Виды подвесок автомобиля

Любой автомобиль состоит из ряда составляющих, каждая их которых выполняет свои функции. Двигатель преобразовывает энергию в механическое движение, трансмиссия позволяет менять тяговое усилие и крутящий момент, а также передавать его дальше, ходовая часть обеспечивает перемещение авто. Последняя составляющая состоит из нескольких компонентов, среди которых и подвеска.

Назначение, основные составляющие

Подвеска в автомобиле выполняет ряд важнейших функций:

• Обеспечивает упругое крепление колес к кузову (что позволяет им перемещаться относительно несущей части);
• Гасит колебания, получаемые колесами от дороги (тем самым достигается плавность хода авто);
• Обеспечивает постоянный контакт колеса с дорожным полотном (сказывается на управляемости и устойчивости);

С момента появления первого авто и по наше время было разработано несколько видов этой составляющей ходовой части. Но при этом создать идеальное решение, которое устраивало бы по всем параметрам и показателям так и не удалось. Поэтому из всех существующих типов подвесок автомобиля выделить какую-то одну невозможно. Ведь в каждой из них имеются свои положительные и отрицательные стороны, которые и предопределяют их использование.

В целом любая подвеска включает в себя три основных составляющих, каждая из которых выполняет свои функции:

1. Упругие элементы.
2. Демпфирующие.
3. Направляющие системы.

В задачу упругих элементов входит восприятие всех ударных нагрузок и плавная передача их на кузов. Дополнительно обеспечивают постоянный контакт колеса с дорогой. К этим элементам относятся пружины, торсионы, рессоры. Ввиду того, что последний тип – рессоры, практически сейчас не используются, далее рассматривать подвеску, в которой они использовались – не будем.

Наибольшее распространение в качестве упругих элементов получили витые пружины. На грузовых же авто нередко используется еще один вид – пневмоподушки.

Витые пружины подвески

Демпфирующие элементы используются в конструкции для гашения колебаний упругих элементов путем их поглощения и рассеивания, что предотвращает раскачивание кузова во время работы подвески. Эту задачу выполняют амортизаторы.

Передний и задний амортизаторы

Направляющие системы связывают колесо с несущей частью, обеспечивают возможность перемещения по требуемой траектории, при этом с удержанием его в заданном положении относительно кузова. К этим элементам относятся всевозможные рычаги, тяги, балки, и все остальные компоненты, принимающие участие создании подвижных соединений (сайлент-блоки, шаровые опоры, втулки и т. д.).

Хоть все перечисленные составляющие характерны для всех существующих типов подвесок автомобиля, но конструктивное исполнение этого компонента ходовой части – разное. Причем разница в устройстве оказывает влияние на эксплуатационные, технические параметры и характеристики.

В целом все использующиеся сейчас типы подвесок автомобиля делятся на две категории – зависимые и независимые. Также существует промежуточный вариант – полузависимая.

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска начала использоваться на автомобилях с момента их появления и «перекочевала» она на авто с конных повозок. И хоть за время существования этот тип значительно усовершенствовался, но суть работы осталась неизменной.

Особенность этой подвести заключена в том, что колеса соединены между собой осью, и не имеют возможности перемещаться отдельно относительно друг друга. В результате передвижение одного колеса (к примеру, при попадании в яму) сопровождается смещением второго.

В заднеприводных автомобилях соединяющей осью выступает задний мост, одновременно являющийся элементом трансмиссии (в его конструкцию входит главная передача с дифференциалом и полуоси). В переднеприводных же авто применяется специальная балка.

Зависимая подвеска Dodge Ram 2009 года

Изначально в качестве упругих элементов использовались рессоры, но сейчас их уже полностью вытеснили пружины. Демпфирующим элементом в этом типе подвески выступают амортизаторы, которые могут быть установлены отдельно от упругих элементов или же располагаться с ними соосно (амортизатор установлен внутри пружины)

В верхней части амортизатор крепиться к кузову, а в нижней – к мосту или балке, то есть помимо гашения колебательных движений, он выступает еще и в качестве крепежного элемента.

Что касается направляющей системы, то в конструкции зависимой подвески она состоит из продольных рычагов и поперечной тяги.

4 продольных рычага (2 – верхних, и 2 – нижних) обеспечивают полностью предсказуемое движение оси с колесами по всем существующим направлениям. В некоторых случаях количество этих рычагов уменьшено до двух (верхние не используются). В задачу же поперечной тяги (так называемая тяга Панара) входит уменьшение кренов кузова и удержание траектории движения.

Основными достоинствами зависимой подвески такой конструкции являются простота конструкции, что сказывается на надежности. Также она обеспечивает отличное сцепление с дорожным полотном колес, но только в случае движения по ровной поверхности.

Большим недостатком этого вида является возможность потери сцепления при вхождении в повороты. При этом из-за совмещения оси с элементами трансмиссии, задний мост имеет массивную и габаритную конструкцию, для которой необходимо обеспечить достаточно много места. Ввиду этих особенностей использование такой подвески для передней оси практически невозможно, поэтому она применяется только сзади.

Использование этого типа подвески на легковых авто сейчас уже сведено к минимуму, хотя она еще встречается на грузовиках и полноразмерных рамных внедорожниках.

Независимая подвеска

Независимая подвеска отличается тем, что колеса одной оси между собой не связаны и движение одного из них не оказывает никакого влияния на другое. По сути, в этом типе для каждого колеса предусмотрен свой комплект составляющих частей – упругой, демпфирующей, направляющей. Между собой эти два комплекта практически не взаимодействуют.

Стойки Макферсона

Разработано было несколько типов независимой подвески. Одним из самых популярных видов является подвеска МакФерсона (она же – «качающаяся свеча»).

Особенность этого вида заключена в использовании так называемой амортизационной стойки, которая выполняет одновременно три функции. В состав стойки входит и амортизатор, и пружина. В нижней части этот составной элемент подвески крепиться к ступице колеса, а вверху посредством опор – к кузову, поэтому он помимо принятия и гашения колебаний еще и обеспечивает крепление колеса.

Устройство газомасляной стойки MacPherson

Также в конструкции имеется еще одни компоненты направляющей системы – поперечные рычаги, в задачу которых входит помимо обеспечения подвижного соединения колеса с кузовом еще и предотвращение его продольного перемещения.

Для борьбы с кренами кузова во время движения в конструкции подвески используется еще один элемент – стабилизатор поперечной устойчивости, который является единственным связующим звеном между подвесками двух колес одной оси. По сути, этот элемент является торсионом и принцип его работы основан на возникновении противодействующей силы при скручивании.

Подвеска со стойками МакФерсона является одной из самых распространенных и может использоваться как на передней, так и задней оси.

Она отличается сравнительно компактными размерами, простотой конструкции и надежностью, за что и получила популярность. Недостатком же ее является изменение угла развала при значительном ходе колеса относительно кузова.

Рычажный тип

Рычажные независимые подвески – тоже достаточно распространенный вариант, применяемые на автомобилях. Этот тип делится на два вида – двухрычажную и многорычажную подвески.

Конструкция двухрычажной подвески сделана так, что амортизационная стойка выполняет только свои прямые задачи – гасит колебания. Крепление же колеса полностью лежит на управляющей системе, состоящей из двух поперечных рычагов (верхнего и нижнего).

Используемые рычаги имеют А-образную форму, что обеспечивает надежное удержание колеса от продольного перемещения. К тому же они разной длины (верхний – короче), благодаря чему даже при значительных передвижениях колеса относительно кузова, угол развала не меняется.

В отличии от «МакФерсона» двухрычажная подвеска более габаритна и металлоемка, хотя чуть большее количество составных частей на надежности не сказывается, но она несколько сложнее в обслуживании.

Многорычажный тип, по сути, является доработанной двухрычажной подвеской. Вместо двух А-образных в ее конструкции используется до 10 поперечных и продольных рычагов.

Такое конструктивное решение оказывает положительное влияние на плавность хода и управляемость авто, сохранности углов положения колеса во время работы подвески, но при этом она более дорогостоящая и сложная в обслуживании. Из-за этого по применяемости она уступает стойкам МакФерсона и двухрычажному типу. Ее можно встретить на более дорогостоящих авто.

Полузависимая подвеска

Некой срединой между зависимой и независимой подвеской выступает полузависимая.

Внешне этот вид очень схож с зависимой подвеской – имеется балка (в которую не входят элементы трансмиссии), выполненная заодно с продольными рычагами, к которым крепятся колесные ступицы. То есть, и имеется ось, соединяющая два колеса. К кузову балка крепиться тоже при помощи этих же рычагов. В качестве упругих и демпфирующих элементов выступают пружины и амортизаторы.

Полузависимая подвеска с механизмом Уатта

Но в отличие от зависимой подвески, балка является торсионной и может работать на скручивание. Это позволяет в определенном диапазоне колесам независимо друг от друга перемещаться в вертикальном направлении.

Благодаря простоте конструкции и высокой надежности торсионная балка достаточно часто применяется на задних осях переднеприводных автомобилей.

Иные виды

Выше рассмотрены основные виды подвесок, применяемые на автомобилях. Но типов их несколько больше, хотя остальные сейчас не используются. Такой к примеру, является подвеска «ДеДион».

В целом, «ДеДион» отличалась не сколько конструкцией подвески, а устройством трансмиссии заднеприводных автомобилей. Суть разработки сводилась к тому, что главная передача была вынесена из конструкции заднего моста (она жестко крепилась к кузову, а передача вращения выполнялась полуосями со ШРУСами). Сама же задняя ось могла иметь как независимую, так и зависимую подвеску. Но из-за ряда негативных качеств этот тип на авто широкого распространения не получил.

Подвеска De Dion

Также стоит упомянуть об активной (она же – адаптивная) подвеске. Она не является каким-то отдельным типом, а является, по сути, независимой подвеской, и отличается от описанных выше некоторыми конструктивными нюансами.

В этой подвеске используются амортизаторы (гидравлические, пневматические или комбинированные) с электронным управлением, что позволяет в некотором роде менять параметры работы этого узла – повышать и понижать жесткость, увеличивать клиренс.

Но ввиду сложности конструкции встречается она очень редко и только на автомобилях премиум сегмента.

ПРУЖИНЫ ПОДВЕСКИ: ИНТЕРВАЛ ЗАМЕНЫ, ВИДЫ И ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется пружинами подвески автомобиля, каков их принцип работы, для чего нужны элементы и как определить износ деталей. Кроме того, расскажем про то, стоит ли менять пружины при замене амортизаторов, из чего изготавливают, какую конструкцию со строением имеют компоненты подвески того или иного транспортного средства, а также, как грамотно эксплуатировать и обслуживать данные детали. В заключении поговорим о том, что влияет на ускоренный износ деталей подвески машины, может ли амортизатор функционировать без пружины и как правильно нужно осуществлять замену этих компонентов.

Автомобильной пружиной называется один из основных элементов подвески транспортного средства, которая выполняет функции по приему энергии от шасси и обеспечению упругости ходовой во время движения. Справочно заметим, что пружина не предназначена для гашения колебаний, эти функции в автомобиле выполняет амортизатор. Отметим, что в условиях плохого состояния дорог, поломкам в значительной степени становятся подвержены именно компоненты подвески и первыми элементами, которые принимают на себя весь удар являются пружины и амортизаторы. Поэтому крайне важно при эксплуатации автомобиля на систематической основе проверять пружины на исправность и механические повреждения.

Стоит понимать, что пружины подвески транспортного средства выполняют очень важные задачи. Эти задачи заключаются в том, что шины автомобиля не способны поглощать все неровности и бороться с толчками на дороге, для этого предназначены специальные стальные энергоемкие детали, как пружины. В современных автомобилях зачастую устанавливаются витые цилиндрические пружины с довольно простыми конструктивными особенностями, но при этом с высокой степенью надежности. Данные элементы подвески крайне редко подвергаются поломкам, однако мы не должны забывать, что есть такой процесс, как усталость металла.

1. Конструкция, задачи и принцип действия пружин подвески

Пружина подвески конструктивно является очень простой, с совершенно открытым строением, без наличия в ней скрытых узлов и механизмов. Поэтому при подборе пружин для автомобиля, смотрят в первую очередь на ее параметры и свойства проволоки. Кроме того, немаловажными показателями той или иной пружины является количество витков, их плотность и общая длина всей детали. Именно эти параметры позволяют наиболее точно и правильно подобрать нужный тип пружины, который будет оптимально соответствовать характеристикам подвески автомобиля.

На сегодняшний день различают 3 основных критерия для правильного выбора пружин :

– По линейным показателям : при которой сила нагрузки пропорциональна деформации элемента. Данные критерии являются самыми простыми и наиболее популярными при подборе пружин;

– По прогрессивным показателям : при которой сила нагрузки постепенно нарастает на деталь и основной упор при вычислении параметров детали осуществляется на основе толщины, плотности и диаметра витков пружины;

– По дегрессивным показателям : при которых сила нагрузки на элемент смешанная.

Все мы знаем, что пружины всегда работают в паре амортизаторами и выполняют две главные функции единой задачи на двоих – обеспечивают плавность хода и улучшают управляемость автомобиля. Как мы отмечали ранее, пружина представляет из себя упругий элемент системы подвески автомобиля, которая принимает на себя толчки и удары при езде по дороге и обеспечивает их смягчение. Справочно заметим, что после наезда машиной на препятствие происходит отрывание колес от дороги, но автомобиль все равно остается управляемым, все это благодаря пружинам подвески.

Суть любой автомобильной пружины заключается в том, чтобы как можно быстрее вернуть на свое первоначальное место колесо после отскока и чем мягче будет элемент подвески, тем сильнее она сожмется, следовательно больше поглотит ударной энергии. Дело в том, что ударная энергия, которая воздействует на колесо очень медленно расходуется и колебания могут долго не проходить, при этом происходит еще подпитывание новыми толчками от дороги. Чтобы решить эту проблему на помощь пружинам приходят амортизаторы, задачей которых является гашение колебаний колес автомобиля. Происходит гашение колебаний с помощью преобразования толчков и направление их на кузов, а также детали подвески (рычаги, сайлентблоки).

Теперь мы знаем, что пружины не подавляют вибрации и не устраняют неровности от дороги, за это все отвечают амортизаторы. Пружины необходимы подвеске автомобиля для рассеивания или разделения воздействий от дороги, которые происходят на колеса машины. Что же такое рассеивание энергии ? Это процесс, который направлен на преодоление определенных потерь в системе, с целью распределения механических воздействий на объект, которым в нашел случае выступают колеса машины.

Принцип работы пружины заключается в том, что в тот момент, когда колесо транспортного средства попадает на неровность, витки элемента подвески подвергаются сжатию. Кстати по аналогичному принципу функционируют рессоры с торсионами. Однако у рессоров есть небольшое отличие, которое заключается в том, что они являются упругими элементами и не подавляют толчков. Также отметим, что пружина не передает всю силу на кузов машины, за подавление энергии в большей степени отвечает амортизатор.

Дек может стоит полностью отказаться от упругих элементов в подвеске и устанавливать только детали для подавления энергии? К сожалению это сделать нельзя, так как амортизаторы сами не поднимаются вверх и не возвращаются в исходное положение, особенно под нагрузкой. Как мы знаем, амортизатор является более сложной деталью, чем пружина, следовательно менее надежной и долговечной. Кстати из-за сложности конструкции, амортизатор требует более частого обслуживания и замены на новый при ухудшении качества работы элемента.

2. Стоит ли менять пружины с амортизаторами? Интервал замены

Оптимально функционировать подвеска может только при правильном взаимодействии ее элементов и конечно только в случае исправности деталей, а также полном выполнении своих функций амортизаторами с пружинами. В том момент, когда пружины обеспечивают удержание массы автомобиля, их работу или движение контролируют амортизаторы, поэтому данные компоненты полностью зависят друг от друга.

В том случае, если один из элементов функционирует не в должной степени, то он перекладывает свои функции на “соседа“. Например, если пружина сильно проседает, то происходит перегрузка работой амортизатора, который в свою очередь может из-за этого выйти из строя раньше времени. В том случае, если происходит наоборот, изношенный амортизатор не справляется со своими функциями, то он просто ограничивает возможности пружины, что приводит к раскачиванию машины во время движения.

Причины, в связи с которыми теряют свои качества амортизаторы в принципе ясны, из своего сложного устройства, а из-за чего могут терять свои свойства пружины?

На это влияет ряд факторов :

– Естественный износ или усталость металла детали;

– Повреждение поверхностного слоя детали из-за частой деформации, чрезмерной нагрузки и механического воздействия;

– Систематическая перегрузка детали и частое преодоление дорожных неровностей на скорости;

– Коррозия, а затем появление ржавчины металла, которая зачастую появляется от повышенной влажности или воздействия дорожных солевых реагентов.

Заметим, что от состояния пружин напрямую зависит эффективное удержание автомобиля на дорожном полотне, уровень негативного воздействия на амортизаторы с наконечниками, а также не слабое влияние оказывается на тормозные параметры транспортного средства. Как правило, довольно значительное влияние оказывают изношенные пружины на тормозную систему, так как просевшие детали не могут в необходимой степени нейтрализовать силу, которая возникает в процессе торможения машины.

Как рекомендуют специалисты по обслуживанию и ремонту транспортных средств, наиболее оптимально при обновлении амортизаторов производить также замену старых пружин на новые. Однако это не является дешевой процедурой. Сами по себе пружины стоят не дорого, не говоря об амортизаторах, однако нужно еще будет оплатить довольно трудоемкую работу специалистов, которая оценивается недешево. Исходя из отзывов многих автолюбителей, менять пружины с амортизаторами еще нужно потому, что определить состояние данных деталей, на примере усталости металла при помощи визуального осмотра просто невозможно.

Стоит понимать, что устанавливая новые амортизаторы, при этом не меняя старые пружины, которые при внешнем осмотре уже начинают ржаветь является ремонтом подвески наполовину. Такая установка обеспечит укорачивание срока службы амортизаторов, причем на значительный период времени. Если мы производим замену старых амортизаторов с пружинами на новые, то можно точно констатировать, что наша подвеска восстановиться до оригинального состояния. Кроме того, в дополнение наша часть затрат на обновление покроется за счет экономии на двойной оплате специалистам по ремонту, те есть не нужно будет дважды производить практически одинаковые работы.

Причины, по которым меняются пружины подвески автомобиля :

– При поломке пружины, которая зачастую происходит в самом верхнем или нижнем витке детали:

– При визуально установленной коррозии на поверхности детали;

– При повреждении металла детали, которая четко просматривается визуально;

– При снижении дорожного просвета машины;

– При неравномерном горизонте автомобиля, который отражается в разнице высоты передней и задней частей транспортного средства.

В том случае, если при осмотре и диагностике старых пружин не выявлено ничего плохого, то вполне допускается производить замену пружин при каждой 2-ой замене амортизаторов. Однако в том случае, если мы эксплуатируем автомобиль довольно часто без пассажиров и груза, то при замене амортизаторов, рекомендуется специалистами поменять правую и левую пружины местами. Нужно это для того, чтобы обновить постоянно нагруженную водительским весом левую пружину.

В заключении отметим, что пружины в паре с амортизаторами играют роль ключевых элементов подвески транспортного средства. Кроме того, стоит знать, что при плановой или внеплановой замене амортизаторов, то рекомендуется также менять пружины подвески на новые. В том случае, если состояние текущих пружин оптимальное, то их необходимо для обновления поменять местами, причем парами на ось, потому что в противном случае может возникать дисбаланс подвески, в связи с разным износом деталей, что однозначно отразится на управляемости машины.