ПОДВЕСКА
Подвеска автомобиля обеспечивает упругое соединение
несущей системы (рамы, кузова) с колесами автомобиля. К
подвескам автомобиля предъявляют следующие требования:
• обеспечение плавности хода;
• обеспечение движения по дорожному полотну без ударов
в ограничитель;
• ограничение поперечного крена автомобиля;
• согласование перемещения управляемых колес;
• обеспечение затухания колебаний кузова и колес;
• постоянство колеи, углов установки колес;
• надежная передача от колес к кузову продольных и
поперечных сил.
По характеру взаимодействия колес и кузова при движении
автомобиля все подвески делятся на зависимые и независимые
Зависимая подвеска имеет жесткую связь между колесной
парой, в результате чего перемещение одного из колес в
поперечной плоскости автомобиля передается другому и
вызывает крен автомобиля.
Независимая подвеска характеризуется отсутствием жесткой
связи между колесами одного моста (оси), каждое колесо
подвешено к раме (кузову) независимо от другого. В
результате наезда одного колеса на неровности дорожного
полотна поперечные перемещения его не передаются другому
колесу, тем самым уменьшается возможность наклона
кузова и повышается в целом устойчивость автомобиля при
движении.
Зависимые (автономные) подвески применяют для двухосных
автомобилей и автобусов, редко для легковых автомобилей.
Зависимые (балансированные) подвески применяют
для подрессоривания двух близко расположенных мостов,
например, на трехосных автомобилях.
При установке пневматических и гидравлических подвесок
создаются условия для возможности регулирования высоты
пола или дорожного просвета. Комбинированные подвески
состоят из основного и дополнительного элементов для
корректирования упругой характеристики. Например, листовая
рессора и пружины, резиновые или пневматические
дополнительные элементы.
В самом общем случае подвеска автомобиля состоит из:
• упругого элемента, в роли которого используются: металлические
— листовые рессоры; цилиндрические
пружины; стержни, работающие на скручивание (торсионы)
или неметаллические элементы, обеспечивающие
работу подвески за счет упругости резины, сжатого
воздуха или жидкости; комбинированные упругие
элементы, состоящие из металлических и неметаллических
материалов;
• направляющего устройства,
обеспечивающего передачу
толкающих, тормозных и боковых усилий от колес
на раму (кузов) автомобиля. При пружинной подвеске — это рычаги и штанги; при рессорной — сама листовая
рессора;
• гасящего элемента,
предназначенного для гашения
амплитуды колебаний кузова и колес при наезде на
неровности дорожного полотна, с этой целью на автомобилях
применяют жидкостные амортизаторы.
Устройство зависимой подвески.
В качестве упругих элементов используются продольные
полуэллиптические рессоры, работающие совместно с гидравлическими
амортизаторами.
Рессора передней подвески состоит из пакета
стальных упругих листов различной длины, скрепленных
между собой хомутами и прикрепленных к балке переднего
моста стремянками. К лонжерону рамы концы коренного
листа прикреплены с помощью кронштейнов с резиновыми
подушками. Для облегчения вертикального хода подвески
передний конец рессоры зафиксирован в кронштейне, а задний
конец рессоры имеет возможность перемешаться при ее
прогибах продольно в резиновой подушке кронштейна.
Рессора задней подвески крепится к лонжерону
рамы иначе, чем передняя. Передний конец рессоры шарнирно
через палец соединен с рамой. Такое соединение обеспечивает
передачу продольных усилий при движении автомобиля.
Задний конец рессоры свободно перемещается в
продольном направлении между сухарями кронштейна при
прогибах рессоры. На верхнюю часть основной рессоры стремянками
закреплена дополнительная рессора, концы которой
располагаются возле опорных кронштейнов. В нагруженном
состоянии концы дополнительной рессоры упираются в
кронштейны основной рессоры, и они вместе несут нагрузку
на автомобиль. Без нагрузки дополнительные рессоры не работают.
На легковых автомобилях с рессорной подвеской дополнительные
рессоры не применяют.
Устройство независимой подвески.
На легковых автомобилях применяется независимая подвеска
передних колес, когда вертикальное перемещение одного
из колес не зависит от другого. На автомобилях с классической
схемой компоновки устанавливаются рычажно-пружинные
бесшкворневые (ВАЗ, АЗЛК) или шкворневые (ГАЗ)
подвески.
Двухрычажная бесшкворневая подвеска передних
колес состоит из:
• верхнего и нижнего рычагов, крепящихся с одной стороны
на осях к кузову автомобиля (ВАЗ) или к опоре
поперечины (АЗЛК) и к поперечине подвески, а с другой
стороны — при помощи верхнего и нижнего шаровых
шарниров к поворотной стойке колеса;
• спиральной цилиндрической пружины,
которая размещена
между нижним рычагом и кузовом (ВАЗ) или
поперечиной подвески (АЗЛК);
• амортизатора, установленного внутри пружины;
• стабилизатора поперечной устойчивости,
который ограничивает
боковой крен и поперечные колебания кузова
автомобиля. При возникновении бокового крена
кузова стержень стабилизатора закручивается и силой
упругости стремится выправить положение кузова.
Однорычажная подвеска типа «Мак-Ферсон»
применяется на переднеприводных автомобилях. Состоит из:
• телескопической
гидравлической амортизационной
стойки, которая является основным элементом подвески,
она выполняет функции направляющего устройства,
определяющего перемещение колеса относитель
• спиральной цилиндрической пружины;
• поперечного рычага;
• стабилизатора поперечной устойчивости.
Преимуществами подвески передних колес типа «МакФерсон
» является простота ее конструкции, компактность,
значительное расстояние между опорами пружин, снижающее
передаваемое от них на кузов усилие, минимальное число
шарнирных соединений в подвеске.
Характерной особенностью передней подвески переднеприводных
автомобилей является близкое к нулю или даже
отрицательное (автомобили АЗЛК) значения углов развала
и схождения колес. Расположение передних колес под такими
углами обеспечивает их параллельность при движении,
когда на них передается крутящий момент от двигателя автомобиля.
В отличие от переднеприводных подвеска колес автомобилей
с классической схемой компоновки имеет положительное
значение развала и схождения колес.
Амортизаторы
При наезде колес автомобиля на неровности дорожного
покрытия возникают колебания кузова, которые продолжаются
некоторое время после соприкосновения колеса с препятствием.
Для гашения этих колебаний в конструкции подвески
предусматриваются амортизаторы, преимущественно
жидкостные телескопического типа.
Принцип работы амортизатора основан на сопротивлении
протеканию жидкости из одной полости амортизатора в
другую через узкие каналы. Применяются телескопические
амортизаторы двойного действия, которые оказывают сопротивление
(гасят колебания) при сжатии и ходе отдачи рессор
(пружины).
Устройство телескопического амортизатора.
Амортизатор состоит из:
• кожуха (цилиндрического резервуара);
• цилиндра с днищем;
• поршня со штоком;
Телескопический гидравлический амортизатор
• направляющей втулки с уплотнениями;
• впускного клапана;
• клапана сжатия с пружиной;
• клапана отдачи с пружиной;
• перепускного клапана.
При прогибе рессоры (сжатии пружины) происходит сжатие
амортизатора, поршень под действием штока перемещается
вниз, и жидкость через перепускной клапан перетекает
в полость над поршнем. Так как в этой полости находится
шток, занимающий определенный объем, и вся жидкость
здесь поместиться не может, то часть ее из полости под поршнем,
преодолевая сопротивление пружины, откроет клапан
сжатия и перетечет в полость между кожухом и стенкой
цилиндра. Сопротивление перетеканию жидкости, создаваемое
клапанами и каналами, обеспечивает необходимое сопротивление
амортизатора при сжатии.
При ходе отдачи (рессоры или пружины) амортизатор
растягивается, и в полости над поршнем создается давление,
под действием которого перепускной клапан закрывается
и в поршне открывается клапан отдачи, часть жидкости
поступает в полость под поршнем. Кроме того, часть жидкости
из резервуара поступает в ту же полость через впускной
клапан. Сопротивление перетеканию жидкости при ходе
отдачи больше, чем при сжатии, в 2-3 раза, что достигается
подбором сечения отверстий клапанов и силы сжатия их
пружин.
Амортизаторы для передней и задней подвесок одного и
того же автомобиля не имеют принципиальных отличий, но
могут различаться ходом и длиной штоков, а также конструкцией
крепления амортизатора к деталям кузова и подвески.
Для заполнения амортизаторов применяют: масло АУ,
или смесь из 50% трансформаторного и 50% турбинного
масла, или амортизационную жидкость АЖ-12Т.