Что такое балансирная подвеска автомобиля

Назначение, устройство и виды подвесок автомобиля

Подвеска автомобиля представляет собой совокупность элементов, обеспечивающих упругую связь между кузовом (рамой) и колесами (мостами) автомобиля. Главным образом подвеска предназначена для снижения интенсивности вибрации и динамических нагрузок (ударов, толчков), действующих на человека, перевозимый груз или элементы конструкции автомобиля при его движении по неровной дороге. В то же время она должна обеспечивать постоянный контакт колеса с дорожной поверхностью и эффективно передавать ведущее усилие и тормозную силу без отклонения колес от соответствующего положения. Правильная работа подвески делает управление автомобилем комфортным и безопасным. Несмотря на кажущуюся простоту, подвеска является одной из важнейших систем современного автомобиля и за историю своего существования претерпела значительные изменения и усовершенствования.

История появления

Попытки сделать передвижение транспортного средства мягче и комфортнее предпринимались еще в каретах. Изначально оси колес жестко крепились к корпусу, и каждая неровность дороги передавалась сидящим внутри пассажирам. Повысить уровень комфорта могли лишь мягкие подушки на сиденьях.

Зависимая подвеска с поперечным расположением рессоры

Первым способом создать упругую “прослойку” между колесами и кузовом кареты стало применение эллиптических рессор. Позже данное решение было позаимствовано и для автомобиля. Однако рессора уже стала полуэллиптической и могла устанавливаться поперечно. Автомобиль с такой подвеской плохо управлялся даже на небольшой скорости. Поэтому вскоре рессоры стали устанавливать продольно на каждое колесо.

Развитие автомобилестроения повлекло и эволюцию подвески. В настоящее время насчитываются десятки их разновидностей.

Основные функции и характеристики подвески автомобиля

У каждой подвески существуют свои особенности и рабочие качества, которые напрямую влияют на управляемость, комфорт и безопасность пассажиров. Однако любая подвеска вне зависимости от своего типа должна выполнять следующие функции:

1. Поглощение ударов и толчков со стороны дороги для снижения нагрузок на кузов и повышения комфорта движения.
2. Стабилизация автомобиля во время движения за счет обеспечения постоянного контакта шины колеса с дорожным покрытием и ограничения чрезмерных кренов кузова.
3. Сохранение заданной геометрии перемещения и положения колес для сохранения точности рулевого управления во время движения и торможения.

Дрифт-кар с жесткой подвеской

Жесткая подвеска автомобиля подходит для динамичной езды, при которой требуется мгновенная и точная реакция на действия водителя. Она обеспечивает небольшой дорожный просвет, максимальную устойчивость, сопротивляемость крену и раскачиванию кузова. Применяется в основном на спортивных автомобилях.

Автомобиль класса “Люкс” с энергоемкой подвеской

В большинстве легковых авто применяется мягкая подвеска. Она максимально сглаживает неровности, однако делает автомобиль несколько валким и хуже управляемым. Если требуется регулируемая жесткость, на автомобиль монтируется винтовая подвеска. Она представляет собой стойки-амортизаторы с изменяемой силой натяжения пружины.

Внедорожник с длинноходной подвеской

Ход подвески – расстояние от крайнего верхнего положения колеса при сжатии до крайнего нижнего при вывешивании колес. Ход подвески во многом определяет “внедорожные” возможности автомобиля. Чем больше его величина, тем большее препятствие можно преодолеть без удара об ограничитель или без провисания ведущих колес.

Устройство подвески

Любая подвеска автомобиля состоит из следующих основных элементов:

1. Упругое устройство – воспринимает нагрузки от неровностей дорожной поверхности. Виды: пружины, рессоры, торсионы, пневмоэлементы и т.д.
2. Демпфирующее устройство – гасит колебания кузова при проезде через неровности. Виды: все типы амортизаторов.
3. Направляющее устройство – обеспечивает заданное перемещение колеса относительно кузова. Виды: рычаги, поперечные и реактивные тяги, рессоры. Для изменения направления воздействия на демпфирующий элемент в спортивных подвесках pull-rod и push-rod применяются рокеры.
4. Стабилизатор поперечной устойчивости – уменьшает поперечный крен кузова.
5. Резино-металлические шарниры – обеспечивают упругое соединение элементов подвески с кузовом. Частично амортизируют, смягчают удары и вибрации. Виды: сайлент-блоки и втулки.
6. Ограничители хода подвески – ограничивают ход подвески в крайних положениях.

Классификация подвесок

В основном подвески подразделяются на два больших типа: зависимые и независимые. Данная классификация определяется кинематической схемой направляющего устройства подвески.

Зависимая подвеска

Колеса жестко связаны посредством балки или неразрезного моста. Вертикальное положение пары колес относительно общей оси не изменяется, передние колеса – поворотные. Устройство задней подвески аналогичное. Бывает рессорная, пружинная или пневматическая. В случае установки пружин или пневмобаллонов необходимо применение специальных тяг для фиксирования мостов от перемещения.

Отличия зависимой и независимой подвески

• простая и надежная в эксплуатации;
• высокая грузоподъемность.

• плохая управляемость;
• плохая устойчивость на больших скоростях;
• меньшая комфортабельность.

Независимая подвеска

Колеса могут изменять вертикальное положение относительно друг друга, оставаясь в той же плоскости.

• хорошая управляемость;
• хорошая устойчивость автомобиля;
• большая комфортабельность.

• более дорогая и сложная конструкция;
• меньшая надежность при эксплуатации.

Полузависимая подвеска

Полузависимая подвеска или торсионная балка – это промежуточное решение между зависимой и независимой подвеской. Колеса по прежнему остаются связанными, однако существует возможность их небольшого перемещения относительно друг друга. Данное свойство обеспечивается за счет упругих свойств П-образной балки, соединяющей колеса. Такая подвеска в основном применяется в качестве задней подвески бюджетных автомобилей.

Виды независимых подвесок

МакФерсон

Подвеска McPherson – самая распространенная подвеска передней оси современных автомобилей. Нижний рычаг соединен со ступицей посредством шаровой опоры. В зависимости от его конфигурации может применяться продольная реактивная тяга. К ступичному узлу крепится амортизационная стойка с пружиной, ее верхняя опора закрепляется на кузове.

Двухрычажная передняя подвеска

Поперечная тяга, закрепленная на кузове и соединяющая оба рычага, является стабилизатором, противодействует крену автомобиля. Нижнее шаровое соединение и подшипник чашки стойки-амортизатора дают возможность для поворота колеса.

Детали задней подвески выполнены по тому же принципу, отличие заключается лишь в отсутствии возможности поворота колес. Нижний рычаг заменен на продольные и поперечные тяги, фиксирующие ступицу.

• простота конструкции;
• компактность;
• надежность;
• недорогая в производстве и ремонте.

Двухрычажная передняя подвеска

Более эффективная и сложная конструкция. Верхней точкой крепления ступицы выступает второй поперечный рычаг. В качестве упругого элемента может использоваться пружина или торсион. Задняя подвеска имеет аналогичное строение. Подобная схема подвески обеспечивает лучшую управляемость автомобиля.

Пневматическая подвеска

Роль пружин в этой подвеске выполняют пневмобаллоны со сжатым воздухом. При пневматической подвеске есть возможность регулировки высоты кузова. Также она улучшает показатели плавности хода. Используется на автомобилях класса люкс.

Гидравлическая подвеска

Амортизаторы подключены к единому замкнутому контуру с гидравлической жидкостью. Гидравлическая подвеска дает возможность регулировать жесткость и высоту дорожного просвета. При наличии в автомобиле управляющей электроники, а также функции адаптивной подвески она самостоятельно подстраивается под условия дороги и вождения.

Спортивные независимые подвески

Винтовая подвеска, или койловеры – амортизационные стойки с возможностью настройки жесткости прямо на автомобиле. Благодаря резьбовому соединению нижнего упора пружины можно регулировать ее высоту, а также величину дорожного просвета.

Подвески типа push-rod и pull-rod

Данные устройства разрабатывались для гоночных автомобилей с открытыми колесами. В основе – двухрычажная схема. Основная особенность заключается в том, что демпфирующие элементы расположены внутри кузова. Конструкция данных типов подвески очень схожа, отличие заключается лишь в расположении воспринимающих нагрузку элементов.

Различие спортивных подвесок push-rod и pull-rod

Спортивная подвеска push-rod: воспринимающий нагрузку элемент – толкатель, работает на сжатие.

Спортивная подвеска pull-rod: воспринимающий нагрузку элемент работает на растяжение.

Такая конструкция снижает центр тяжести и обеспечивает лучшую устойчивость автомобиля. Подвеска pull-rod имеет более низкий центр тяжести, чем push-rod. Однако на практике их общая эффективность примерно одинакова.

Источник статьи: http://techautoport.ru/hodovaya-chast/podveska/podveska-avtomobilya.html

Балансирная подвеска задних мостов трехосных автомобилей

Если автомобиль имеет два задних ведущих моста, то подвешивать к раме на обычных рессорах каждый мост по отдельности нельзя, так как при движении по неровностям дорог, переезде канав и кюветов нагрузка может передаваться только на один мост. Это будет создавать большие нагрузки на рессоры этого моста и может привести к поломке рессор.

Необходимо, чтобы нагрузка всегда распределялась на оба моста при любых условиях движения. Этому может удовлетворять балансирная подвеска на двух продольных полуэллиптических рессорах. Она представляет собой тележку, установленную на оси, которая закреплена на раме автомобиля. Рессоры представляют собой равноплечие рычаги, а потому, согласно закону о равноплечих рычагах, качающихся на одной опоре, при наезде одного моста или даже одного колеса на препятствие нагрузка будет передаваться на оба моста в равной мере. При прогибах рессор концы их свободно скользят в опорах. Балансирная подвеска устроена следующим образом.

На лонжеронах рамы закреплены кронштейны, в которые запрессованы оси балансиров, закрытые крышками 14 (рис.16). На ось надевается башмак рессоры 12, который может вращаться на ней во втулке 17. Рессора устанавливается на балансир и крепится к нему стремянками 8. Концы рессор свободно входят в кронштейны 1, напрессованные и приваренные к кожухам среднего 23 и заднего 10 мостов. Щеки кронштейнов стягиваются опорными пальцами 2. На мостах имеются кронштейны 25 для крепления нижних реактивных штанг 9, передающих толкающие усилия. Другие концы этих штанг шарнирно соединены при помощи шаровых пальцев с кронштейнами лонжеронов рамы. Реактивные моменты передаются на раму двумя верхними реактивными штангами 11. Для ограничения хода мостов вверх и смягчения их ударов о раму на лонжеронах установлены буферы. Кронштейны балансирного устройства соединены стяжкой 22.

В крышке башмака имеется отверстие с проб кой для заливки масла. для предотвращения вытекания смазки установлены сальники 19 и 21 и кольцо 20, а для защиты узла от грязи — резиновые манжеты.

Реактивная штанга имеет с обоих концов головки, в которые вставляются шаровые пальцы с вкладышами. Головки закрываются крышками через прокладку. Смазываются шаровые пальцы через масленку. От вытекания смазка удерживается сальником. Шарниры реактивных штанг самоподжимные.

Рис.16. Задняя подвеска автомобиля:

1 — кронштейн установки рессоры среднего моста; 2 — палец опоры задней рессоры;

3 — задняя рессора; 4 — хомут; 5 — левый кронштейн задней подвески; 6 — гайка стремянки; 7 — накладка рессоры; 8 — стремянка рессоры; 9, 11 — реактивные штанги; 10-задний мост; 12 — башмак рессоры; 13 — кронштейн верхней реактивной штанги; 14 — крышка оси балансира; 15 — заглушка; 16-стяжной болт; 17- втулка башмака; 18 — упорное кольцо башмака; 19 — сальник балансирной подвески; 20 — кольцо; 21 — сальник; 22 — стяжка задней подвески; 23 — средний мост; 24 — кронштейн верхней реактивной штанги;

25 — кронштейн нижней реактивной штанги среднего моста

Амортизаторы

Плавность хода автомобиля в большой степени обусловлена работой рессор, которые воспринимают и гасят толчки от неровностей дорог. Основным недостатком рессор является большой период гашения затухающих колебаний. Для ускорения гашения колебаний рессор служат гидравлические телескопические амортизаторы двухстороннего действия. Они могут устанавливаться на передних и задних мостах или только на передних.

Амортизатор состоит из резервуара 9 (рис.17), внутри которого находится цилиндр 8. В нижний торец цилиндра запрессован корпус клапана сжатия 26. В нем смонтирован клапан сжатия, состоящий из обоймы 21, тарелки 23, дроссельного диска 24 и диска клапана 25. Впускной клапан нагружен пружиной 22. Шток амортизатора 1 проходит через защитное кольцо 2 и надежно уплотнен манжетой 4 и кольцом 6. На внутреннем конце штока гайкой 20 закреплен поршень 13. В поршне имеются два пояска отверстий, разделенных буртиками. Ряд отверстий, расположенных ближе к штоку, прикрывается дроссельным диском 14, диском клапана отдачи 15 и шайбой 16. Дальний от штока ряд отверстий выполняет роль перепускного клапана. Прикрывается этот ряд отверстий ограничительной тарелкой 10, пружиной 11 и тарелкой перепускного клапана 12. Поршень уплотняется в цилиндре кольцом 17.

Действие амортизатора основано на использовании сопротивления перетеканию жидкости через малые проходные сечения в клапанах хода сжатия и отдачи. От исправности амортизаторов в значительной степени зависит комфортабельность автомобиля и долговечность деталей кузова и шасси. Нормально работающие амортизаторы должны гасить колебания автомобиля после переезда препятствия за 1- 2 качка. Передние и задние амортизаторы сходны по устройству и работе.

Для амортизаторов используется жидкость АЖ -12Т, которой полностью заливается рабочий цилиндр 8 и часть резервуара 9. Жидкость в амортизатор должна заливаться в определенном количестве, так как при ее недостатке амортизатор работает ненормально, а при избытке может получить поломки.

Амортизатор работает следующим образом. При отсутствии нагрузки поршень 13 находится в средней части цилиндра 8. Пространство под поршнем и над ним полностью заполнено жидкостью, а резервуар 9 заполнен примерно наполовину.

При наезде колеса на дорожное препятствие ось вместе с рессорой поднимаются к раме и через проушину поднимают корпус амортизатора. За счет приближения корпуса к раме шток 1 с поршнем 13 опускаются и давят на жидкость. Под действием этого открывается перепускной клапан в поршне и жидкость перетекает в надпоршневое пространство. Вся жидкость перетечь из подпоршневогo пространства в надпоршневое не может, так как часть объема занимает шток, вводимый извне. Это приводит к тому, что под давлением открывается клапан сжатия в корпусе клапана 26 и часть жидкости перетекает в резервуар 9.

При ходе отдачи происходит обратное. Поршень амортизатора поднимается, вытесняя через клапан отдачи жидкость в подпоршневое пространство, но теперь под поршнем жидкости оказывается недостаточно, и там создается разрежение. Под действием этого разрежения открывается клапан отдачи, сжимая пружину 19, и жидкость из резервуара 9 компенсирует недостаток жидкости под поршнем.

Степень открытия клапанов сжатия и отдачи зависит от скорости перемещения поршня, а следовательно, от величины ударной нагрузки на ось автомобиля. Чем больше сила удара, тем на большую величину открываются клапаны и быстрее перепускают жидкость.

Применяемые амортизаторы двухстороннего действия имеют несимметрическую характеристику: сила сопротивления во время хода сжатия растет медленнее, чем при ходе отдачи. Эта разность может составлять 20..50%.

1. Расскажите о назначении подвески автомобиля и ее типах.

2. Как устроена и работает зависимая подвеска колес?

3. Расскажите об устройстве, работе и преимуществах независимой подвески

передних колес легковых автомобилей.

4. Перечислите типы рессор и способы их крепления к раме и осям.

5. Расскажите об устройстве передней и задней рессорных подвесок грузовых

6. Расскажите о назначении, устройстве и работе гидравлического

амортизатора двойного действия.

7. Каковы назначение и принцип работы стабилизатора поперечной

устойчивости передней оси?

8. Расскажите о назначении, устройстве и принципе работы стабилизатора

поперечной устойчивости задней оси.

9. Как устроена и работает независимая подвеска задних колес?

5.Закрепление нового материала:

1. Выдаю учебный элемент № . Изучаем и отвечаем.

2. Разбираем правильность ответов.

3. Выставляем оценки.

6.Задание на дом:

1. заполнить тетрадь для лабораторных работ по пройденной теме.

2. Повторить пройденный материал.

3. Не забываем про конструкторские разработки.

Источник статьи: http://helpiks.org/5-105222.html