Материал: КП
Исключить эти недостатки можно использованием стабилизатора поперечной устойчивости, работающий только в случаях перемещения колес одной оси в разных направлениях – одно вверх, другое вниз.
Конструктивно стабилизатор представляет собой штангу U-образной формы с изогнутыми под определенными углами концами, которая средней частью связана с кузовом, а концами – с рычагами подвески. Изготавливают стабилизаторы из отрезка цилиндрического профиля. В качестве материала используют специальную сталь, которая при скручивании способна работать как упругий элемент.
Рис. 5 Принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости
При боковых кренах и поперечных угловых колебаниях кузова концы стабилизатора перемещаются в разные стороны: один опускается, а другой поднимается. Вследствие этого средняя часть стабилизатора закручивается, начиная работать как упругий элемент, в результате чего со стороны крена стабилизатор стремится приподнять автомобиль, а с другой, сжав упругий элемент подвески, – опустить его (рис. 5). Стабилизатор не препятствует вертикальным и продольным угловым колебаниям кузова, при которых он свободно поворачивается в своих опорах. Так обеспечивается выравнивание автомобиля по отношению к плоскости дороги.
1.2 Подвески легковых автомобилей Подвеска Макферсон
Подвеска МакФерсона (рис. 6) представляет собой подвеску колеса, состоящую из одного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости и блока из пружинного элемента и амортизатора телескопического типа, называемого качающейся свечой, в связи с тем, что он закреплен в верхней части к кузову при помощи упругого шарнира и может качаться при движении колеса вверх-вниз.
Это наиболее широко применяемая система независимой подвески для передней подвески автомобилей небольших и средних размеров. Также она нашла применение и на тяжелых самосвалах.
Её особенностью является возможность совмещения в стойке функций направляющего и гасящего устройств, что приводит к упрощению конструкции и снижению массы подвески по сравнению с подвеской на двух поперечных рычагах. Также преимущества этой подвески: небольшое по объёму занимаемое пространство (большое подкапотное пространство и, как следствие, возможность разместить большой двигатель), меньшие по величине силы в местах присоединения к кузову, положение мгновенного центра крена подвески может быть достаточно высокое, что уменьшает высоту крена и снижает жесткость стабилизатора поперечной устойчивости. а также возможность осуществления больших ходов, что является, пожалуй, основным преимуществом и причиной её применения на переднем мосту.
К её недостаткам можно отнести: несколько худшие кинематические параметры, чем у подвески на двойных поперечных рычагах, трудности, связанные с обеспечением изоляции от дорожных шумов и вибраций, длинные рулевые тяги при верхнем расположении реечного рулевого механизма, меньшая компенсация дифферента при торможении. Но в связи с технологичностью и дешевизной данный тип подвески получил очень большое распространение в современном автомобилестроении.
Преимущества:
Простота конструкции;
Невысокие неподрессоренные массы;
Невысокая стоимость.
Недостатки:
Несколько худшие кинематические параметры, чем у двухрычажной подвески;
Трудности с изоляцией от дорожных вибрации.
Рис. 6 Подвеска Макферсон
Однорычажная подвеска
Однорычажная подвеска (рис. 3) – самая простая по конструкции независимая подвеска. Её недостаток заключается в значительном изменении размера колеи и плоскости вращения колеса, что приводит к гироскопическому эффекту, приводящий к колебаниям колес относительно оси поворота, поэтому такой тип подвески не применяется для передних управляемых колес.
Преимущества:
Невысокая стоимость;
Небольшие неподрессоренные массы.
Недостатки:
Плохая кинематика колес.
Двухрычажная подвеска
Подвеска на двойных поперечных рычагах (рис. 7) широко используется в качестве передней подвески небольших грузовых автомобилей и передней и задней подвески легковых автомобилей. В этой подвеске есть два поперечных рычага, имеющих поворотные опоры (сайлент-блоки) на раме, балке или кузове. Внутренние концы рычагов подвижно закреплены на несущей системе автомобиля, а наружные, в случае передней подвески, соединяются с помощью шаровых опор с поворотным кулаком.
У большинства современных систем подвески рычаги выполняются непараллельными и неодинаковой длины (обычно с коротким верхним и длинным нижним). Это вызывает минимальные поперечные перемещения колеса, а также незначительные угловые перемещения при ходе вверх и вниз.
Подвеска считается, по сравнению с другими видами подвесок, наиболее совершенной с точки зрения кинематики и как следствие очень распространено ее использование на спортивных и гоночных автомобилях.
Преимущества:
Хорошая кинематика колес;
Низкая неподрессоренная масса.
Недостатки:
Повышенная стоимость;
Трудности в обеспечении передней зоны деформации кузова с заданным поглощением энергии.
Рис. 7 Подвеска на двойных поперечных рычагах
Многорычажная подвеска
Многорычажная подвеска (рис. 8) несколько напоминают двухрычажную подвеску и имеют все ее положительные качества. Эти подвески более сложны и боле дороги, но обеспечивают большую плавность хода и лучшую управляемость автомобиля. Большое количеств элементов - сайлент-блоков и шаровых шарниров хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес.
Многорычажная подвеска дает стабильный контакт колес с любым покрытием на дороге и четкий контроль автомобиля при изменениях направления движения.
Преимущества:
Наиболее наилучшая кинематика колес;
Хорошие демпфирующие свойства;
Низкая неподрессоренная масса.
Недостатки:
Высокая стоимость.
Рис. 8 Многорычажная подвеска
Задняя зависимая подвеска
Задняя зависимая подвеска (рис. 9): задняя подвеска с цилиндрическими пружинами. В этом случае балка заднего моста "подвешивается" на двух винтовых пружинах и дополнительно крепится к кузову при помощи четырех продольных рычагов. Кроме этого, для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода устанавливается поперечная реактивная штанга.
Основным недостатком этого типа подвески является значительная масса балки заднего моста. Этот показатель особенно возрастает, когда мост выполняется ведущим: приходится "нагружать" балку весом картера главной передачи, редуктора и т.п. А приводит все это к возрастанию так называемых неподрессоренных масс, из-за чего значительно ухудшается плавность хода и появляются вибрации.
Преимущества:
Невысокая стоимость.
Недостатки:
Значительная масса балки заднего моста (высокая неподрессоренная масса);
Плохая кинематика колес.
Рис. 9 Зависимая пружинная подвеска
Полунезависимая подвеска
В отдельный класс также можно выделить полунезависимую подвеску (рис. 10). По-другому её можно назвать: подвеска с закручивающейся балкой. Конструктивно она выполняется в виде двух продольных рычагов, которые соединены посередине балкой. Как правило, это задняя подвеска недорогих переднеприводных автомобилей.
Преимущества:
Небольшие неподрессоренные массы;
Невысокая стоимость;
Оптимальная кинематика колес.
Недостатки:
Применяется только на не ведущем заднем мосту.
Рис. 10 Полунезависимая подвеска
Подвеска "ДеДион"
Стремясь как можно больше "облегчить" задний мост, инженеры многих автомобильных компаний начали применять подвеску типа "ДеДион" (рис. 11). Главное ее отличие - картер главной передачи теперь отделен от балки моста и прикреплен непосредственно к кузову. Теперь крутящий момент передается от двигателя автомобиля к ведущим колесам через полуоси, качающиеся на шарнирах равных угловых скоростей. Этот тип подвески может быть как зависимым, так и независимым.
Преимущества:
Небольшие неподрессоренные массы.
Недостатки:
Высокая стоимость
Рис. 11 Подвеска "ДеДион":
1 – амортизатор; 2 – витая пружина; 3 – приводной вал; 4 – тормозной диск; 5 – дифференциал (закреплен на раме); 6 – задний рычаг; 7 – шлицевая муфта; 8 – поперечный рычаг; 9 – неразрезная балка; 10 – верхний рычаг.