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.
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:
- Поглощение ударов и толчков со стороны дороги для снижения нагрузок на кузов и повышения комфорта движения.
- Стабилизация автомобиля во время движения за счет обеспечения постоянного контакта шины колеса с дорожным покрытием и ограничения чрезмерных кренов кузова.
- Сохранение заданной геометрии перемещения и положения колес для сохранения точности рулевого управления во время движения и торможения.
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.
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.
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:
- Упругое устройство – воспринимает нагрузки от неровностей дорожной поверхности. Виды: пружины, рессоры, торсионы, пневмоэлементы и т.д.
- Демпфирующее устройство – гасит колебания кузова при проезде через неровности. Виды: все типы амортизаторов.
- 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.
- Стабилизатор поперечной устойчивости – уменьшает поперечный крен кузова.
- Резино-металлические шарниры – обеспечивают упругое соединение элементов подвески с кузовом. Частично амортизируют, смягчают удары и вибрации. Виды: сайлент-блоки и втулки.
- 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.
- 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.
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.
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.
- средняя управляемость.
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.
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.
Какие бывают виды ходовой части?
На транспортных средствах применяются различные типы ходовых частей. Сегодня производители выпускают автомобили со следующими подвесками:
- Зависимой;
- Полунезависимой;
- Независимой.
Зависимые подвески на сегодняшний день считаются уже отжившими свое. Их можно встретить в основном на грузовых автомобилях или автобусах. Все больше автомобильную промышленность стали завоевывать независимые подвески. Однако все типы подвесок содержат при этом и листовые, и пружинные элементы.
Зависимая подвеска: в чем особенность?
Зависимая автомобильная подвеска предназначена совершать подъем противоположного попавшего в яму колесу. Состоит такая подвеска из одной жесткой оси соединения колес автомобиля. Именно эта ось и сопряжена с кузовом авто посредством двух упругих элементов. Называются они рессорами. Располагаться они могут продольно, либо с направляющими рычагами. При продольном расположении рессоры выполняют роль управления плоскости колеса. То есть оно двигается в заданном направлении относительно автомобильного кузова. Подобная конструкция сегодня редкость и применяется в основном только на старых автомобилях ГАЗ.
Пружинная подвеска
Полунезависимая подвеска сегодня все чаще применяется на транспортных средствах. По сути, она представляет собой гибрид независимой и зависимой подвески. Здесь вместо рессор есть пружины. Работает пружинная подвеска по другому принципу. в ней происходит корректировка жесткости балки благодаря равномерному распределению сил при движении автомобиля. Нередко на такой тип подвески устанавливается электромотор. Это позволяет водителю собственными силами контролировать параметры балки. С такой подвеской в автомобилях ведущим всегда будет передний мост.
Что такое независимая подвеска?
Самой популярной подвеской сейчас считается именно независимая конструкция. Почему? Да все потому, что в ней вращение колес независимое. Благодаря такому типу подвески меньше вероятность разрушения ступицы и элементов рулевого управления при резком перепаде высоты. То есть, если одно колесо транспорта угодит в яму. Независимая подвеска удобна тем, что с ней водитель во время движения меньше чувствует все неровности. Такая конструкция очень надежная и способна выдерживать большие нагрузки. Несмотря на то, что стоимость ее дешевле, а она очень надежная, основным минусом независимой подвески можно считать возможность установки только на заднем мосту.
Подробнее о типах автомобильных подвесок пойдет речь в этом видеоролике:
Классификация и общее устройство автомобилей
Автомобиль представляет собой механическое транспортное средство, которое предназначено для перевозки грузов, людей и выполнения специальных задач.
Автомобили и автомобильные подвижные составы по назначению делятся на:
К грузовому подвижному составу относятся грузовые автомобили, автомобили-тягачи, прицепы и полуприцепы. Автомобили грузового подвижного состава в зависимости от устройства кузова и других конструктивных особенностей, определяющих область их применения, подразделяются на подвижной состав общего назначения и специализированный. Автомобили общего назначения имеют неопрокидывающийся кузов и применяются для перевозки грузов всех видов, кроссе жидких и без тары. Например:
1) самосвалы предназначены для перевозки сыпучих и вязких грунтов;
2) цистерны применяются для перевозки газообразных грузов;
3) рефрижераторы используются при перевозке скоропортящихся грузов;
4) прицепы и полуприцепы для перевозки крупногабаритных или больших партий грузов.
Специализированные грузовые автомобили имеют кузов, приспособленный для перевозки грузов определенных видов, к таким машинам относятся самосвалы, цистерны. Автомобили-тягачи представляют собой машины, предназначенные для постоянной работы с прицепами или полуприцепами; автомобиль-тягач в соединении с прицепом называют автопоездом. Кроме этого грузовой подвижной состав делится на дорожный и внедорожный. Дорожный подвижной состав предназначен для работы на дорогах общей сети, внедорожный предназначен для использования вне дорог общей сети.
Пассажирский подвижной состав в зависимости от вместимости, конструкции и назначения делится на легковые автомобили, автобусы, пассажирские прицепы и полуприцепы. Автобусы, в свою очередь, делятся на городские (внутригородские и пригородные), автобусы местного сообщения (для сельской местности), междугородные и туристические.
К пассажирским автомобилям относятся:
1) легковые автомобили, предназначенные для перевозки до 6 пассажиров;
2) автобусы для массовых перевозок пассажиров.
К специальному подвижному составу относятся автомобили, прицепы и полуприцепы, которые предназначены в основном для выполнения работ, не связанных с транспортными перевозками. К специализированному транспорту относятся пожарные автомобили, автолавки, автомобили с компрессорными установками, мусороуборочные и поливочные автомобили, автокраны, санитарные машины, машины технической помощи и т. п.
По роду потребляемого топлива и виду двигателя автомобили делятся на карбюраторные, инжекторные, дизельные, газогенераторные, газобаллонные, электрические (электромобили), паровые, газотурбинные.
Модели отечественных автомобилей принято обозначать шифром, который состоит из сокращенного наименования завода-изготовителя и шести цифр. Структура классификационного индекса имеет следующий вид:
1) название завода-изготовителя (ГАЗ, ЗИЛ, КамАЗ, АЗЛК);
2) первая цифра — номер класса автомобиля;
3) вторая цифра — номер вида автомобиля (1 — легковой, 2 — автобус, 3 — грузовой автомобиль, 4 — тягач, 5 — самосвал, 6 — цистерна, 7 — фургон, 8 — резервный номер вида, 9 — специальные автомобили);
4) третья и четвертая цифры — номер модели от 01 до 99;
5) пятая цифра — номер модификации от 1 до 9 или 0 при отсутствии модификации;
6) шестая цифра — номер экспортного варианта, номер исполнения.
Например, модель автомобиля КамАЗ-5320 можно расшифровать следующим образом:
1) КамАЗ — Камский автомобильный завод;
2) 5 — автомобиль пятого класса с полной массой от 14 до 20 тонн;
3) 3 — автомобиль грузовой;
4) 20 — номер модели автомобиля.
ВАЗ-2105 расшифровывается как:
1) ВАЗ — Волжский автомобильный завод;
2) 2 — автомобиль второго класса с рабочим объемом двигателя от 1,2 до 1,8 л;
3) 1 — автомобиль легковой;
4) 05 — номер модели автомобиля.
Автомобиль состоит из агрегатов, механизмов и систем, которые образуют шасси, кузов, двигатель.
Шасси включает в себя трансмиссию, ходовую часть и механизмы управления.
Трансмиссия служит для передачи крутящего момента от двигателя к колесам ведущих мостов, кроме этого трансмиссия изменяет крутящий момент по величине и направлению. Трансмиссия, в свою очередь, состоит из сцепления, коробки передач, карданной передачи, а также одного или нескольких ведущих мостов.
Сцепление представляет собой механизм, который позволяет кратковременно и плавно разъединить или соединить двигатель с механизмами трансмиссии.
Коробка передач представляет собой механизм, который преобразовывает по величине и направлению крутящий момент, передающийся от двигателя через сцепление. Коробка передач дает возможность автомобилю двигаться вперед и назад, а также она позволяет отключать двигатель от ведущих мостов на длительное время.
Карданная передача передает крутящий момент от коробки передач к ведущим мостам под изменяющимися углами в зависимости от неровностей дорожного покрытия.
Ведущий мост представляет собой механизм, который включает в себя главную передачу и дифференциал с полуосями.
Главная передача позволяет преобразовать крутящий момент по величине и передает его от карданной передачи через дифференциал на полуоси ведущих колес под постоянным углом.
Дифференциал — это механизм, который позволяет вращаться колесам с различной скоростью относительно друг друга в зависимости от степени сцепления их с дорожным покрытием.
Ходовая часть включает в себя раму, рессоры, амортизаторы, заднюю и переднюю передачи, колеса и шины.
Механизмы управления дают возможность изменять скорость и направление движения, а также останавливать автомобиль и удерживать его на месте. Механизмы управления включают в себя тормозную систему и рулевое управление.
Кузов грузового автомобиля включает в себя кабину водителя и платформу для размещения груза. Кроме этого к кузову также относятся крылья, облицовка, капот и брызговики. Легковые автомобили имеют несущий кузов, к которому крепятся все агрегаты и механизмы. Кузов автобуса представляет собой салон, который служит для размещения пассажиров. Кузов является одной из самых дорогостоящих частей автомобиля.
Двигатель представляет собой агрегат, который преобразует тепловую энергию, получающуюся при сгорании топлива в цилиндрах в механическую работу, в результате чего с помощью кривошипно-шатунного механизма создается крутящий момент, который используется для передвижения автомобиля.
Источник https://techautoport.ru/hodovaya-chast/podveska/podveska-avtomobilya.html
Источник https://automend.ru/articles/kakie-byvayut-vidy-hodovoj-chasti/
Источник https://avtokriminalist.ru/poleznoe/ustroystvo-avto/1008-klassifikatsiya-i-obshchee-ustrojstvo-avtomobilej
