ГлавнаяРазноеОт чего зависит мягкость подвески автомобиля
Подвеска спортивного автомобиля. Часть #1: теория. От чего зависит мягкость подвески автомобиля
Спортивная подвеска автомобиля в чем особенность и отличия
Подвеска спортивного автомобиля отличается от стандартной меньшими размерами дорожного просвета, особыми настройками пружин и амортизаторов, которые направлены на придание конструкции повышенной жесткости. Мероприятия улучшают управляемость, усиливают контакт колес с поверхностью трассы. Настройки спортивной подвески могут изменяться в зависимости от типа покрытия дороги.
Функциональные элементы системы подвески
Система подвески гарантирует упругое соединение колес с кузовной частью автомобиля. Подвеска воспринимает воздействие дорожного покрытия, гася колебания. В устройстве подвески конструктивные элементы подразделяются на группы.
Демпфирующие элементы – амортизаторы.
Упругие элементы – пружины, стабилизаторы устойчивости.
Опоры стоек.
Направляющие элементы – рычаги.
Крепежные элементы.
Стопор ограничения хода.
Амортизатор (главная часть подвески) поглощает колебания корпуса авто в процессе движения. Узел обеспечивает непрерывный контакт колес и покрытия, поглощая колебания. В амортизаторе спортивного авто заключен значительный объем масла, поэтому узел отличается габаритами и снабжен выносным резервуаром, что расширяет возможности устройства. Благодаря объему масла снижается его нагрев, устраняется появление пены в масле, сохраняются рабочие показатели в условиях жары.
Пружина предназначена для удержания кузова на определенной высоте по отношению к дороге, придания мягкости, плавности перемещениям кузова. Витая пружина цилиндрической формы работает на сжатие, жесткость выбирается в зависимости от целей (ралли, езда по скоростному шоссе) и вида дороги.
Поперечный стабилизатор устойчивого положения – устраняет крен кузова на виражах, предотвращает смещение центра тяжести, повышая устойчивость машины. Для скоростных соревнований используются стабилизаторы различной жесткости, которые выбираются для передней и задней оси, исходя из конкретных дорожных условий.
Опора стойки амортизатора верхняя для спортивных авто изготавливается из металла. Узел содержит в центре шарнир сферической формы, который позволяет стойке перемещаться в трех плоскостях. Опора имеет возможность регулировки для изменения продольного и поперечного угла крена стойки.
Направляющие элементы ограничивают и направляют перемещение колеса по отношению к кузовной части.
Крепежные детали обеспечивают упругую связь системы подвески с кузовной частью.
Стопор ограничения хода служит для фиксации границ хода подвески.
Разновидности спортивных подвесок
Автомобили со спортивной подвеской эксплуатируются в условиях обычных дорог, на скоростных трассах. Спорткары оснащаются подвеской спортивного типа для соревнований.
Гонки формата «Дрэг рейсинг» (Drag racing) на короткую дистанцию в четверть мили требуют от автомобиля жесткой скоростной выкладки с агрессивным стартом. Подвеска из легкосплавных материалов специально настраивается для оптимизации контакта с покрытием во время скоростного рывка. Клиренс имеет диапазон от 65 до 100 мм, в соответствии с маркой и моделью авто. Применяется разборная стойка, пружины из стали повышенной жесткости.
Чтобы войти в поворот, набрать скорость за счет центробежной силы и выйти без потерь скорости из поворота, используется подвеска для дрифта. Система отличается повышенной жесткостью за счет увеличения диаметра стойки до 5,5 см, возможностью регулировки клиренса, доступностью регулировки жесткости амортизатора (30 позиций). Задние и передние опоры стойки позволяют регулировать развал колес.
Для участия в ралли применяется система, разработанная для дорог с проблемным покрытием. Устройство комплектуется амортизаторами в стальном корпусе с удлиненным штоком. Амортизаторы позволяют регулировать степень демпфирования. Дорожный просвет можно увеличивать на 70 мм либо уменьшать на 20 мм по отношению к базовому клиренсу.
Для кольцевых гонок применяется подвеска с регулируемым амортизатором, имеющим 36 степеней жесткости. Система оборудуется верхними опорами, позволяющими регулировать развал колес. Регулировка клиренса выполняется без демонтажа стоек, благодаря винтовому узлу «койловер», синтезированному производителем из пружины и амортизатора.
Специализированные спортивные подвески обеспечивают устойчивость автомобиля в экстремальных дорожных условиях.
Настройки спортивной подвески
Настройки подвески обеспечивают соответствие технических характеристик системы условиям эксплуатации. Грамотно выполненные настройки улучшают динамические характеристики, повышают эффективность систем и узлов авто.
Развал колес считается нулевым, если они расположены под углом 90° плоскости дороги. Для улучшения управляемости регулировкой достигается отрицательный развал, что улучшает прилегание шин к трассе, особенно при выполнении поворотов. Развал оптимизирует распределение массы и величину крена.
Схождение характеризуется разворотом колеса внутрь. Превышение допустимых величин сокращает способность к маневрам, сокращает срок службы шин.
Регулировка кастера, или степени продольного наклона поворотной оси колеса необходима для оптимизации усилий при вращении руля. Замена штатных опор под стойки специальными дает возможность регулировки кастера.
Регулировка центра крена служит для улучшения сцепления внешнего колеса с трассой при поворотах. Центр крена – точка, вокруг которой вращается спорткар при выполнении виражей. Нужный параметр достигается изменением положения рычагов.
Под развесовкой подразумевается размещение снаряженной массы между осями. Мероприятие важно для преодоления крутых поворотов и достигается снятием штатных узлов. Установка легких узлов приводит к улучшению управляемости при дрифтинге.
Настройки амортизатора позволяют изменять клиренс, что повышает устойчивость, управляемость, оптимизирует скоростные качества. Изменение вносится автоматически с помощью управляемой подвески винтового типа – койловера.
Достоинства и недостатки спортивной подвески.
Система подвески для спортивных автомобилей нашла применение в городских автомобилях. Подвесное устройство спортивного типа обладает несомненными достоинствами.
Смешение центра тяжести вниз, повышение устойчивости.
Возможность автоматической регулировки дорожного просвета без демонтажных работ.
Улучшение управляемости.
Повышение скорости.
Отсутствие проседания.
Установка система подвески спортивного типа связана с рядом неудобств.
Дороговизна установки и ремонта оборудования.
Необходимость профессионального обслуживания подвески.
Снижение комфортности при езде в автомобиле.
Низкий срок эксплуатации.
Частый ремонт в условиях плохих дорог.
Легковые автомобили комплектуются стандартными подвесками, которые дорабатываются до подвесок спортивного типа в тюнинг-центрах.Подвеска спортивного типа устанавливается на легковой автомобиль в салонах тюнинга. Спортивная подвеска повышает динамические характеристики, управляемость авто в условиях скоростных трасс и спортивных гонок.
Читайте также
podveska-avtomobilya.ru
Как сделать подвеску мягче в автомобиле
При покупке автомашины вид подвески для многих автолюбителей не является важным критерием. Они обращают внимание на комфортный салон, элегантный внешний вид и, конечно же, мощный двигатель. Другие детали незаслуженно остаются в тени. А потом через некоторое время после покупки возникает вопрос, как сделать подвеску мягче. И тут уже всё зависит от финансовых возможностей автомобилиста.Элементы подвески автомобиля
Зачем подвеску делать мягкой
В настоящее время практически все западные автомобили выпускают с мягкой подвеской, не считая внедорожников. Это обусловлено потребительским спросом. В нашей стране дела обстоят иначе. Далеко не каждая отечественная автомашина оборудована именно мягкой подвеской.
Для того чтобы понять, нужна ли вам мягкая подвеска, в первую очередь вам необходимо определиться со стилем езды, который у вас преобладает. В идеале, мягкость подвески должна соответствовать характеру водителя.
Немного о жёсткой подвеске
Если вы предпочитаете быстрый, резкий и интенсивный стиль вождения, тогда ваши потребности в скорости сможет удовлетворить жёсткая подвеска. Она сделает ваши перемещения на авто более безопасными. Вы сможете легко контролировать автомобиль при любых манёврах.
С другой стороны, вы должны понимать, что жёсткая подвеска оказывает негативное воздействие на ваш организм. Многие автолюбители из-за её долгой эксплуатации страдают от болезней позвоночника.
Видео о преимуществах мягкой подвески:
Также помните, что с жёсткой подвеской вы будете на себе чувствовать каждую яму на дороге, которых у нас вполне достаточно.
Из вышесказанного легко понять, что жёсткая подвеска не для семейного автомобиля.
Преимущества мягкости
Итак, мягкая подвеска — это в первую очередь плавное вождение. С ней вы чувствуете себя очень комфортно и уютно. Но на поворотах скорость потребуется снижать. В противном случае неизбежен крен кузова, а это уже создание аварийной ситуации. Единственным недостатком для пассажиров будет лёгкое укачивание.
Под описание стиля вождения автомашины с мягкой подвеской как нельзя лучше подходит старая, всеми любимая поговорка — тише едешь, дальше будешь.
Однако не стоит забывать, что между двумя крайностями всегда есть серединка. На сегодняшний день успешно выпускаются автомобили с подвеской средней жёсткости. Кроме этого, существует пневмоподвеска. От своих «коллег» она отличается тем, что её качественные параметры при перемещении изменяются, то есть она может при необходимости становиться более жёсткой или более мягкой.Пневмоподвеска автомобиля
Добавляем подвеске мягкости
Для решения проблемы, как на ваш вкус, с чрезмерно жёсткой подвеской вам потребуется сделать финансовые вложения. Их размер будет зависеть от того, какой вариант выхода из этой ситуации вы выберите.
Итак, если вы решили уменьшить жёсткость этой детали самостоятельно, то у вас есть следующие варианты, как смягчить подвеску:
поменять шины;
поменять пружины;
поменять амортизаторы;
установить легкоплавкие диски;
установить пневматическую подвеску.
Начнём с наиболее дешёвых вариантов. Замена пружин, или так называемых спиралей, подвески заключается в установке на место родных пружин спиралей с переменным шагом витков. Купить подобные можно практически в любом магазине автомобильных запчастей или на авторынке. Стоят они недорого, а их замена не составит особого труда и не отнимет много времени.
Далее, следует замена амортизирующих устройств. Для смягчения ходовой части автомашины установите газомасляные амортизаторы двойного действия. Они сделают ваши поездки по неровным дорогам более комфортными и приятными.
Ещё один относительно недорогой вариант смягчения — установка новых шин с мягкой боковиной. Здесь не стоит скупиться. Единственный минус такой замены — опасность при попадании на высокой скорости в большую яму. Из-за мягкой резины вы можете разорвать шину. Во избежание подобного можно установить высокопрофильную мягкую резину с меньшим радиусом.
Также вы можете купить и установить легкоплавкие диски с большим вылетом. Они значительно влияют на комфорт передвижений и управляемость автомобиля. Недостаток такой замены — быстрый выход из строя подшипников, так как легкоплавкие диски оказывают очень высокую нагрузку на них.
При желании можно выполнить сразу все четыре вышеуказанные манипуляции и установить новые шины, диски, пружины и амортизаторы. Это, без сомнения, сделает подвеску более мягкой, а вождение более комфортным.
Самый дорогостоящий и, соответственно, наиболее эффективный выход из положения — замена всей подвески на пневматическую. Это вполне реально. Такие манипуляции не желательно выполнять самостоятельно, лучше обратиться к специалистам. Работы по замене, конечно же, ударят по вашему кошельку, но её последствия полностью компенсируют денежный ущерб.Замена амортизаторов для повышения мягкости подвески
При замене подвески необходимо всегда помнить, что её балансировку проводили на заводе, где разрабатывалась конструкция автомашины. Это значит, что именно для этой модели авто она будет выполнять все свои необходимые функции. Устанавливая новую деталь и изменяя характеристики автомашины, вы не сможете так же хорошо, как и конструкторы, учесть все параметры вашей машины. Поэтому нередко замена приводит к нежелательным последствиям.
Таким образом, в условиях своего гаража смягчить подвеску вы можете, установив новые спирали, специальные амортизаторы, легкоплавкие диски или шины с мягкой боковиной. Для замены подвески на пневматическую вам понадобится помощь профессионалов. Какой из этих вариантов более эффективен и лучше всего подходит для вашего автомобиля, решать только вам самим. И вообще, перед тем как что-то менять в ходовой части автомашины, задумайтесь, а нужно ли это делать.
smotr.net
Мягкость и жесткость подвески – что важнее для комфорта?
Мягкость и жесткость подвески – что важнее для комфорта?
Практически каждый автовладелец уверен в том, что мягкая подвеска дает комфорт, а жесткая делает машину спортивнее и позволяет лучше держаться за дорогу. Но как и во многих других случаях, упрощение лишь вводит в заблуждение.
Специалисты-подвесочники могут рассказать множество интересных примеров из практики, а мне придется ограничиться лишь кратким рассказом о том, почему жестче не всегда цепче, а мягче не всегда комфортнее. Работа подвесок машины вовсе не так проста, как кажется на первый взгляд. Они выполняют множество функций, которые не вполне очевидны. Я постараюсь кратко упомянуть об основных.
А вообще, о работе подвесок написано много книг, и большинство из них очень толстые. Я попробую лишь "по верхам" обозначить основные моменты, чтобы уложиться в формат познавательной статьи.
kolesa.ru
Почему без подвески не обойтись
Даже очень ровные дороги на самом деле имеют изгиб по многим направлениям, да и сама Земля мало похожа на бесконечную плоскость. И чтобы все четыре колеса касались поверхности, они должны иметь возможность перемещения вверх и вниз. При этом крайне желательно, чтобы беговая поверхность колеса прилегала к покрытию всей своей шириной при любом положении подвески. Так что машины, у которых подвески жесткие и короткоходные, практически обречены на плохое сцепление колес с дорогой, ведь всегда одно из колес будет разгружено.
kolesa.ru
Почему подвеска должна иметь ход сжатия
Для контакта всех колес с дорогой вовсе не обязательно, чтобы подвеска могла сжиматься, достаточно того, что колеса смогут двигаться только вниз. Но при движении машины в поворотах возникают боковые силы, которые стремятся наклонить авто. Если при этом одна сторона машины сможет приподниматься, а другая не сможет опуститься, центр тяжести авто сильно сместится в сторону загруженного колеса, что в свою очередь вызовет много негативных последствий.
В первую очередь еще большую разгрузку внутреннего по отношению поворота колеса и увеличение момента крена из-за перемещения центра тяжести вверх относительно центра крена подвески (о нем ниже). И, разумеется, если у колес нет хода сжатия, то даже маленькая неровность под одним из колес должна вызывать перемещение кузова, перемещение всех остальных колес вниз со всеми связанными затратами энергии на подъем и снижением сцепления колес. Что, мягко говоря, не слишком комфортно. А еще разрушительно для кузова и деталей подвески. В общем, подвеска должна быть сбалансированной, иметь ход сжатия и ход отбоя для нормальной работы.
kolesa.ru
Почему машина кренится в поворотах
Раз уж мы определились с тем, что подвеска у машины должна быть и имеет возможность перемещения вверх-вниз, то чисто геометрически образуется некая точка, центр, вокруг которой поворачивается кузов машины при крене. Эта точка называется центром крена машины.
kolesa.ru
А сумма сил инерции, воздействующих на машину в повороте, как раз приложены к ее центру масс. Если бы он совпадал с центром крена, то в повороте никакого крена бы не было, но он обычно расположен гораздо выше, и в результате образуется кренящий машину момент. И чем выше расположен центр крена, чем ниже центр тяжести, тем он меньше. На специальных гоночных конструкциях вроде машин Формулы 1 центр тяжести помещают ниже центра крена, и тогда машина может крениться в противоположную сторону, как катер на воде.
Собственно, расположение центра крена зависит от конструкции подвески. И автомобильные инженеры неплохо научились его "поднимать" повыше, изменяя конструкцию рычагов, что в теории могло бы избавить от кренов не только низкие спортивные авто, но и достаточно высокие. Проблема в том, что подвеска, сконструированная для обеспечения "неестественно задранного" центра крена, успешно борется с наклонами кузова, но при этом плохо справляется с основной задачей - демпфированием неровностей.
Почему подвеска должна быть мягкой
Достаточно очевидно, что чем мягче подвеска, тем меньше изменение положения кузова при наезде на неровность и при крене меньше распределяется нагрузка между различными колесами. А значит, и сцепление колес с дорогой при этом не ухудшается и не расходуется энергия на перемещения центра масс машины вверх-вниз. Что же, мы нашли идеальную формулу? Но, к сожалению, не все так просто.
Во-первых у подвесок ограничены ходы сжатия, и они должны быть согласованы с изменением нагрузки на ось при загрузке машины пассажирами и багажом, и с нагрузкой, возникающей при прохождении поворотов и неровностей. Слишком мягкая подвеска при повороте сожмется так сильно, что колеса с другой стороны оторвутся от земли. Так что подвеска должна не допустить исчерпания хода сжатия с одной стороны и вывешивания колеса с другой.
Получается, что слишком мягкой подвеске быть тоже плохо… Оптимальным вариантом является сравнительно небольшой диапазон "мягкости", после чего подвески становятся жесткими, но настроить такую конструкцию тем сложнее, чем выше разница между жесткой и мягкой ее частью.
При любом перераспределении нагрузки между колесами происходит ухудшение общего сцепления колес с дорогой. Дело в том, что догрузка одних колес не компенсирует все потери при разгрузке других. А в случае вывешивания разгруженных колес увеличение сцепления на догруженной стороне не компенсирует и половины потерь.
Помимо общего ухудшения сцепления, это еще и приводит к ухудшению управляемости. Борются с этим неприятным фактором, изменяя наклон плоскости качения колеса относительно дороги — так называемый развал. В результате конструктивных мероприятий, направленных на программирование изменения развала при крене машины удается компенсировать изменение сцепления колес при поперечных нагрузках в разумном диапазоне и тем самым сделать управление машиной проще.
kolesa.ru
Почему же приходится делать подвески жестче на спортивных машинах?
На управляемости машины крайне негативно сказываются любые изменения углов установки подвески при кренах машины и задержки в откликах на управляющие воздействия из-за смещения центра тяжести. А значит, приходится делать подвески жестче, чтобы в повороте крены уменьшались.
Крайним выходом является мощный стабилизатор поперечной устойчивости — торсион, который препятствует перемещению колеса одной оси относительно другого. Но это не самый лучший способ. Да, он улучшает ситуацию с изменением углов установки колес в повороте, но зато разгружает внутреннее, по отношению к повороту, колесо, и перегружает наружное. Немного лучше просто сделать подвеску жестче. Это больше сказывается на комфорте, но зато не так разгружает внутреннее колесо.
kolesa.ru
Немалое значение амортизаторов
Помимо упругих элементов, в подвеске машины присутствуют и газовые или жидкостные амортизаторы — элементы, ответственные за гашение колебаний подвески и вывода энергии, которую машина тратит на перемещения центра масс. С их помощью можно подправить все реакции подвески на сжатие и отбой, ведь амортизатор может обеспечить в динамике куда большую жесткость, чем пружина. При этом его жесткость, в отличие от пружин, будет очень разной в зависимости от хода подвески и скорости ее перемещения.
Разумеется, совсем мягкий амортизатор не сможет выполнять свою основную задачу — гашение колебаний, машина попросту будет раскачиваться после прохождения неровности. А установка очень жесткого будет создавать эффект, схожий с установкой очень жесткой пружины, которая не хочет сжиматься и тем самым увеличивает нагрузку на колесо и разгружает все остальные. Но тонкая настройка поможет уменьшить крены в поворотах и помочь пружинам, уменьшить клевки кузова при разгоне и торможении и при этом не мешать колесам проезжать мелкие неровности. И разумеется, не допускать "пробоя" подвесок при проезде жестких неровностей. В общем, воздействие на поведение машины они оказывают не меньшее, чем жесткость пружин.
kolesa.ru
Немного о комфорте и частотах колебаний
Понятно, что у машины без подвески комфорт был бы нулевой, ведь все мелкие неровности от дороги передавались бы прямо на ездоков. Бр-р. Но если подвеску сделать очень мягкой, то ситуация станет ненамного лучше — постоянная раскачка тоже крайне плохо сказывается на людях. Оказывается, человек плохо переносит колебания как с небольшой амплитудой и большой частотой от жесткой подвески, так и с большой амплитудой и с малой частотой от мягкой.
Для создания комфортных условий для пассажиров необходимо согласовать жесткость пружин, амортизаторов и покрышек так, чтобы на самых ходовых для этой машины покрытиях частоты колебаний пассажиров и уровень ускорений оставались в комфортных пределах.
Частота и амплитуда колебаний подвески важны еще и в другом аспекте — собственные частоты резонанса системы машина-подвеска-дорога не должны совпадать с возможными частотами управляющих воздействий и возмущений от дороги. Так что задача конструкторов заключается еще и в том, чтобы обойти опасные режимы как можно дальше, ведь в случае резонанса можно и машину перевернуть, и потерять управление, и просто поломать подвески.
kolesa.ru
Итак, какой должна быть подвеска?
Как это ни парадоксально, но чем мягче подвеска, тем лучше сцепление колес с дорогой. Но при этом она не должна допускать сильных кренов и изменения пятна контакта колес с дорогой. Чем хуже дороги, тем более мягкой должна быть подвеска для получения хорошего сцепления. Чем ниже коэффициент сцепления колес, тем мягче должна быть подвеска. Казалось бы, проблему может решить установка стабилизатора поперечной устойчивости, но нет, у него тоже есть свои негативные черты, он делает подвеску более "зависимой" и уменьшает ход подвески.
Так что настройка подвески остается делом для настоящих мастеров и всегда требует много времени на натурные испытания. Множество факторов затейливо переплетаются и, изменив один параметр, можно ухудшить и управляемость, и плавность хода. И не всегда жесткая подвеска делает машину быстрее, а мягкая — комфортнее. На управляемости сказывается и изменение жесткости передней и задней подвесок относительно друг друга и даже малейшее изменение характеристик жесткости амортизаторов. Надеюсь, эта статья поможет более тщательно относиться к выбору комплектующих для подвесок и предотвратит необдуманные эксперименты.
Автор: Борис Игнашин
avtomir.zahav.ru
Какая подвеска нужна вашему автомобилю
Как известно, в России две беды, и вторая всегда отражается на автомобилях, а вследствие этого — и на кошельках автолюбителей. Конечно же, от плохого дорожного покрытия страдает в первую очередь ходовая часть автомобиля: возникают неисправности в подвеске, нарушаются параметры развала-схождения колес. Поскольку изменить ситуацию с российскими дорогами у автомобилистов не получится, все их усилия направлены на объезд выбоин и усиление подвески. Наш журнал решил разобраться, какой вид подвески наиболее надежный в российских условиях?
Как известно, подвеска является связующим звеном между кузовом (или рамой) с мостами колесной базы. Вне зависимости от своего типа подвеска должна выполнять следующие условия: • обеспечение плавности хода, • минимум кренов при прохождении поворотов, • исключение сильных изменений углов установки колес, • обеспечение оптимальной величины затухания колебаний кузова и колес, • жесткость самой конструкции для передачи продольных и поперечных усилий кузову, • достаточную прочность и долговечность деталей подвески и особенно упругих элементов, относящихся к числу наиболее нагруженных частей подвески, • легкость и прочность самой конструкции.
Ясно, что все условия не могут проявляться в равной степени, поэтому автопроизводители пытаются сделать сбалансированную подвеску под определенный тип автомобиля. Семейный мини-вэн? Получай мягкий ход и посредственную управляемость! Небольшое спортивное купе? Жертвуй комфортом ради прохождения крутых виражей на большой скорости. Внедорожник? Высокий клиренс дополняется рамой и жесткой подвеской, иначе крены на поворотах будут как у моторной лодки. Но несмотря на различия в динамических и механических характеристиках того или иного типа подвески, все они имеют ограниченный ресурс. Принимая во внимание качество российских дорог, этот ресурс сокращается в 2–3 раза от рассчитанного производителем. Если в Европе амортизаторы ремонтируют в худшем случае через 150 тыс. км пробега, то российским автомобилистам приходится заглядывать под днище автомобиля уже через 70 тыс. км.
В последнее время автомобилисты чаще отдают предпочтение жесткой подвеске, да и автодилеры все чаще устанавливают на свои импортные автомобили так называемый Russian pack, в котором, кроме усиленного обогрева, увеличен дорожный просвет и «ужесточена» ходовая часть. В остальном автомобиль остается без изменений. Более жесткая подвеска имеет меньшую амплитуду хода амортизатора, хорошо справляется с мелкими неровностями и перепадами высоты на дорожном покрытии, позволяя при этом не терять управляемости.
Мягкая подвеска имеет свойство раскачиваться на небольших неровностях. Кроме того, машина сильнее «клюет» при торможениях, и ее больше кренит. Однако из-за большой длины хода амортизатора мягкая подвеска гораздо лучше проходит значительные ямы. К примеру, достаточно глубокую яму автомобиль с мягкой подвеской может проехать и не заметить, в то время как автомобилю с жесткой ходовой частью такой маневр грозит как минимум довольно быстрой деформацией колесных дисков. Именно поэтому серьезные внедорожники обычно создаются на рамной жесткой подвеске с крепкими штампованными колесами, дабы защитить кузов и колесную базу автомобиля от последствий постоянного взаимодействия жесткой подвески с колдобинами на бездорожье. Имеет значение и размер колеса: большие колеса легче справляются с маленькими неровностями.
Как показывает практика, российскому автолюбителю приходится иметь дело как с большими ямами, так и с мелкими неровностями. Какой же тип ходовой части выбрать для российских дорог?
По словам специалистов из компании «Григорий Авто», более 16 лет занимающихся ремонтом ходовой части автомобилей, подвеска любого типа нуждается в ремонте примерно с одинаковой периодичностью, будь то зубодробительная подвеска автомобилей Ульяновского автозавода или обеспечивающая комфорт и плавность хода машин компании Mersedes.
Но наиболее популярный тип подвески «Макферсон», распространенный главным образом на современных переднеприводных японских и европейских автомобилях, из-за простоты конструкции обладает несколько большей прочностью, чем более сложные системы, устанавливаемые на автомобилях среднего класса европейского производства. Кроме того, «Макферсон» вполне ремонтопригоден. Этот тип подвески на российских автосервисах знают очень хорошо. Но опытные водители рекомендуют все же на российских дорогах использовать более жесткие стойки и пружины. Почему? Потому что у жесткой подвески более короткий ход амортизатора, соответственно, меньший износ из-за небольшой амплитуды. Кроме того, по словам специалистов компании «Григорий Авто», прочное соединение кузова и подвески гарантирует хорошую управляемость на неровном дорожном полотне, коим и грешат большинство дорог в России. А действительно глубокие колдобины, с которыми мягкая подвеска справлялась бы лучше, в нашей стране встречаются все-таки реже. Да и объехать яму на автомобиле с жесткой рамой — всегда безопаснее и выгоднее, чем проехать прямо по ней.
Поэтому, если главной задачей для вас является сохранение ходовой части, жесткая подвеска — ваш выбор.
Но не стоит вдаваться в крайности, то есть не надо навешивать на обычный гражданский автомобиль детали, которые используются при сборке спортивной подвески. По словам Анны Гороховой, члена и координатора клуба No-limit Racing Club, жесткая подвеска, устанавливаемая на серьезные спортивные автомобили, рассчитана под определенные кузов, обшивку салона, шасси и так далее. Поэтому, если сделать тюнинг ходовой части городского авто по спортивным канонам, существует риск разрушения обшивки салона и деформации кузова. Кроме того, на спортивной жесткой подвеске достаточно трудно преодолеваются такие, казалось бы, легкие препятствия, как железнодорожный переезд. Поэтому все хорошо в меру. Удачи на дорогах!
www.auto-sib.com
Подвеска автомобиля - Мастерок.жж.рф
Давайте не откладывая в долгий ящик сразу же разбираться с темами мартовского стола заказов. Тем более темы довольно интересные, хотя вот уже вторая подряд про автомобили. Боюсь женской части читателей и пешеходам это не совсем по душе, но так вот случилось Слушаем тему от unis:
«Как работает подвеска автомобилей? Типы подвесок? От чего зависит жесткость хода машины? Что такое «жесткая, мягкая, упругая…» подвеска»
Рассказываем … о некоторых вариантах (а их ох как много на самом деле оказывается ! )
Подвеска осуществляет упругую связь кузова или рамы автомобиля с мостами или непосредственно с колесами, смягчая толчки и удары, возникающие при наезде колес на неровности дороги. В данной статье мы попытаемся рассмотреть наиболее популярные типы автомобильных подвесок.
1. Независимая подвеска на двух поперечных рычагах.
Два вильчатых рычага, обычно треугольных по форме, направляют качение колеса. Ось качения рычагов расположена параллельно продольной оси автомобиля. С течением времени независимая подвеска двухрычажного типа стала стандартным оборудованием автомобилей. В своё время она доказала следующие бесспорные преимущества:
+ малая неподресорная масса
+ незначительная потребность в пространстве
+ возможность корректирования управляемости автомобиля
+доступное совмещение с передним приводом
Главное преимущество такой подвески — возможность для проектировщика путём выбора определённое геометрии рычагов жёстко задать все основные установочные параметры подвески — изменение развала колёс и колеи при ходах сжатия и отбоя, высоту продольного и поперечного центров крена, и так далее. Кроме того, такая подвеска нередко полностью монтируется на крепящейся к кузову или раме поперечине, и таким образом представляет собой отдельный агрегат, который может быть целиком демонтирован с автомобиля для ремонта или замены.
С точки зрения кинематики и управляемости двойные поперечные рычаги считается наиболее оптимальным и совершенным типом, что обуславливает очень широкое распространение такой подвески на спортивных и гоночных автомобилях. В частности, все современные болиды «Формулы-1» имеют именно такую подвеску как спереди, так и сзади. Большинство спортивных автомобилей и представительских седанов в наши дни также используют этот тип подвески на обеих осях.
Достоинства: одна из самых оптимальных схем подвески и этим все сказано.
Недостатки: компоновочные ограничения, связанные с длиной поперечных рычагов (сама подвеска «отъедает» довольно большое пространство у моторного или багажного отсеков).
2. Независимая подвеска с косыми рычагами.
Ось качания расположена диагонально по отношению к продольной оси автомобиля и слегка наклонена к середине автомобиля. Подвеска этого типа не может устанавливатся на автомобили с передним приводом, хотя доказала свою эффективность на автомобилях малого и среднего класса с задним приводом.
Крепление колес на продольных или косых рычагах практически не применяется в современных автомобилях, но наличие такого типа подвески, например, в классических Porsche 911, это определенно повод для обсуждения.
Этот тип независимой подвески прост, но несовершенен. При работе такой подвески в достаточно больших пределах меняется колёсная база автомобиля, правда колея при этом остаётся постоянной. При повороте колёса в ней наклоняются вместе с кузовом существенно больше, чем в других конструкциях подвесок. Косые рычаги позволяют частично избавиться от главных недостатков подвески на продольных рычагах, но при уменьшении влияние кренов кузова на наклон колес появляется изменение колеи, что тоже сказывается на управляемости и стабильности.
Недостатки: устаревшая конструкция, крайне далекая от совершенства.
3. Независимая подвеска с качающейся осью.
В основе независимой подвески с качающейся осью лежит патент Румплера от 1903 года, который применялся «Даймлер — Бенцем» до семидесятых годов 20-го века. Левая труба полуоси жёстко соединена с корпусом главной передачи, а правая труба имеет пружинное соединение.
4. Независимая подвеска с продольными рычагами.
Независимая подвеска с продольными рычагами была запатентована Порше .Крепление колес на продольных или косых рычагах практически не применяется в современных автомобилях, но наличие такого типа подвески, например, в классических Porsche 911, это определенно повод для обсуждения. В противоположности другим решениям, преимуществом этого типа подвески представлялось то, что этот тип оси соединялся с поперечно — торсионной пружинной штангой, что создавало больше места. Проблема, однако, заключалась в том, что возникали реакции сильных поперечных колебаний автомобиля, что могло привести к потере управляемости, чем, например, «прославился» «Ситроен» модели «2 CV».
Этот тип независимой подвески прост, но несовершенен. При работе такой подвески в достаточно больших пределах меняется колёсная база автомобиля, правда колея при этом остаётся постоянной. При повороте колёса в ней наклоняются вместе с кузовом существенно больше, чем в других конструкциях подвесок. Косые рычаги позволяют частично избавиться от главных недостатков подвески на продольных рычагах, но при уменьшении влияние кренов кузова на наклон колес появляется изменение колеи, что тоже сказывается на управляемости и стабильности.
Недостатки: устаревшая конструкция, крайне далекая от совершенства.
5. Независимая подвеска с рычагом и пружинной стойкой (Мак-Ферсон).
Так называемая «подвеска Мак-Ферсон» была запатентована в 1945 году. Она представляла собой дальнейшее развитие подвески двухрычажного типа, в которой верхний управляющий рычаг был заменён на вертикальную направляющую. Пружинные стойки «Мак-Ферсон» имеют конструкции для применения как с передней, так и с задней осью. При этом ступица колеса соединяется с телескопической трубой. С передними (управляемыми) колёсами вся стойка соединяется посредством шарниров.
МакФерсон впервые применил на серийном автомобиле модели «Форд Ведет» 1948 года, выпускавшейся французским филиалом компании. Позднее она использовалась на Ford Zephyr и Ford Consul, которые также претендуют на звание первых крупносерийных автомобилей с такой подвеской, так как выпускавший Vedette завод в Пуасси первоначально испытывал большие затруднения с освоением новой модели.
Во многом аналогичные подвески разрабатывались и ранее, вплоть до самого начала XX века, в частности, очень похожий тип был разработан инженером фирмы «Фиат» Guido Fornaca в середине двадцатых годов — считается, что МакФерсон частично воспользовался его разработками.
Непосредственный предок этого типа подвески — разновидность передней подвески на двух поперечных рычагах неравной длины, в которой пружина в едином блоке с амортизатором была вынесена в пространство над верхним рычагом. Это делало подвеску более компактной, и позволяло на переднеприводном автомобиле пропустить между рычагами полуось с шарниром.
Заменив верхний рычаг с шаровой опорой и расположенной над ним блоком амортизатора и пружины на амортизаторную стойку с закреплённым на брызговике крыла поворотным шарниром, МакФерсон получил компактную, конструктивно простую и дешёвую подвеску, названную его именем, которая вскоре была применена на многих моделях компании «Форд» европейского рынка.
В оригинальном варианте такой подвески шаровой шарнир располагался на продолжении оси амортизаторной стойки, таким образом ось амортизаторной стойки была и осью поворота колеса. Позднее, например на Audi 80 и Volkswagen Passat первых поколений, шаровой шарнир стали смещать наружу к колесу, что позволяло получить меньшие, и даже отрицательные значения плеча обкатки.
Массовое распространение эта подвеска получила лишь в семидесятые годы, когда были окончательно решены технологические проблемы, в частности — массового изготовления амортизаторных стоек с необходимым ресурсом. В связи со своей технологичностью и дешевизной данный тип подвески впоследствии быстро нашёл очень широкое применение в автомобилестроении, несмотря на целый ряд недостатков.
В восьмидесятые годы наметилась тенденция к повсеместному использованию подвески макферсон, в том числе — на больших и сравнительно дорогих автомобилях. Однако впоследствии необходимость дальнейшего роста технических и потребительских качеств обусловила возврат на многих сравнительно дорогих автомобилях к подвеске на двойных поперечных рычагах, более дорогой в производстве, но имеющей лучшие параметры кинематики и повышающей ездовой комфорт.
Задняя подвеска типа «Чепмен» — вариант подвески макферсон для заднего моста.
МакФерсон создавал свою подвеску для установки на все колёса автомобиля, как передние, так и задние — в частности, именно так она была использована в проекте Chevrolet Cadet. Однако на первых серийных моделях подвеска его разработки была применена только спереди, а задняя из соображений упрощения и удешевления оставалась традиционной, зависимой с жёстким ведущим мостом на продольных рессорах.
Только в 1957 году инженер фирмы «Лотус» Колин Чепмен применил аналогичную подвеску для задних колёс модели «Лотус Элит», поэтому её в англоязычных странах принято называть «подвеской Чепмена». Но, к примеру, в Германии такой разницы не делается, и сочетание «задняя подвеска макферсон» считается вполне допустимым.
Наиболее значительными преимуществами системы является её компактность и малая неподрессорная масса. Подвеска «Мак-Ферсон» получила широкое распространение благодаря невысокой стоимости, нетрудоемкости изготовления, компактности, а также возможностям дальнейшей доработки.
6. Независимая подвеска с двумя поперечными рессорами.
В 1963 году компания «Дженерал Моторз» разработала «Корвет» с исключительным решением подвески — независимая подвеска с двумя поперечными рессорами. Раньше предпочтение отдавалось спиральным пружинам, а не рессорам. Позднее, в 1985 году, «Корвет» первых выпусков снова оборудован подвеской с поперечными рессорами, изготовленными из пластика. Однако, в общем, эти конструкции не были удачными.
7. Независимая свечная подвеска.
Этот тип подвески устанавливался на мадели ранних выпусков, например, на «Лянча-Лямбда» (1928 год). В подвесках этого типа колесо вместе с поворотным кулаком перемещается вдоль вертикальной направляющей, смонтированной внутри колёсного кожуха. Внутри или снаружи этой направляющей установлена винтовая пружина. Эта конструкция, однако, не обеспечивает положения колёс, необходимого для оптимального контакта с дорожным покрытием и управляемости.
Самый распространённый в наши дни тип независимой подвески легкового автомобиля. Характеризуется простотой, дешевизной, компактностью и сравнительно неплохой кинематикой.
Это подвеска на направляющей стойке и одном поперечном рычаге, иногда с дополнительным продольным рычагом. Основной идеей при проектировании этой схемы подвески были отнюдь не управляемость и комфорт, а компактность и простота. При довольно средних показателях, помноженных на необходимость серьезного усиления места крепления стойки к кузову и довольно серьезную проблему передаваемых на кузов дорожных шумов (и еще целым ворохом недостатков), подвеска оказалась настолько технологична и настолько пришлась по душе компоновщикам, что до сих пор применяется практически повсеместно. Фактически, только эта подвеска позволяет конструкторам располагать силовой агрегат поперечно. Подвеска макферсон может использоваться как для передних, так и для задних колёс. Однако в англоязычных странах аналогичную подвеску задних колёс принято называть «подвеской Чепмена». Так же эту подвеску иногда называют термином «свечная подвеска» или «качающаяся свеча». На сегодняшний день наблюдается тенденция к переходу от классического макферсон к схеме с дополнительным верхним поперечным рычагом (получается некий гибрид макферсон и подвески на поперечных рычагах), что позволяет, сохранив относительную компактность, серьезно улучшить показатели управляемости.
Достоинства: простота, дешевизна, малые неподрессоренные массы, удачная схема для различных компоновочных решений в малых пространствах.
Недостатки: шумность, низкая надежность, малая компенсация крена («клевка» при торможении и «приседания» при разгоне).
8. Зависимая подвеска.
Зависимая подвеска в основном применяется для задней оси. В качестве передней подвески она применена на «джипах». Этот тип подвески был основным до примерно тридцатых годов 20-го века. В их комплектацию также входили рессоры с спиральные пружины. Проблемы, связанные с этим типом подвески, касаются большой массы неподрессорнных деталей, особенно для осей ведущих колёс, а также невозможности обеспечить оптимальные углы установки колёс.
Самый старый тип подвески. Историю свою ведет еще от телег и повозок. Основной принцип ее заключается в том, что колеса одной оси связаны между собой жесткой балкой, называемой чаще всего «мостом».
В большинстве случаев, если не касаться экзотических схем, мост может быть закреплен как на рессорах (надежно, но не комфортно, довольно посредственная управляемость), так и на пружинах и направляющих рычагах (лишь чуть менее надежно, зато комфорта и управляемости становится сильно больше). Применяется там, где требуется что-то действительно крепкое. Ведь крепче стальной трубы, в которую запрятаны, например, приводные полуоси, пока еще ничего не придумано. В современных легковых автомобилях практически не встречается, хотя исключения есть. Ford Mustang, например. Во внедорожниках и пикапах применяется чаще (Jeep Wrangler, Land Rover Defender, Mercedes Benz G-Class, Ford Ranger, Mazda BT-50 и так далее), но тенденция к всеобщему переходу на независимые схемы видна невооруженным взглядом — управляемость и скорость сейчас востребованы больше, чем «бронебойность» конструкции.
Достоинства: надежность, надежность, надежность и еще раз надежность, простота конструкции, неизменные колея и дорожный просвет (на бездорожье это плюс, а не минус, как почему-то многие считают), большие хода, позволяющие преодолевать серьезные препятствия.
Недостатки: При отработке неровностей и в поворотах колеса всегда движутся вместе (они жестко связаны), что, в совокупности с высокими неподрессоренные массами (мост тяжелый — это аксиома), не лучшим образом сказывается на стабильности движения и управляемости.
На поперечной рессоре
Этот очень простой и дешёвый тип подвески широко применялся в первые десятилетия развития автомобиля, но по мере роста скоростей движения почти совершенно вышел из употребления.Подвеска состояла из неразрезной балки моста (ведущего или не ведущего) и расположенной над ним полуэллиптической поперечной рессоры. В подвеске ведущего моста возникала необходимость размещения его массивного редуктора, поэтому поперечная рессора имела форму прописной буквы «Л». Для уменьшения податливости рессоры использовались продольные реактивные тяги.Этот тип подвески наиболее известен по автомобилям Ford T и Ford A/ ГАЗ-А. На автомобилях «Форд» этот тип подвески использовался вплоть до модели 1948 года (включительно). Инженеры ГАЗ-а же отказались от него уже на модели ГАЗ-М-1, созданной на основе Ford B, но имевшей полностью переработанную подвеску на продольных рессорах. Отказ от такого типа подвески на поперечной рессоре в данном случае был связан в наибольшей степени с тем, что она, по опыту эксплуатации ГАЗ-А, обладала недостаточной живучестью на отечественных дорогах.
На продольных рессорах
Это, самый древний вариант подвески. В ней балка моста подвешена на двух продольно ориентированных рессорах. Мост может быть как ведущим, так и не ведущим, и расположен как над рессорой (обычно на легковых автомобилях), так и под ней (грузовики, автобусы, внедорожники). Как правило крепление моста к рессоре осуществляется при помощи металлических хомутов примерно в её середине (но обычно с небольшим смещением вперёд).
Рессора в её классическом виде представляет собой пакет из упругих металлических листов, соединённых хомутами. Лист, на котором расположены ушки крепления рессоры, называется коренным — как правило, его делают самым толстым.В последние десятилетия наблюдается переход к мало- или даже однолистовым рессорам, иногда для них используются неметаллические композитные материалы (углепластики и так далее).
С направляющими рычагами
Существуют самые различные схемы таких подвесок с различным количеством и расположением рычагов. Часто применяется показанная на рисунке пятирычажная зависимая подвеска с тягой Панара. Её преимущество в том, что рычаги жёстко и предсказуемо задают движение ведущего моста по всем направлениям — вертикальном, продольном и боковом.
Более примитивные варианты имеют меньшее число рычагов. Если рычага всего два, при работе подвески они перекашиваются, что требует либо их собственной податливости (например, на некоторых «Фиатах» начала шестидесятых годов и английских спорткарах рычаги в пружинной задней подвеске делались упругими, пластинчатыми, по сути — аналогичными четверть-эллиптическим рессорам), либо особого шарнирного соединения рычагов с балкой, либо податливости самой балки на кручение (так называемая торсионно-рычажная подвеска с сопряжёнными рычагами, до сих пор широко распространённая на переднеприводных автомобиляхВ качестве упругих элементов могут использоваться как витые пружины, так и например пневмобаллоны (особенно на грузовиках и автобусах, а также — влоурайдерах). В последнем случае требуется жёсткое задание движения направляющего аппарата подвески по всем направлениям, так как пневмобаллоны не способны воспринимать даже небольшие поперечные и продольные нагрузки.
9. Зависимая подвеска типа «Де-Дион».
Фирма «Де Дион-Бутон» в 1896 году разработала конструкцию задней оси, которая позволяла разделить корпус дифференциала и ось. В подвески конструкции «Де Дион-Бутон» крутящий момент воспринимался днищем кузова автомобиля, а на жёсткой оси крепились ведущие колёса. При данной конструкции масса неамортизируемых деталей значительно сокращалась. Такой тип подвески широко применяла фирма «Альфа Ромео». Само собой разумеется, что такая подвеска может работать только на задней ведущей оси.
Подвеска «Де Дион» в схематичном изображении: голубой — неразрезная балка подвески, жёлтый — главная передача с дифференциалом, красный — полуоси, зелёный — шарниры на них, оранжевый — рама или кузов.
Подвеску «Де Дион» можно охарактеризовать как промежуточный тип между зависимыми и независимыми подвесками. Этот тип подвески может использоваться только на ведущих мостах, точнее говоря, только ведущий мост может иметь тип подвески «Де Дион», так как она была разработана как альтернатива неразрезному ведущему мосту и подразумевает наличие на оси ведущих колёс.В подвеске «Де Дион» колёса соединены сравнительно лёгкой, так или иначе подрессоренной неразрезной балкой, а редуктор главной передачи неподвижно крепится к раме или кузову и передаёт вращение на колёса через полуоси с двумя шарнирами на каждой.Это позволяет свести к минимуму неподрессоренные массы (даже по сравнению со многими видами независимой подвески). Иногда для улучшения этого эффекта даже тормозные механизмы переносят к дифференциалу, оставляя неподрессоренными лишь ступицы колёс и сами колёса.При работе такой подвески изменяется длина полуосей, что вынуждает выполнять их с подвижными в продольном направлении шарнирами равных угловых скоростей (как на переднеприводных автомобилях). На английском Rover 3500 использовались обычные карданные шарниры, и для компенсации балку подвески пришлось выполнить с уникальной конструкции скользящим шарниром, позволявшим ей увеличивать или уменьшать свою ширину на несколько сантиметров при сжатии и отбое подвески.«Де Дион» является технически весьма совершенным типом подвески, и по кинематическим параметрам превосходит даже многие виды независимых, уступая лучшим из них лишь на неровной дороге, и то по отдельным показателям. При этом и себестоимость его достаточно высока (выше, чем у многих типов независимой подвески), поэтому применяется она сравнительно редко, обычно — на спортивных автомобилях. Например, такую подвеску имели многие модели Alfa Romeo. Из недавних автомобилей с такой подвеской можно назвать Smart.
10. Зависимая подвеска с дышлом.
Эта подвеска может быть рассмотрена, как полузависимая. В её сегодняшнем виде она была разработана в семидесятые годы для компактных автомобилей. Данный тип оси впервые был серийно установлен на «Ауди 50». Сегодня примером такого автомобиля может служить «Лянча Y10». Подвеска собрана на изогнутой впереди трубе, на обоих концах которой смонтированы колеса с подшипниками. Выступающий вперёд изгиб образует собственно дышло, закреплённое на кузове резинометаллическим подшипником. Боковые силы передают две симметричные косые реактивные штанги.
11. Зависимая подвеска со связанными рычагами.
Подвеска со связанными рычагами представляет собой ось, которая является полузависимой подвеской. Подвеска имеет жёсткие продольные рычаги, соединённые друг с другом жёстким упругим торсионом. Такая конструкция в принципе заставляет рычаги колеботься синхронно друг с другом, но за счёт закручивания торсиона даёт им некоторую степень независимости. Этот тип можно условно считать полузависимым. В этом виде подвеска применяется на модели «Фольксваген — Гольф». Вообще она имеет достаточно много разновидностей конструкции и очень широко используется для задней оси переднеприводных автомобилей.
12. Торсионная подвеска
Торсионная подвеска — это металлические торсионные валы, работающие на кручение, один конец которой крепится к шасси, а другой крепится к специальному перпендикулярно стоящему рычагу, связанному с осью. Торсионная подвеска изготавливается из термически обработанной стали, которая позволяет выдерживать значительные нагрузки при кручении. Основной принцип действия торсионной подвески — это работа на изгиб.
Торсионная балка может располагаться продольно и поперечно. Продольное расположение торсионной подвески в основном используется на больших и тяжелых грузовых автомобилях. На легковых автомобилях, как правило, используются поперечное расположение торсионных подвесок, обычно на заднем приводе. В обоих случаях торсионная подвеска обеспечивает плавность хода, регулирует крен при повороте, обеспечивает оптимальную величину затухания колебаний колес и кузова, уменьшает колебания управляемых колес.
На некоторых автомобилях торсионная подвеска используется для автоматического выравнивания с использованием мотора, который стягивает балки для придания дополнительной жесткости, в зависимости от скорости и состояния дорожного покрытия. Подвеска с регулируемой высотой может использоваться при замене колес, когда транспортное средство приподымается при помощи трех колес, а четвертое поднимается без помощи домкрата.
Основное преимущество торсионных подвесок — это долговечность, легкость в регулировании высоты и компактность по ширине транспортного средства. Она занимает значительно меньше пространства, нежели пружинные подвески. Торсионная подвеска очень легка в эксплуатации и техническом обслуживании. Если торсионная подвеска разболталась, то отрегулировать положения можно с помощью обычного гаечного ключа. Достаточно забраться под низ автомобиля и подтянуть нужные болты. Однако главное не переусердствовать, чтобы избежать излишней жесткости хода при движении. Регулировать торсионные подвески намного легче, чем регулировать пружинные подвески. Производители автомобилей меняют торсионную балку для регулирования положения движения в зависимости от веса двигателя.
Прототипом современной торсионной автомобильной подвески можно назвать устройство, которое использовалось в Фольсваген “Битл” в 30-х годах прошлого столетия. Это устройство было модернизировано чехословацким профессором Ледвинка до той конструкции, которую мы сегодня знаем, и установлена на Татре в середине 30-х годов. А в 1938 Фердинанд Порше скопировал дизайн торсионной подвески Ледвинки и внедрил ее в массовое производство KDF-Wagen.
Торсионная подвеска широко применялась на военной технике во время Второй мировой войны. После войны автомобильная торсионная подвеска применялась в основном на европейских автомобилях (в том числе легковых) таких, как Ситроен, Рено и Фольсваген. Со временем производители легковых автомобилей отказались от использования торсионных подвесок на пассажирских легковых машинах по причине сложности изготовления торсионов. В наши дни торсионная подвеска в основном используется на грузовых автомобилях и внедорожниках у таких производителей, как Форд, Додж, Дженерал Моторс и Мицубиси Паджеро.
Теперь о наиболее часто встречающихся заблуждениях.
«Пружина просела и стала мягче»:
Нет, жесткость пружины не изменяется. Изменяется только её высота. Витки становятся ближе друг к другу и машина опускается ниже.</p>
«Рессоры выпрямились, значит просели»: Нет, если рессоры прямые, это не значит что они просевшие. Например на заводском сборочном чертеже шасси УАЗ 3160, рессоры абсолютно прямые. У Хантера они имеют едва заметный для невооруженного глаза изгиб 8мм, что тоже конечно же воспринимается как «прямые рессоры». Для того чтобы определить просели рессоры или нет, можно замерить какой-нибудь характерный размер. Например между нижней поверхностью рамы над мостом и поверхностью чулка моста под рамой. Должно быть порядка 140мм. И ещё. Прямыми эти рессоры задуманы не случайно. При расположении моста под рессорой, только таким образом они могут обеспечить благоприятную характеристику уплавляемости: при крене не подруливать мост в сторону избыточной поворачиваемости. Про поворачиваемость можно почитать в разделе «Управляемость автомобиля». Если же каким-то образом (добавив листы, проковав ресоры, добавив пружины итд) добиться того чтобы они стали выгнутыми, то автомобиль будет склонен к рысканью на большой скорости и другим неприятным свойствам.
«Я отпилю от пружины пару витков, она просядет и станет мягче»: Да, пружина действительно станет короче и возможно при установке на машину, машина просядет ниже чем с полной пружиной. Однако, при этом пружина станет не мягче а наоборот жесче пропорционально длине отпиленного прутка.
«Я поставлю дополнительно к рессорам пружины (комбинированную подвеску), рессоры расслабятся и подвеска станет мягче. При обычной езде рессоры работать не будут, будут работать только пружин
masterok.livejournal.com
Подвеска спортивного автомобиля. Часть #1: теория
Начиная рассказ про подвеску спортивного автомобиля, особое внимание нужно уделить амортизаторам.
У всех на слуху такие фирмы, как Reiger, Ohlins, Proflex, EXE-TC, KW, TEIN, KONI, AST и другие. Часть производителей специализируются на ралли, часть на кольце. Кто-то делает подвески для тюнинга. Есть и менее известные производители как с простыми, так и с очень сложными и дорогими продуктами.
У всех достойных производителей самым сложным элементом подвески является амортизатор, именно он либо позволяет быстро ехать, либо нет.
В чем состоит задача амортизатора? В способности гасить колебания кузова автомобиля при движении по различным покрытиям. Если амортизатор не справляется – машина слишком раскачивается. Если амортизатор слишком жесткий – машина «подпрыгивает». Но это слишком просто. На самом деле, амортизатор должен по-разному работать в разных условиях, обеспечивая постоянство контакта колеса с дорогой и не передавая излишние колебания на кузов.
В обычных автомобилях сейчас широко используются двухтрубные газо-масляные амортизаторы. Они компактны, просты в изготовлении и служат достаточно долго. Из минусов можно отметить то, что газ смешан с маслом, при активной работе идет нагрев и появляются пузыри. Все это ухудшает стабильность работы.
Спортивный амортизатор, во-первых, должен позволять быстро ехать. Во-вторых, он должен быть надежным. Поэтому «размер не имеет значения». Спортивный амортизатор больше.
Вот пример того, как работает раллийная подвеска. Короткий кусочек видео.
Если кто бывал на гонке «Южный Урал», тот знает, насколько это покрытие требовательное. Нам удавалось несколько лет там выигрывать и занимать призовые места, в том числе благодаря правильно сконструированной и настроенной подвеске.
В спортивном амортизаторе гораздо больший объем масла, поэтому он более громоздкий и имеет выносную камеру, резервуар. Наличие выносного резервуара позволяет увеличить рабочий ход амортизатора, т.к. газ и разделительный поршень не находятся на оси движения штока амортизатора. Иногда выносной резервуар выполнен на гидравлическом шланге. В этом случае резервуар крепится где-то в подкапотном пространстве или в багажнике автомобиля. Некоторые амортизаторы выполнены с резервуаром, жестко закреплённым к корпусу в нижней части (рюкзачного типа). Все зависит от конструкции и компоновки. В любом случае суть одна. Больший объем масла внутри – большая стойкость к продолжительным нагрузкам с разной амплитудой и как следствие, меньший нагрев. Большая стойкость, в данном случае – отсутствие эффекта вспенивания масла и потери рабочих характеристик. Гонка может быть и в пустыне, где температура на улице плюс 40-50 градусов.
Также в выносном резервуаре имеется отсек для закачки инертного газа (как правило, азота), который имеет низкий коэффициент расширения при нагреве, что обеспечивает практически одинаковую характеристику газового подпора во всем диапазоне работы.
Часто спортивная подвеска выполнена «перевернутой», а именно шток амортизатора «спрятан» внутри стойки, т.е. находится внизу. Из явных плюсов:
на шток нет изгибающих нагрузок;
на шток нет внешнего механического воздействия, т.к. не летят камни, пыль, влага.
То есть, когда вы смотрите через витки пружины и видите полированную трубу большого диаметра – это только корпус амортизатора, который по тефлоновым направляющим скользит в корпусе стойки.
Работа амортизатора обычного автомобиля осуществляется практически по линейным зависимостям, а именно, чем выше колебания в подвеске, тем выше сопротивление перемещению поршня. Но любой гражданский амортизатор имеет ограничение по работе гидравлики, и при скоростях перемещения поршня около 2 м/c амортизатор «пробивает», гидравлика не справляется.
Спортивный амортизатор рассчитан на гораздо большие нагрузки. К тому же есть принципиальная разница в базовом алгоритме работы амортизаторов на скользких (гравий, грунт, снег) и твердых (асфальт, особенно кольцевой) покрытиях.
В ралли автомобиль постоянно скользит и задача подвески – обеспечить максимально возможный контакт всех колес с поверхностью дороги в скольжении.
В кольце автомобиль движется без явных скольжений, на пределе сцепления шины с полотном, и в этих условиях важно максимально нагрузить опорное колесо, перемещая на него вес.
В гражданском же автомобиле задача сделать езду предельно комфортной, максимально уменьшив колебания кузова.
На рисунке ниже схематически показаны алгоритмы работы подвески (пружина и амортизатор) на гражданском, раллийном и кольцевом автомобиле.Эскиз графика создан исключительно для наиболее наглядной иллюстрации различных процессов, это не результаты замеров на стенде конкретных амортизаторов.
Здесь хочу остановиться подробнее и разобрать работу каждого типа подвески в различных условиях для разных характеристик.
Сжатие – способность подвески сжиматься при внешнем воздействие на колесо. Обратите внимание, насколько абсолютные величины по сопротивлению сжатию для кольцевого автомобиля больше, чем для раллийного, при скорости штока до 1 м/c. Это важно для понимания анализа ниже.
Диапазон 1 (см. рисунок) – «Low speed» или низкая скорость перемещения штока поршня. Пусть это будут скорости от 0 до 0,25 м/c. На практике это движение по ровной дороге или вход в поворот.
Кольцевой автомобиль должен быть пропорционально жестким в этом режиме. Вся энергия должна уходить в разгон или поддержание скорости, а не теряться на «отработку» раскачки. Если на входе в поворот подвеска мягкая на сжатие, то выберется весь ход амортизатора (который достаточно короткий) и машину «сорвет».
Раллийный автомобиль здесь должен быть гораздо мягче кольцевого, и сопротивление на сжатие должно быть небольшим для обеспечения максимального пятна контакта колес с дорогой и постоянного плавного перераспределения веса. Если на входе в поворот подвеска будет сильно сопротивляться приходу веса на колесо, то автомобиль «сорвет», а не «загрузит».
Диапазон 2а – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 0,25 до 1 м/c.
Для кольцевого автомобиля задача – уменьшить сопротивление сжатию, т.к. любая неровность может начать его подбрасывать и разбалансировать. Конструктивно усилие уменьшить практически невозможно (только сложной системой клапанов с электронным управлением), поэтому сопротивление сжатию стараются сохранить хотя бы на постоянном уровне.
На неровной дороге сопротивление сжатию для раллийного автомобиля растет пропорционально самим неровностям, но график пока не резкий.
Диапазон 2b – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 1 до 1,5 м/c.
Волны, подбросы и поребрики – враги кольцевого автомобиля. Характеристику в этом диапазоне стараются также сохранить ровной.
В ралли кочки и волны на траектории это норма. Сопротивление сжатию (усилие демпфирования) увеличивается достаточно сильно и пропорционально. Чем больше кочка или подброс, тем лучше подвеска должна сопротивляться перемещению колеса в арку.
Диапазон 3 – «High Speed», скорость перемещения штока поршня от 1,5 м/c и выше.
Малоактуально для кольца, разве что в случае внезапного наезда на высокий поребрик.
А вот тут начинается то, за что все любят ралли: полеты и трамплины! На некоторых спецучастках автомобиль проводит в воздухе не меньше времени, чем на земле. Усилие на шток поршня при приземлении очень большое, соответственно скорость перемещения резко растет – как видно на рисунке – кривая сжатия имеет резкий рост. При приземлении подвеску не должно «пробить», раллийный автомобиль должен «прилипать» к дороге. Этот эффект достигается и за счет правильной характеристики сжатия.
Отбой – способность подвески выталкивать колесо при потере пятна контакта. Это может быть как отрыв колеса при прыжке, так и наезд на яму. Отбой также вступает в работу, когда колесо сначала на кочке ушло в арку. Его тоже нужно вытолкнуть, вернув на землю и обеспечив контакт.
Вообще, настройка отбоя это всегда компромисс, тема неоднозначная. Если сопротивление отбою настроено слишком мягко, то возникает раскачка автомобиля, т.к. колесо слишком энергично выталкивается. Если сопротивление отбою слишком велико, колесо «подвисает» и не возвращается на землю. А дальше может возникнуть эффект «сбора» подвески, когда сопротивление отбою значительно превышает динамическую характеристику пружины и подвеска перестает отрабатывать.
В кольце сопротивление отбою масштабно всегда выше, т.к. используются более жесткие пружины.
Диапазон 1 – «Low Speed», скорость перемещения штока поршня от 0 до 0,25 м/c.
При движении по относительно ровной дороге (кольцо) задача отбоя «успокоить» колесо при наличии жесткой пружины, поэтому величина сопротивлению отбоя очень высокая при практически нулевой скорости хода штока. То есть пружина всегда стремится вытолкнуть колесо, гидравлика удерживает, компенсируя жесткость.
В ралли характеристика похожа, но диапазон сдвинут пропорционально мягкости пружины.
Диапазон 2 – «Medium Speed», скорость перемещения штока поршня от 0,25 до 1,5 м/c.
Идеология базово одинакова. При движении по неровностям, волнам и кочкам пружина стремится вытолкнуть колесо и неподрессоренную массу для возврата в пятно контакта, сопротивление отбою не должно мешать ей это сделать, поэтому по графику характеристика практически не растет. Разве что в ралли сопротивление увеличивается в абсолютном значении при больших неровностях.
В диапазоне быстрых скоростей тенденция такая же.
Как все просто в теории и как сложно порой настроить автомобиль!
Но это еще не все. Помимо трех характеристик (отбой, медленное сжатие, быстрое сжатие), которые мы можем самостоятельно регулировать в достаточно широком диапазоне, подбирая настройки под ту или иную трассу и погодные условия, у продвинутых спортивных амортизаторов бывают еще две системы с регулировками: быстрый отбой (fast rebound) и гидробуфер (сжатие).
На чертеже видно, что при нормальном режиме работы амортизатора (движение по дороге) работает калиброванный канал. Именно он определяет работу амортизатора на отбой. Вращая регулировку на штоке сверху между тестовыми заездами можно изменять проходное сечение, перемещая конус вверх или вниз. Тем самым подбирается наилучшее постоянно проходное сечение, что гарантирует наилучшую работу подвески по отбою на конкретной дороге в данных условиях.
Если же автомобиль прыгает, и особенно если прыжок высокий, но короткий по времени, то за время полета колесо не успевает полностью выйти из арки (не выбран весь ход отбоя) и приземление получается очень жёстким, потому что именно на такое же расстояние будет сжиматься подвеска при приземлении.
Но есть ноу хау. При резком перемещении штока поршня открывается канал большего сечения, вся жидкость моментально получает свободу движения из одной полости в другую и колеса как бы «выпадают» сами под силой тяжести (работа системы на рисунке усилия демпфирования показана черными линиями).
Пересмотрите на видео как прыгает машина WRC – колеса именно «выпадают»! Захватывающе выглядит!
Машина без проблем продолжает ускорение, поскольку полный ход сжатия амортизатора дает возможность «отработать» приземление.
Стоит хоть раз попробовать проехать с такой подвеской, ощущения изнутри непередаваемые. Кажется, ты совсем не прыгаешь, а когда тебе показывают фото, ты не веришь своим глазам – ты летишь и достаточно высоко.
Вы сталкивались с тем, что подвеска пробивается при слишком жестком приземлении или наезде на препятствие? Каким бы большим не был ход сжатия, порой его недостаточно. Инженеры придумали систему, которая называется гидробуфер. Это дополнительный гидравлический демпфирующий элемент, состоящий из клапана и поршня и установленный ближе к концу хода сжатия. При высокой скорости движения штока, когда на ход сжатия остается от 30 до 60 мм, он включается в работу и сопротивление сжатию резко возрастает, тем самым шансы пробить подвеску, получить жесткий подброс автомобиля при наезде на препятствие или пробить колесо сильно уменьшаются.
Исполнение такого элемента может быть разным, но цель у всех одна. У TEIN она называется “H.B.S. – Hydraulic Bump Stopper”, у Reiger – “Double Piston”. Нужная и полезная опция для современного спортивного автомобиля.
Статическая функция пружины – поддержание высоты кузова автомобиля относительно дороги, динамическая – обеспечение плавности его перемещения при движении. В принципе, все просто. Упругий элемент подвески, в профессиональной терминологии – витая цилиндрическая пружина сжатия.
Не буду вдаваться сильно в подробности на тему пружин, т.к. все можно прочитать в интернете. Выделю только самое необходимое.
Обычно используется пружина постоянной жесткости, реже с переменным витком.
Тенденция последних десятилетий в автомобильном спорте – это более мягкая пружина, т.к. инженеры далеко продвинулись в разработках гидравлики амортизаторов и теперь могут добиваться энергоемкости именно амортизатором, а не пружиной.
В кольце обычно используют пружины жесткостью 70-150 Н/мм, в ралли 25-50 Н/мм на гравии и 50-90 Н/мм на асфальте. Конечно, это не догма, пружины могут быть и другой жесткости.
Я раньше и сам считал, что маленький подпружинник в подвеске служит для улучшения ее работы в строго определенном диапазоне. На самом деле его первая задача – это не давать «вывешиваться» основной пружине при максимальном ходе отбоя, что особенно актуально для асфальтовых настроек, когда машина низкая. Часто конструктивно невозможно разместить основную пружину нужной длины, не задирая автомобиль, и рабочий ход подвески получается больше рабочего хода пружины. Подпружинник обычно мягче пружины в несколько раз и не должен влиять на работу стойки. В статическом состоянии он полностью сжат.
Служит для минимизации кренов автомобиля в поворотах.
При крене автомобиля без стабилизатора центр масс (к которому прикладываются векторы ускорений) уходит наверх и смещается наружу, что негативно влияет на устойчивость автомобиля. Вообще, работа с точкой g-force – это сложная инженерно-практическая тема, не буду ее сейчас касаться, это повод для отдельного разговора.
Но есть и ряд негативных факторов при использовании стабилизатора.
Стабилизатор не дает разгружаться внутреннему колесу в повороте, что порой делает машину «недостаточной» на входе в поворот. Могут появляться дополнительные демпфирующие силы.
Если перевести в практическую плоскость, чем больше «зацеп», тем жестче нужен стабилизатор. Если двигаться по голому льду на нешипованном колесе, стабилизатор лучше отключить.
Обычно усилие сопротивления у стабилизатора неодинаково во всем диапазоне его работы. То есть сначала он работает мягко, по мере его скручивания усилие увеличивается.
Стабилизаторы бывают съемными и не съемными, регулируемыми и с постоянной жесткостью. В современныx раллийных автомобилях категории R омологируются по несколько стабилизаторов разной жёсткости для передней и задней оси. На тестах подбираются комбинации под конкретные условия. Но использование активных или регулируемых стабилизаторов запрещено, и сейчас уже не только в ралли. До введения запрета использование стабилизатора с механической регулировкой из салона (да, бывают и такие) позволяло, если пошел дождь посредине гонки, перевести его в самое мягкое положение прямо на ходу.
На гражданском автомобиле она выполнена из резинового материала с металлической обоймой. В центре стоит подшипник качения, чтобы шток амортизатора мог вращаться при повороте колеса автомобиля.
В спортивном автомобиле верхняя опора часто выполнена полностью из металла, без упругих элементов. Лишние упругие колебания тут ни к чему. В центре шарнир сферический, т.к. стойка амортизатора за счет кинематики подвески вращается в трех плоскостях, и подшипник качения работал бы на излом.
Часто опора имеет регулировку, и дает возможность изменять продольный (кастор) и поперечный углы наклона стойки.
Закончить первую часть я бы хотел, сказав пару слов про углы. Каждый из нас хотя бы раз сталкивался с регулировкой углов схождения и развала.
Для кольцевых автомобилей нужен больший угол развала, т.к. автомобиль движется по дуге поворота без скольжения, и, таким образом, мы можем обеспечить большее пятно контакта.
В ралли, наоборот, автомобиль скользит и чем «прямее» стоит колесо, тем больше пятно контакта. Конечно, абсолютно прямо колесо не ставится, небольшой угол развала есть всегда.
Схождение колес может влиять на прямолинейность движения автомобиля при разгоне. Если спереди выставлено расхождение, автомобиль будет «рыскать», но при этом более охотно заезжать в поворот в начальной фазе – входная поворачиваемость будет избыточной.
Если полноприводный автомобиль не стабилен на дуге поворота в небольшом скольжении и норовит «поехать боком», увеличение схождения задних колес поможет ему двигаться по дуге строже.
Иными словами, «углы» (схождение, развал, кастор) – это переменные параметры для разных погодных условий и разных трасс. Углы порой дают даже больше, чем щелчки настроек на амортизаторах.
Более того, углы схождения и развала влияют друг на друга. При больших отрицательных значениях углов развала нужно выставлять расхождение, т.к. иначе при прямолинейном движении колесо автомобиля будет стремиться внутрь по принципу катящегося «бочонка».
Вот мы и перешли плавно ко второй, практической части рассказа о работе подвески Renault Clio R3 Maxi на гравийном и снежно-ледовом покрытиях и особенностях ее настройки. Но это уже в следующей публикации, которая выйдет через неделю-две.
Надеюсь, у меня получилось рассказать про особенности подвески спортивного автомобиля понятным и несложным языком. Пост получился объемным, но надеюсь, легко читаемым.
Mitsubishi Pajero Sport: удар по Prado? В редеющем, но популярном у нас сегменте рамных вседорожников появился сильный игрок – легендарный Mitsubishi Pajero Sport третьего поколения, который полностью затмил предшественника. Но хватит ли пр...
Toyota Corolla: юбилею посвящается В честь 50-летнего юбилея своей популярной модели компания Toyota обновила мировой хит под названием Corolla. По традиции рестайлинг подчеркнул преимущества бестселлера. Внешний вид стал более выразит...
Добавить сайт в избранное
Элементы подвески автомобиля
Пневмоподвеска автомобиля
Замена амортизаторов для повышения мягкости подвески
.jpg)
