірів і пружин вдається трохи амортизувати удари, що сприймаються керованими колесами.

автомобільна підвіска - це пристрій, який забезпечує пружне зчеплення коліс автомобіля з несучою системою, а також регулює положення кузова під час руху і зменшує навантаження на колеса. Сучасне автомобілебудування пропонує різні типи автомобільних підвісок: пневматичні, пружинні, ресорні, торсіонні і т.д.

Напрямні пристрої подвескі.Совокупность пристроїв, що пов'язують колеса і кузов автомобіля, утворює підвіску. Основне призначення підвіски полягає в перетворенні впливу на автомобіль з боку дороги в допустимі коливання кузова і коліс. Ці взаємодії повинні бути такими, щоб автомобіль не тільки швидко набирав швидкість (розганявся), але і міг ще швидше сповільнювати хід (аж до повної зупинки). Крім того, машина під час руху повинна легко управлятися і бути стійкою. Для виконання названих завдань і служить підвіска, конструкція якої визначає основні експлуатаційні властивості легкових автомобілів, включаючи безпеку руху.

При русі автомобіля колеса переміщаються щодо кузова і дороги в вертикальному і горизонтальному напрямках, а також під кутом (обертання навколо осі, нахил щодо кузова і дороги, обертання навколо осі повороту - осі шворня). Для виконання вимог, пов'язаних з експлуатаційними властивостями автомобіля, доводиться істотно обмежувати переміщення коліс. При поперечному (бічному) переміщенні коліс в горизонтальних напрямках змінюється колія, а при поздовжньому - база автомобіля. Наявність таких переміщень призводить до збільшення опору руху, зносу шин, погіршення стійкості і керованості. Вертикальні переміщення коліс щодо кузова у легкових автомобілів можуть перевищувати 20 см. Кути повороту коліс становлять 30 ... 45 °.

Для того щоб автомобіль успішно розганявся і гальмував, добре «тримав» дорогу, необхідно мати надійне зчеплення коліс з її поверхнею. Чи впливає підвіска на зчеплення? Безумовно. Зчеплення залежить не тільки від характеристик протектора шин і якості дороги, а й від навантаження, що передається на колеса. Зміна вертикального навантаження на колеса визначається прогином ресор і зусиллями з боку амортизаторів. При зменшенні вертикального навантаження знижується зчеплення коліс з поверхнею дороги.

Підвіска легкового автомобіля містить наступні основні пристрої: напрямні пристрої (важелі, стійки, тяги, розтяжки), пружні елементи (листові ресори, пружини, пневморессори і т. П.), Що гасять пристрої (гідравлічні амортизатори) і, нарешті, пристрої регулювання і управління (регулятори висоти і крену, ЕОМ і т. д.).

Напрямні пристрої підвіски впливають на характер руху кузова і коліс автомобіля при коливаннях. Чи буде, наприклад, підйом колеса супроводжуватися його нахилом, боковим або поздовжнім переміщенням залежить від того, за якою схемою виконані напрямні пристрої. Напрямні пристрої служать для передачі тягових і гальмівних сил, а також бічних сил, що виникають при повороті, русі по косогору від коліс до кузова.

За типом направляючих пристроїв все підвіски діляться на залежні і незалежні. При залежній підвісці праве і ліве колеса пов'язані жорсткої балкою - мостом. Тому при наїзді на нерівність одного з коліс обидва колеса нахиляються в поперечній площині на однаковий кут. У незалежній підвісці переміщення одного колеса жорстко не пов'язані з переміщеннями іншого. Нахили і переміщення правого і лівого коліс істотно відрізняються.

Пружні пристрої (пружні елементи) служать для зменшення навантажень, що діють між колесом і кузовом. При наїзді на дорожні нерівності відбуваються деформації пружних елементів. Після проїзду нерівностей пружні елементи викликають коливання кузова і коліс. Основною характеристикою пружних елементів є жорсткість, тобто відношення вертикального навантаження до прогину (або осаді пружини). Пружні елементи підвіски коліс розрізняють не тільки за конструкцією, але і в залежності від того, з якого матеріалу вони зроблені. Якщо використовуються пружні властивості металу (опір вигину або кручення), то мають місце металеві пружні елементи. З огляду на пружні властивості гуми і пластмас, широко застосовують гумові та пластмасові ресори. Останнім часом значного поширення набули пневморессори, де використовуються пружні властивості повітря або газів.

Гасять пристрої підвіски (гідравлічні амортизатори) призначені для гасіння коливань кузова і коліс. Під час роботи підвіски відбувається перерозподіл енергії коливань автомобіля між кузовом і колесами. Амортизатори поглинають цю енергію, перетворюючи її в тепло. Чим більше енергії поглинає амортизатор, тим швидше будуть затухати коливання кузова і коліс, менше буде розгойдуватися кузов. Їздити на м'яких ресорах без амортизаторів практично неможливо.

Суттєво зменшити нахил і поперечне переміщення коліс можна, використовуючи схему двохважелем підвіски. За допомогою короткого верхнього і довгого нижнього важелів вдається знизити кутові і поперечні переміщення коліс. Вплив нахилу (кута) можна зменшити за допомогою розвалу (нахилу) коліс у вертикальній площині і сходу (різниця між бічними поверхнями шини попереду і ззаду) коліс. Поперечні переміщення коліс можна компенсувати піддатливість шин.

Двохважеля підвіска має низку переваг в розташуванні основних елементів: амортизатор закріплений всередині пружини; пружина і амортизатор спираються на нижній важіль, що знижує габарити по висоті; поперечні важелі надійно передають штовхають і гальмівні сили від колеса до кузова. Двохважелі напрямні пристрої набули широкого поширення в передніх незалежних підвісках легкових автомобілів.

Ще менше кутові і поперечні переміщення у напрямних пристроїв в телескопічних пружинних стійках передньопривідних автомобілів, де замість двох важелів в поперечної плоскостіустановлен один нижній поперечний важіль з розтяжками. Така підвіска отримала назву коливається свічка, або, як її називають по імені винахідника, підвіска Макферсона. При наявності тільки нижнього важеля і верхньої опори підвіска має незначні зміни колії і нахилу коліс, що зменшує знос шин і підвищує стійкість автомобіля. До недоліків схеми слід віднести високе розташування верхньої опори, яку треба розміщувати в передній частині кузова, а також великі навантаження, що виникають в місцях кріплення верхньої опори до кузова.

Використання поздовжніх важелів в напрямних пристроях дозволяє уникнути зміни нахилу коліс при вертикальних переміщеннях. Однак довгі поздовжні важелі відчувають значні навантаження під дією бічних сил (при повороті, з'їзді на узбіччя, впливах від нерівностей дороги). При такій конструкції направляючого пристрою в незалежних підвісках важко здійснити привід до колеса за допомогою карданних передач; щоб зменшити бічний крен кузова, доводиться встановлювати додатковий пружний елемент - стабілізатор поперечної стійкості. Напрямні пристрої з поздовжніми важелями використовують на задніх підвісках передньопривідних автомобілів.

Пружні елементи подвескі.Рассмотрім конструкції пружних елементів (ресор) підвіски коліс. Найстарішим пружним елементом є листова ресора. Звичайна листова ресора є пакетом (у вигляді трапеції) стягнутих плоских сталевих смуг. Найдовший корінний лист на кінцях має вушка, за допомогою яких ресора кріпиться до кузова. Найбільш часто поздовжні листові ресори встановлюють на задніх підвісках легкових автомобілів. Чим більше листів в пакеті, тим більше навантаження може сприйняти ресора. Збільшення довжини ресори дає можливість збільшити прогин і, отже, хід коліс, тобто зробити підвіску длінноходной і м'якою. Основна особливість листових ресор полягає в тому, що вони можуть виконувати роль не тільки пружного елемента, але і подає устрою. Через листову ресору передаються всі навантаження, що виникають при коченні коліс. Ресори передають штовхають зусилля при розгоні і гальмуванні. Під час руху по косогору, при повороті автомобіля, а також під дією інших бічних сил ресори піддаються кручению. Найбільші навантаження припадають на корінні листи ресори. Довговічність листових ресор при великих навантаженнях істотно знижується. Іншою особливістю листових ресор є наявність тертя між листами. Сили тертя перешкоджають прогину ресори і погіршують її пружні властивості. Відбувається блокування пружного елемента, і навантаження від коліс передається безпосередньо на кузов. В результаті істотно погіршується плавність ходу. Ці недоліки листових ресор помітно проявляються при русі автомобіля по нерівностях дороги, що має невелику висоту. Тоді при збільшенні швидкості виникають інтенсивні вібрації і шум у салоні автомобіля. Щоб позбутися від шкідливого впливу тертя, між листами встановлюють неметалеві прокладки.

Крім зазначених недоліків, багатолистові ресорам притаманні і інші. У підвісці з такими ресорами встановлюють додаткові пружні елементи - упори (буфери) для обмеження пробою і збільшення жорсткості; ресори мають велику масу, малий термін служби, їх важко розташувати в системах незалежної підвіски легкового автомобіля.

Удосконалення конструкції листових ресор призвело до створення так званих малолистових ресор. Листи такої ресори є смуги змінного перерізу по довжині. Виготовлення малолистових ресор пов'язано з рядом технологічних труднощів, однак малолистові ресори тієї ж вантажопідйомності, що і звичайні багатолистові, мають значно меншу масу (на 20 ... 30%). У них істотно менше міжлистового тертя. В останні роки з метою зниження маси зроблені спроби виготовити малолистові ресори з композитних матеріалів.

Більш досконалими в порівнянні з листовими ресорами виявилися металеві пружні елементи, виконані у вигляді кручених пружин і сталевих стрижнів (тріснув). При однаковій вантажопідйомності з листовими ресорами пружини і торсіони мають суттєво меншу масу і більш довговічні.

З появою передній незалежної підвіски пружини набули найширшого розповсюдження. Найбільш прості кручені пружини з постійною товщиною дроту і незмінним кроком навивки. Такі пружини забезпечують підвісці необхідний хід коліс і малу жорсткість.

Однак м'які пружини не дозволяють забезпечити підвісці захист від ударів і поштовхів в кінці ходу коліс вгору (стиснення) і вниз (відбій). Як правило, необхідно посилення підвіски з пружиною в кінці ходу стиснення і відбою, яке досягається за рахунок установки додаткових пружних елементів.

В якості додаткових пружних елементів найчастіше застосовують гумові або пластмасові буфера.

Для поліпшення характеристики ресори використовують фасонні пружини з різним кроком навивки і товщиною дроту (конічні, бочкоподібні і ін). Однак виготовлення таких пружин в умовах масового виробництва легкових автомобілів істотно складніше

Будь-який автомобіль складається з ряду складових, кожна з яких виконує свої функції. Двигун перетворює енергію в механічний рух, трансмісія дозволяє змінювати тягове зусилля і крутний момент, а також передавати його далі, ходова частина забезпечує переміщення авто. Остання складова складається з декількох компонентів, серед яких і підвіска.

Призначення, основні складові

Підвіска в автомобілі виконує ряд найважливіших функцій:

• Забезпечує пружне кріплення коліс до кузова (що дозволяє їм переміщатися щодо несучої частини);
• Гасить коливання, одержувані колесами від дороги (тим самим досягається плавність ходу авто);
• Забезпечує постійний контакт колеса з дорожнім полотном (позначається на керованості і стійкості);

З моменту появи першого авто і по наш час було розроблено кілька видів цієї складової ходової частини. Але при цьому створити ідеальне рішення, яке влаштовувало б за всіма параметрами і показниками так і не вдалося. Тому з усіх існуючих типів підвісок автомобіля виділити якусь одну неможливо. Адже в кожній з них є свої позитивні і негативні сторони, які і зумовлюють їх використання.

В цілому будь-яка підвіска включає в себе три основні складові, кожна з яких виконує свої функції:

1. Пружні елементи.
2. Демпфіруючі.
3. Напрямні системи.

У завдання пружних елементів входить сприйняття всіх ударних навантажень і плавна передача їх на кузов. Додатково забезпечують постійний контакт колеса з дорогою. До цих елементів відносяться пружини, торсіони, ресори. З огляду на те, що останній тип - ресори, практично зараз не використовуються, далі розглядати підвіску, в якій вони використовувалися - не будемо.

Найбільшого поширення в якості пружних елементів отримали кручені пружини. На вантажних ж авто нерідко використовується ще один вид - пневмоподушки.

Кручені пружини підвіски

Демпфіруючі елементи використовуються в конструкції для гасіння коливань пружних елементів шляхом їх поглинання і розсіювання, що запобігає розгойдування кузова під час роботи підвіски. Це завдання виконують амортизатори.

Передній і задній амортизатори

Напрямні системи пов'язують колесо з несучою частиною, забезпечують можливість переміщення по необхідної траєкторії, при цьому з утриманням його в заданому положенні відносно кузова. До цих елементів відносяться всілякі важелі, тяги, балки, і всі інші компоненти, які беруть участь створенні рухомих сполук (сайлент-блоки, кульові опори, втулки і т. Д.).

види

Хоч всі перераховані складові характерні для всіх існуючих типів підвісок автомобіля, але конструктивне виконання цього компонента ходової частини - різний. Причому різниця в пристрої впливає на експлуатаційні, технічні параметри і характеристики.

В цілому все використовуються зараз типи підвісок автомобіля діляться на дві категорії - залежні і незалежні. Також існує проміжний варіант - напівзалежна.

залежна підвіска

Залежна підвіска почала використовуватися на автомобілях з моменту їх появи і «перекочувала» вона на авто з кінних возів. І хоч за час існування цей тип значно удосконалився, але суть роботи залишилася незмінною.

Особливість цієї підвести полягає в тому, що колеса з'єднані між собою віссю, і не мають можливості переміщатися окремо щодо один одного. В результаті пересування одного колеса (наприклад, при попаданні в яму) супроводжується зміщенням другого.

У задньопривідних автомобілях з'єднує віссю виступає задній міст, який одночасно є елементом трансмісії (в його конструкцію входить головна передача з диференціалом і піввісь). У передньопривідних ж авто застосовується спеціальна балка.

Залежна підвіска Dodge Ram 2009 року

Спочатку в якості пружних елементів використовувалися ресори, але зараз їх вже повністю витіснили пружини. Демпфуючим елементом в цьому типі підвіски виступають амортизатори, які можуть бути встановлені окремо від пружних елементів або ж розташовуватися з ними співвісно (амортизатор встановлений всередині пружини)

У верхній частині амортизатор кріпитися до кузова, а в нижній - до мосту або балці, тобто крім гасіння коливання, він виступає ще й в якості кріплення.

Що стосується направляючої системи, то в конструкції залежною підвіски вона складається з поздовжніх важелів і поперечної тяги.

4 поздовжніх важеля (2 - верхніх, і 2 - нижніх) забезпечують повністю передбачуване рух осі з колесами по всім існуючим напрямкам. У деяких випадках кількість цих важелів зменшено до двох (верхні не використовуються). У завдання ж поперечної тяги (так звана тяга Панара) входить зменшення крену кузова і утримання траєкторії руху.

Основними достоїнствами залежною підвіски такої конструкції є простота конструкції, що позначається на надійності. Також вона забезпечує відмінне зчеплення з дорожнім полотном коліс, але тільки в разі руху по рівній поверхні.

Великим недоліком цього виду є можливість втрати зчеплення при входженні в повороти. При цьому через суміщення осі з елементами трансмісії, задній міст має масивну і габаритну конструкцію, для якої необхідно забезпечити досить багато місця. Зважаючи на ці особливостей використання такої підвіски для передньої осі практично неможливо, тому вона застосовується тільки ззаду.

Використання цього типу підвіски на легкових авто зараз вже зведено до мінімуму, хоча вона ще зустрічається на вантажівках і повнорозмірних рамних позашляховиках.

незалежна підвіска

Незалежна підвіска відрізняється тим, що колеса однієї осі між собою не пов'язані і рух одного з них не робить ніякого впливу на інше. По суті, в цьому типі для кожного колеса передбачений свій комплект складових частин - пружною, демпфирующей, що направляє. Між собою ці два комплекти практично не взаємодіють.

стійки Макферсона

Розроблено було кілька типів незалежної підвіски. Одним з найпопулярніших видів є підвіска Макферсона (вона ж - «коливається свічка»).

Особливість цього виду полягає в використанні так званої амортизаційної стійки, яка виконує одночасно три функції. До складу стійки входить і амортизатор, і пружина. У нижній частині цей складовий елемент підвіски кріпитися до маточини колеса, а вгорі за допомогою опор - до кузова, тому він крім прийняття і гасіння коливань ще й забезпечує кріплення колеса.

Пристрій газомасляної стійки MacPherson

Також в конструкції є ще одні компоненти направляючої системи - поперечні важелі, в завдання яких входить крім забезпечення рухомого з'єднання колеса з кузовом ще і запобігання його подовжнього переміщення.

Для боротьби з креном кузова під час руху в конструкції підвіски використовується ще один елемент - стабілізатор поперечної стійкості, який є єдиною сполучною ланкою між підвісками двох коліс однієї осі. По суті, цей елемент є торсионом і принцип його роботи заснований на виникненні протидіє сили при скручуванні.

Підвіска зі стійками Макферсона є однією з найпоширеніших і може використовуватися як на передній, так і задній осі.

Вона відрізняється порівняно компактними розмірами, простотою конструкції і надійністю, за що і отримала популярність. Недоліком же її є зміна кута розвалу при значному ході колеса щодо кузова.

важільний тип

Важільні незалежні підвіски - теж досить поширений варіант, що застосовуються на автомобілях. Цей тип ділиться на два види - двохважеля і мультіричажную підвіски.

Конструкція двохважелем підвіски зроблена так, що амортизаційна стійка виконує тільки свої прямі завдання - гасить коливання. Кріплення ж колеса повністю лежить на керуючої системі, що складається з двох поперечних важелів (верхнього і нижнього).

Використовувані важелі мають А-подібну форму, що забезпечує надійне утримання колеса від поздовжнього переміщення. До того ж вони різної довжини (верхній - коротше), завдяки чому навіть при значних пересуваннях колеса щодо кузова, кут розвалу не змінюється.

На відміну від «МакФерсона» двохважіль підвіска більш габаритна і металоємність, хоча трохи більшу кількість складових частин на надійності не позначається, але вона трохи складніше в обслуговуванні.

Багатоважеля тип, по суті, є доопрацьованій двохважелем підвіскою. Замість двох А-образних в її конструкції використовується до 10 поперечних і поздовжніх важелів.

підвіска

Таке конструктивне рішення робить позитивний вплив на плавність ходу і керованість авто, збереження кутів положення колеса під час роботи підвіски, але при цьому вона дорожча і складна в обслуговуванні. Через це по вживаності вона поступається стійок Макферсона і Двохважеля типу. Її можна зустріти на більш дорогих авто.

напівзалежна підвіска

Якоїсь серединою між залежною і незалежною підвіскою виступає напівзалежна.

Зовні цей вид дуже схожий з залежною підвіскою - є балка (до якої не входять елементи трансмісії), виконана заодно з поздовжніми важелями, до яких кріпляться колісні маточини. Тобто, і є вісь, яка з'єднує два колеса. До кузову балка кріпитися теж за допомогою цих же важелів. В якості пружних і демпфуючих елементів виступають пружини і амортизатори.

Напівзалежна підвіска з механізмом Уатта

Але на відміну від залежної підвіски, балка є торсіонної і може працювати на скручування. Це дозволяє в певному діапазоні колесам незалежно один від одного переміщатися в вертикальному напрямку.

Завдяки простоті конструкції і високої надійності торсіонна балка досить часто застосовується на задніх осях передньопривідних автомобілів.

інші види

Вище розглянуті основні види підвісок, що застосовуються на автомобілях. Але типів їх трохи більше, хоча інші зараз не використовуються. Такий наприклад, є підвіска «ДеДион».

В цілому, «ДеДион» відрізнялася не скільки конструкцією підвіски, а пристроєм трансмісії задньопривідних автомобілів. Суть розробки зводилася до того, що головна передача була винесена з конструкції заднього моста (вона жорстко кріпилася до кузова, а передача обертання виконувалася півосями зі Шрусамі). Сама ж задня вісь могла мати як незалежну, так і залежну підвіску. Але через низку негативних якостей цей тип на авто широкого поширення не отримав.

Підвіска De Dion

Також варто згадати про активну (вона ж - адаптивна) підвісці. Вона не є якимось окремим типом, а є, по суті, незалежною підвіскою, і відрізняється від описаних вище деякими конструктивними нюансами.

У цій підвісці використовуються амортизатори (гідравлічні, пневматичні або комбіновані) з електронним управлінням, що дозволяє до певної міри змінювати параметри роботи цього вузла - підвищувати і знижувати жорсткість, збільшувати кліренс.

Але зважаючи на складність конструкції зустрічається вона дуже рідко і тільки на автомобілях преміум сегменту.

Дорога для руху транспортних засобів рідко буває ідеальною. Навіть на трасі з твердим покриттям завжди присутні тріщини, вибоїни і нерівності. Без системи амортизації комфортний рух було б неможливим, а кузов автомобілів довго не витримав би ударних навантажень, що передаються з коліс. Підвіска автомобіля створена для гасіння такого навантаження, і, в залежності від призначення і вартості, має різну конструкцію.

Призначення і пристрій підвіски автомобіля

При русі транспортного засобу все коливання, що виникли від нерівностей дороги, передаються на кузов. Завдання підвіски - пом'якшувати або гасити подібні коливання. Додатковою функцією є забезпечення з'єднання кузова і коліс, при цьому колеса мають можливість змінювати розташування незалежно від кузова, регулюючи напрямок руху. Разом з колесами, підвіска входить в число обов'язкових елементів ходової частини машини.

Підвіска - це технічно складний пристрій, що складається з наступних частин:

1. Пружних елементів - металевих і неметалевих деталей, які беруть на себе все навантаження від руху по нерівностях, і, в силу своїх властивостей, які розподіляють її на конструкцію кузова.
2. Гасять пристроїв (амортизаторів) - агрегатів з пневматичним, гідравлічним або комбінованим будовою, що нівелюють коливання кузова, отриманих від пружних частин.
3. Напрямних деталей - різних важелів, що з'єднують підвіску з кузовом, і контролюючих зміщення коліс відносно один одного і кузова.
4. Стабілізаторів поперечної стійкості - пружних штанг з металу, що зв'язують підвіску і кузов, і усувають можливий крен машини при русі.
5. Колісних опор - деталей передньої осі у вигляді поворотних куркулів, які приймають навантаження від коліс, і розподіляють їх по підвісці.
6. Засобів кріплення деталей, агрегатів і вузлів, завдання яких - з'єднувати підвіску і кузов між собою. Це жорсткі з'єднання на болтах, кульові опори або шарніри, композитні сайлентблоки.

демпфіруючі елементи

Частини підвіски, що гасять коливання під час руху автомобіля називають демпфірувальними елементами. До них належать такі пристрої:

1. Двотрубні амортизатори, що складаються з внутрішньої і зовнішньої труб, і виконують функцію резервуара і поршня, які повідомляються отворами і різноспрямованими клапанами, які через інерційність робочого середовища гальмують зворотно-поступальні рухи і гасять коливання.

Залежно від внутрішньої робочої середовища, амортизатори діляться на:

• гідравлічні;
• газонаповнені;
• Газо-гідравлічні.

пружні елементи

Завдання даних елементів підвіски - гасити удари, що надходять з коліс автомобіля на кузов, і являють собою такі деталі:

1. Пружина. Найпростіший елемент, присутній майже у всіх видах підвіски. Для ефективності роботи може мати різну форму.
2. Ресора. Найдавніший елемент підвіски, являє собою набір сталевих листів, сполучених разом, і гасять коливання за рахунок взаємного тертя.
3. Пневматичний елемент. Виконує роль альтернативи пружині і являє собою подушку з гуми, куди закачується повітря.
4. Торсіон. Пружний компактний елемент у вигляді стрижня, один кінець якого з'єднаний з важелем підвіски, а інший затиснутий кронштейном на кузові. При переміщенні важеля підвіски стрижень виконує роль пружного елемента і скручується.
5. Підрамник. Являє собою проміжну деталь між кузовом і елементами підвіски, утворюючи з ними одну складальну одиницю.
6. Стабілізатор поперечної стійкості. Являє собою стрижень, пов'язаний через стійки або важелі підвісок коліс для стабілізації руху автомобіля.

Принцип роботи підвіски

Автомобільна підвіска працює, перетворюючи силу удару від наїзду колеса на нерівне покриття, в рух пружних частин (пружин). Жорсткість таких переміщень контролюється і пом'якшується які приглушують пристроями (амортизаторами). Завдяки цьому сила ударів, що передаються на кузов, знижується, що забезпечує плавність руху.

Жорсткість підвіски у різних автомобілів сильно різниться: чим вона жорсткіше - тим легше і більш передбачувано управління, але зменшується комфорт їзди. М'яка створює зручність експлуатації, але за рахунок помітно зниженою керованості (чого не рекомендується допускати). З цієї причини виробники транспортних засобів завжди намагаються знайти компроміс між комфортом і безпекою.

Класифікація підвісок

У сучасному автомобілебудуванні найбільш часто застосовуються такі види підвісок:

1. Макферсон. Розроблено в 1960 р інженером, який дав конструкції своє прізвище. Складається з наступних частин:

• Стабілізатора поперечної стійкості, або «хитається свічки». Кріпиться до кузова шарніром і має властивість гойдатися при вертикальному русі колеса.
• Блока (пружинного елемента і амортизатора телескопічного типу);
• Важеля.

Перевага підвіски в невисокій ціні, простоті і надійності. Недоліком виступає помітна зміна кута розвалу на колесах.

2. Двуричажная. Складається з двох важелів різної довжини - верхнього короткого і нижнього довгого. Дана схема є однією з найдосконаліших, так як автомобіль на ній має відмінну поперечну стійкість і низький знос шин на увазі мінімальних поперечних переміщень коліс.

3. Багатоважільна. Має схожу будову з двуричажной, але набагато більш досконалий і складніше. У ній все шарніри, важелі і сайлент-блоки кріпляться до спеціального підрамника. Безліч кульових опор і прогумованих втулок прекрасно гасять удари при наїзді на нерівність, і зменшують гучність в салоні. Дана схема підвіски забезпечує найкраще зчеплення шини з поверхнею, плавність ходу і керованість. Переваги многоричажной підвіски наступні:

• Оптимальна обертальність колеса;
• Ізольовані поздовжні і поперечні регулювання;
• Невеликі безпружинні маси;
• Незалежність коліс один від одного;
• Відмінний потенціал при повному приводі.

Але головним недолік підвіски - її велика вартість, хоча останнім часом таким агрегатом оснащують не тільки представницькі машини, але і авто гольф-класу.

4. Адаптивна. Несе в собі принципові відмінності від інших типів механізмів, будучи логічним і вдосконаленим продовженням гідропневматичною підвіски, вперше реалізованої фірмами Сітроен і Мерседес. Її гідності наступні:

• Мала розгойдування на високій швидкості і мінімальний крен кузова;
• Примусово мінливий демпфірування;
• Автоматична адаптація до будь-якого дорожнього покриття;
• Відмінна стійкість при прямому русі;
• Адаптація під водія;
• Високий ступінь безпеки.

Різні фірми при виготовленні агрегату розробляють свою оригінальну схему, але в загальному конструкція складається з наступних компонентів:

• Регульованих стабілізаторів поперечної стійкості;
• Блоку управління ходової;
• Активними амортизаторними стійками;
• Різними датчиками (дорожнього просвіти, нерівностей і т.д.).

Головний мінус пристрою полягає в його складності.

5. Типу «Де Діон». Винахід французького інженера має головну мету - максимально розвантажити задній міст транспортного засобу відділенням корпусу головної передачі, при цьому він кріпиться безпосередньо до кузова. Крутний момент передається через піввісь і ШРУСи, що дозволяє підвісці бути як залежною, так незалежною. Головні недоліки конструкції - «присідання» на задні колеса при різкому старті і «клевки» при торможеіі.

6. Задня залежна. Пристрій можна спостерігати на класичних моделях ВАЗа, де відмітною рисою в ролі пружних елементів виступають циліндричні гвинтові пружини. На них «висить» балка заднього моста і кріпиться до кузова чотирма поздовжніми важелями. Поперечна реактивна тяга гасить крен і поліпшує керованість. Конструкція не забезпечує хорошого комфорту і плавності ходу через безпружинних мас, і масивного заднього моста, але актуальна при кріпленні до балки картера головною передачі, редуктора і інших масивних частин.

7. Напівзалежна задня. Широко застосовується в багатьох повнопривідних автомобілях, і складається їх пари поздовжніх важелів, що кріпляться в центрі до поперечини. Така підвіска має такі переваги:

• Компактні розміри і відносно невелику вагу;
• Простота ремонту та обслуговування;
• Помітне зниження безпружинних мас;
• Найкраща кінематика коліс.

Головний мінус підвіски - неможливість її установки на задньопривідних машинах.

8. пікапів і позашляховиків. Залежно від призначення і ваги автомобіля, розрізняють три види підвіски:

• Незалежна передня і залежна задня;
• Повністю незалежна;
• Повністю залежна.

У більшості випадків на задній осі ставиться ресорна або пружинна підвіска, що взаємодіє з жорсткими нероз'ємними мостами. Ресори застосовують у важких джипів і пікапів через здатність витримати значну навантаження, невибагливості і надійності. Така підвіска недорога за вартістю, що вплинуло на оснащення нею окремих бюджетних автомобілів.

Пружинна схема - длинноходная, м'яка, і за будовою не складна, тому встановлюється частіше на легких джипах. На передніх осях встановлюють пружинні і торсіонні схеми.

9. Грузовиков. На вантажівки встановлюють залежні підвіски з поздовжніми і поперечними ресорами, і гідравлічними амортизаторами. Така схема максимально проста і дешева у виробництві. Але на високих швидкостях водій стикається з поганою керованістю, так як ресори погано виконують функцію напрямних елементів.