Материалы деталей подвески автомобиля

Устройство подвески, как она работает и из чего состоит

Дорога, по которой водитель выбирает маршрут движения, не всегда бывает ровной и гладкой. Очень часто на ней могут присутствовать такое явление, как неровности покрытия — трещины в асфальте и даже кочки и ухабы. Не стоит забывать и про «лежачих полицейских». Этот негатив отрицательно сказывался бы на комфорте движения, если не существовала бы амортизационная система — подвеска автомобиля.

Назначение и устройство

Во время движения неровности дороги в виде колебаний передаются на кузов. Подвеска автомобиля предназначается для гашения или смягчения подобных колебаний. В ее прикладные функции входит обеспечение связи и соединения между кузовом и колесами. Именно детали подвески дают колесам возможность перемещаться независимо от кузова, обеспечивая изменение направления движения автомобиля. Наряду с колесами, она является обязательным элементом ходовой части автомобиля.

Подвеска автомобиля – это технически сложный агрегат, имеющий следующее строение:

1. упругие элементы — металлические (пружины, рессоры, торсионы) и неметаллические (пневматические, гидропневматические, резиновые) детали, которые, в силу своей упругих характеристик, принимают нагрузку от неровностей дороги и распределяют ее на кузов автомобиля;
2. гасящие устройства (амортизаторы) – агрегаты, имеющие гидравлическое, пневматическое или гидропневматическое строение и предназначенные для нивелирования колебаний кузова, полученных от упругого элемента;
3. направляющие элементы – различные детали в виде рычагов (поперечных, продольных), обеспечивающих соединение подвески с кузовом и определяющих перемещение колес и кузова относительно друг друга;
4. стабилизатор поперечной устойчивости — упругая металлическая штанга, соединяющая подвеску с кузовом и препятствующая увеличению крена автомобиля в процессе движения;
5. опоры колеса – специальные поворотные кулаки (на передней оси), воспринимающие нагрузки, исходящие от колес, и распределяющие их на всю подвеску;
6. элементы крепления деталей, узлов и агрегатов подвески – это средства соединения элементов подвески с кузовом и между собой: жесткие болтовые соединения; композитные сайлентблоки; шаровые шарниры (или шаровые опоры).

Принцип работы

Схема работы подвески автомобиля основывается на преобразовании энергии удара, возникающего от наезда колеса на неровность покрытия дороги, в перемещение упругих элементов (к примеру, пружин). В свою очередь, жесткость перемещения упругих элементов контролируется, сопровождается и смягчается действием гасящих устройств (например, амортизаторов). В результате, благодаря подвеске, сила удара, которая передается на кузов автомобиля, уменьшается. Этим и обеспечивается плавность хода. Лучший способ увидеть работу системы – это использовать видео, которое наглядно демонстрирует все элементы подвески автомобиля и их взаимодействие.
» alt=»»>
Автомобили обладают самыми различными по жесткости подвесками. Чем жестче подвеска, тем информативнее и эффективнее управление автомобилем. Однако при этом серьезно страдает комфорт. И, наоборот, мягкая подвеска устроена так, что обеспечивает удобство в эксплуатации и жертвует управляемостью (чего нельзя допустить). Именно поэтому производители автомобилей стремятся найти их наиболее оптимальный вариант – сочетание безопасности и комфорта.

Многообразие вариантов подвески

Устройство подвески автомобиля – это самостоятельное конструкционное решение производителя. Существует несколько типологий подвески автомобиля: их различает критерий, положенный в основу градации.

В зависимости от устройства направляющих элементов выделяются наиболее распространенные типы подвески: независимая, зависимая и полунезависимая.

Зависимый вариант не может существовать без одной детали — жесткой балки, входящей в состав моста автомобиля. При этом колеса в поперечной плоскости перемещаются параллельно. Простота и эффективность конструкции обеспечивает ее высокую надежность, не допуская развала колес. Именно поэтому зависимая подвеска активно применяется в грузовых автомобилях и на задней оси легковых.

Схема независимой подвески автомобиля предполагает автономное существование колес друг от друга. Это позволяет повысить амортизационные характеристики подвески и обеспечить большую плавность хода. Данный вариант активно применяется для организации как передней, так и задней подвески на легковых автомобилях.

Полунезависимый вариант состоит из жесткой балки, закрепленной на кузове с помощью торсионов. Данная схема обеспечивает относительную независимость подвески от кузова. Характерный ее представитель – переднеприводные модели ВАЗ.

Вторая типология подвесок основывается на конструкции гасящего устройства. Специалисты выделяют гидравлические (масляные), пневматические (газовые), гидропневматические (газо-масляные) устройства.

Определенным особняком стоит так называемая активная подвеска. Ее схема включает в себя вариативные возможности – изменение параметров подвески при помощи специализированной электронной системы управления в зависимости от условий движения автомобиля.

Наиболее распространенными изменяемыми параметрами являются:

• степень демпфирования гасящего устройства (амортизаторного устройства);
• степень жесткости упругого элемента (например, пружины);
• степень жесткости стабилизатора поперечной устойчивости;
• длина направляющих элементов (рычагов).

Активная подвеска представляет собой электронно-механическую систему, существенного увеличивающую стоимость автомобиля.

Основные виды независимой подвески

В современных легковых автомобилях в качестве амортизационной системы очень часто используется независимый вариант подвески. Это обусловлено хорошей управляемостью автомобиля (из-за небольшой массы) и отсутствием необходимости в тотальном контроле за траекторией его движения (как, например, в варианте с грузовым транспортом).
Специалисты выделяют следующие основные виды независимой подвески. (Кстати, фото позволит более наглядно проанализировать их отличия).

Подвеска на основе двойных поперечных рычагов

Строение данного вида подвески включает в себя два рычага, крепящиеся сайлентблоками к кузову, и соосно расположенные амортизатор и витую пружину.

Подвеска МакФерсон

Это производный (от предыдущего вида) и упрощенный вариант подвески, в которой верхний рычаг заменила амортизационная стойка. На сегодняшний момент МакФерсон – самая распространенная схема передней подвески легковых автомобилей.

Многорычажная подвеска

Еще один производный, усовершенствованный вариант подвески, в котором как бы искусственно два поперечных рычага были «разделены». Кроме того, современный вариант подвески очень часто состоит и из продольных рычагов. Кстати, многорычажная подвеска – это наиболее применяемая сегодня схема задней подвески легковых автомобилей.

Торсионная подвеска

Схема данного вида подвески основывается на специальной упругой детали (торсионе), который соединяет рычаг и кузов и работает на скручивание. Данный вид конструкции активно применяется при организации передней подвески некоторых внедорожников.

Регулировка передней подвески

Важным компонентом комфортного движения является правильная регулировка передней подвески. Это так называемые углы установки управляемых колес. В просторечии такое явление именуется «сход-развал».

Дело в том, что передние (управляемые) колеса устанавливаются не строго параллельно продольной оси кузова и не строго перпендикулярно поверхности дороги, а с некоторыми углами, обеспечивающими наклоны в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Правильно выставленный «сход-развал»:

• во-первых, создает наименьшее сопротивление движению транспортного средства, а, следовательно, упрощает процесс управления автомобилем;
• во-вторых, существенно уменьшает износ протектора шин; в-третьих, значительно снижает расход топлива.

Выполнение установки углов – это технически сложная процедура, требующая профессионального оборудования и навыков работы. Поэтому выполнять ее следует в специализированном учреждении – автосервисе или СТО. Вряд ли стоит пробовать делать это самому по видео или фото из Интернета, если нет опыта в подобных делах.

Неисправности и обслуживание подвески

Сразу же оговоримся: согласно российским правовым нормам, ни одна неисправность подвески не отнесена к «Перечню…» неисправностей, с которыми запрещается движение. И это спорный момент.

Представим, что амортизатор подвески (передней или задней) не работает. Такое явление означает, что проезд каждой неровности будет сопряжен с перспективой раскачки кузова и потерей управляемости автомобиля. А что можно сказать о вконец разболтавшейся и пришедшей в негодность шаровой опоре передней подвески? Результат неисправности детали — «вылетела шаровая» — грозит серьезным ДТП. Лопнувший упругий элемент подвески (чаще всего пружина) приводит к возникновению крена кузова и подчас абсолютной невозможности продолжать движение.

Описанные выше неисправности – это уже конечные, наиболее одиозные неисправности подвески автомобиля. Но, несмотря на их крайне негативное влияние на безопасность движения, эксплуатация транспортного средства с такими проблемами не запрещается.

Большую роль в обслуживании подвески играет контроль за состоянием автомобиля в процессе движения. Скрипы, шумы и стуки в подвеске должны насторожить и убедить водителя в необходимости сервисного обслуживания. А длительная эксплуатация автомобиля вынудит его применить радикальный метод – «поменять подвеску по кругу», то есть заменить практически все детали и передней, и задней подвески.

Источник статьи: http://znanieavto.ru/hodovaya/podveska-avtomobilya-elementy-sxema-i-raznovidnosti.html

Детали подвески: современные технологии, материалы и инженерные решения

Как театр начинается с вешалки, так управляемость автомобиля начинается с качественных деталей подвески. Разобраться в особенностях и тонкостях современных технологий, применяемых при производстве подобных деталей, «Движку» помог глава российского представительства компании CTR Роман Картузов.

Рычаги, по словам эксперта, — один из самых важных элементов подвески, позволяющий автомобилю (наряду с шаровыми опорами) не просто передвигаться, а иметь высокие ходовые качества.

Сегодня — не век балок: сейчас в ходу рычажные подвески. И на рычаги приходится основная нагрузка. Тенденция применения в рычагах различных видов сайлентблоков (от простых из разных видов резины до полиуретановых, гидравлических сайлентблоков, а также так называемых плавающих сайлентблоков и шаровых опор) обусловлена стремлением к тому, чтобы автомобиль хорошо управлялся на высоких скоростях.

Передний сайлентблок делают всегда компактным, кроме того, он очень «жесткий». Задний сайлентблок (он может располагаться как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости — в зависимости от конструкции подвески) всегда большой и довольно эластичный.

Все дело в том, что расстояние от переднего сайлентблока до шаровой опоры должно быть постоянным — если же сделать передний сайлентблок мягким, автомобиль начнет «гулять» на дороге. При ударе за счет сайлентблока происходит начала уход немного назад, а затем возврат в исходное положение. Это основная причина того, почему многие производители начинают применять плавающие сайлентблоки.

При замене очень важно применять тот тип сайлентблоков, который рекомендован автопроизводителем. И не стоит думать, что, если поставить полиуретановую подвеску, это будет благо для автомобиля: рано или поздно можно будет заметить, что начинает разрушаться кузов или другие детали подвески. По той простой причине, что полиуретан — жесткий, он не так эластичен, как резина (каучук). И часть ударов будет передаваться с элементов подвески на кузов, поскольку энергия не может исчезать бесследно. А изначально энергия удара должна компенсироваться именно за счет сайлентблоков.

При этом на целом ряде рамных внедорожников прошлого (например, на Hyundai Galloper или Mitsubishi Pajero, на основе которого был построен Galloper) вообще не было сайлентблоков как таковых — гашение колебаний шло на уровне «подушек» между кузовом и рамой (на указанных автомобилях было 12 таких «подушек»). В подвеске таких автомобилей применялись так называемые шкворни — это фактически игольчатый подшипник с пресс-масленкой. И ударные нагрузки компенсировались как за счет большого размера подобных деталей, так и за счет упомянутых «подушек» между рамой и кузовом. Сегодня данная схема почти не используется.

«В нынешнем году мы заключили контракт с Hyundai-Kia на поставку разнокалиберных болтов самого разного предназначения и инвестировали более 200 млн долларов в строительство завода по их производству. Эти детали будут поставляться, в частности, на российский завод Hyundai-Kia под Санкт-Петербургом».

Для России, где широко применяются дорожные реагенты, особенно важна антикоррозийная защита элементов подвески, так как любая каверна, образовавшаяся на сколе краски, может привести к тому, что в рычаге может развиться трещина. Кроме того, если конструкция сварная, необходимо обращать особое внимание на качество сварного шва.

В настоящее время при изготовлении рычагов подвески применяются такие материалы, как сталь, алюминий, а также находить свое применение и магниевые сплавы.

«С целью снизить вес наших деталей мы стремимся заменить сталь алюминием, а там, где это возможно, — сталью в сочетании с современными видами пластика. Что касается конвейерного производства, то CTR концентрируется сейчас на выпуске компонентов рулевого управления (в частности, рулевых реек), а также электромоторов высокой точности (и тех, что применяются в системах рулевого управления, и тех, которые используются в системах гибридных автомобилей, например для рекуперации энергии)».

Новые материалы производители применяют, прежде всего, для снижения веса изделий. В любом случае при этом происходит незначительное снижение прочности. Однако производители на это идут, поскольку этой прочности, которая есть у алюминиевых и магниевых деталей, достаточно, чтобы среднестатистический автомобиль «отбегал» более 150 тыс. км. При условии, что он не попадает в аварию, а аварией можно назвать и попадание в большую яму на высокой скорости: в этом случае стальной или кованый рычаг может просто погнуться.

Каков итог?

Нужно иметь в виду, что все вышеописанные детали гасят энергию удара при попадании в яму или наезде на бордюрный камень: за счет них удар не переходит на кузов. Если же сделать суперпрочное изделие, при аварии водители начнут «попадать» еще и на кузовные работы.

Прочность кованых алюминиевых или магниевых рычагов ниже, чем обычных стальных, но цена таких деталей настолько высока, что применение магниевых сплавов целесообразно лишь на дорогих премиальных или спортивных автомобилях.

Преимущества и недостатки различных материалов:

Сталь
За: высокая прочность, низкая цена.
Против: большой вес, средняя коррозийная стойкость.

Алюминий
За: меньший вес
Против: высокая цена, меньшая прочность (по сравнению со сталью).

Магний
За: малый вес, высокая демпфирующая способность, стабильные размеры, возможность переплавки.
Против: слабая коррозийная стойкость, более высокая цена (по сравнению с деталями из алюминия), прочность на уровне алюминия.

Существует три основных варианта формы рычагов: это сварной пространственный рычаг с двумя сайлентблоками и шаровой опорой и два варианта рычагов, которые имеют только одну опору (например, нижний рычаг подвески McPherson, у которой используется еще реактивная тяга).

Есть также четыре основных типа шаровых опор: опора, полностью интегрированная в рычаг (она находится внутри, завальцована и не ремонтопригодна — при необходимости меняется весь узел); вариант два — запрессовка; вариант три — шаровая опора вставлена в пространственный сварной рычаг и заклепана в трех точках крепления (там, где производитель не гарантирует, что болтовое соединение будет нормально нести нагрузку); четвертый вариант — шаровые опоры, которые прикручиваются болтовыми соединениями. Последние имеют ремкомплекты для замены.

«Компания CTR известна в первую очередь как производитель деталей подвески и рулевого управления для автомобилей азиатских брендов: японских и корейских. На MIMS 2017 мы представили линейку компонентов для европейских и американских машин и подготовили специальный каталог подобных деталей. Каждая витрина на нашем стенде посвящена определенной модели автомобиля: Audi A3, Ford Focus, Opel Corsa D, Volkswagen Polo V — с полным перечнем того, что у нас есть для этих машин».

Источник статьи: http://dvizhok.su/parts/detali-podveski-sovremennyie-texnologii,-materialyi-i-inzhenernyie-resheniya