Пружина это основной элемент подвески автомобиля

Упругие элементы подвески машины

Упругие элементы подвесок смягчают толчки, снижают вертикальные ускорения и динамические нагрузки, передаваемые на несущую конструкцию при движении автомобиля. В результате работы упругого элемента исключается «копирование» кузовом профиля дорожных неровностей и улучшается плавность хода автомобиля. Хорошей плавностью хода считается такая, при которой кузов совершает колебания частотой 1 — 1,3 Гц.

Упругие элементы подвески автомобиля предназначены для смягчения толчков и ударов, а также снижения вертикальных ускорений и динамической нагрузки, которая передается на конструкцию при движении автомобиля. Упругие элементы подвески позволяют избежать прямого воздействия дорожных неровностей на профиль кузова и обеспечивают необходимую плавность хода. Пределы оптимальной плавности хода колеблются от 1-1,3 Гц.

Основные типы упругих элементов подвески:
• металические: листовые рессоры, спиральные пружины, торсионы (стержни, работающие на скручивание);
• неметаллические: пневматические, гидропневматические и резиновые (обеспечивают упругость подвески за счет упругих свойств резины, воздуха и жидкости).

1. Листовые рессоры — основной элемент рессорной подвески для грузовых автомобилей. Рессорная подвеска включает в себя саму рессору с узлами крепления, и иногда амортизатор.

Устройство рессоры. Рессора состоит из стальных листов одинаковой ширины и различной длины, собранных вместе. Кривизна листов тоже не одинакова и зависит от их длины. Кривизна листов обеспечивает плотное прилегание их друг к другу.

В собранном состояние рессора стянута стяжным центральным болтом, а листы рессоры скреплены хомутами, которые исключает возможность бокового перемещения листов рессоры относительно друг друга. Хомуты обеспечивают передачу нагрузки от коренного листа к другим листам рессоры во время обратного ее прогиба. Коренной лист самый длинный, поэтому к кузову (раме) автомобиля рессора крепится за их концы.

2. Пружины — спиральные (витые) пружины изготовляются из прутка круглого сечения и могут быть цилиндрическими, коническими или бочкообразными. Для изготовления пружин используются рессорно-пружинные стали (что и для листов рессор). Для легковых автомобилй пружины выступают основным упругим элементом. Пружины подвергаются термической обработке, которая осуществляется в современных конвейерных печах, благодаря чему и отвечают современным требованиям автомобилестроения.

3. Торсионы применяются на независимых подвесках колес в основном на многоосных автомобилях, прицепах. Бывают исключения когда торсионы применяются на некоторых легковых автомобилях. Торсион это упругий стальной стержень, что работает на скручивание. Как правило, торсион представляет собой металлический стержень круглого сечения со шлицевым соединением на концах. Торсион состоит из набора пластин, стержней, балки определенного сечения.

Крепится торсион к кузову (раме) автомобиля одним концом , к рычагу другим. При перемещении колес торсион закручивается, чем достигается упругая связь между колесом и кузовом.

Торсионы применяются в различных независимых подвесок: на двойных поперечных рычагах, на продольных рычагах, со связанными продольными рычагами (торсионной балке).

Источник статьи: http://www.autoezda.com/2014-07-01-14-46-19/%D1%83%D0%BF%D1%80%D1%83%D0%B3%D0%B8%D0%B5-%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%8B-%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8

Назначение, устройство и виды подвесок автомобиля

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

История появления

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

Зависимая подвеска с поперечным расположением рессоры

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

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

Основные функции и характеристики подвески автомобиля

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

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

Дрифт-кар с жесткой подвеской

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

Автомобиль класса “Люкс” с энергоемкой подвеской

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

Внедорожник с длинноходной подвеской

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

Устройство подвески

Любая подвеска автомобиля состоит из следующих основных элементов:

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

Классификация подвесок

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

Зависимая подвеска

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

Отличия зависимой и независимой подвески

• простая и надежная в эксплуатации;
• высокая грузоподъемность.

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

Независимая подвеска

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

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

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

Полузависимая подвеска

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

Виды независимых подвесок

МакФерсон

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

Двухрычажная передняя подвеска

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

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

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

Двухрычажная передняя подвеска

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

Пневматическая подвеска

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

Гидравлическая подвеска

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

Спортивные независимые подвески

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

Подвески типа push-rod и pull-rod

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

Различие спортивных подвесок push-rod и pull-rod

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

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

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

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

Элементы подвески автомобиля: разновидности и решаемые задачи

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Для чего нужны различные элементы подвески автомобиля
• Из каких элементов состоит подвеска автомобиля
• Какие элементы используются в подвесках автомобилей разных типов

Одним из основных узлов автомобиля является подвеска. Элементы подвески автомобиля отвечают за то, чтобы обеспечить сцепление колес с дорогой, максимально сгладить все неровности дорожной поверхности, а движение сделать комфортным и устойчивым на большой скорости. Со времён изобретения первого автомобиля система подвески претерпела множество усовершенствований и на сегодняшний день стала высокотехнологичным механизмом в конструкции транспортного средства.

Какие задачи призваны решать элементы подвески автомобиля

История подвески начинается со времен конных экипажей, когда система крепления колёс к кабине кареты была самая элементарная и не имела никаких амортизирующих механизмов. При езде по неровным дорогам пассажиров такого экипажа сильно трясло. В борьбе за комфорт инженеры стали придумывать конструкции, которые позволяли смягчить вибрации кабины.

Первыми устройствами, выполняющими амортизационные функции, стали эллиптические рессоры. Со временем рессорный механизм стал применяться и на автомобилях. К тому моменту рессоры уже делали полуэллиптической формы, и они устанавливались поперечно, что для автомобиля оказалось не лучшим решением, потому что возникали проблемы с его управляемостью, даже при малых скоростях. Для решения этой задачи производители стали устанавливать рессоры продольно на каждое колесо по отдельности.

На сегодняшний день технологии автомобилестроения шагнули далеко вперёд. Конструкторы разработали различные типы подвесок, и каждый тип имеет определенные особенности, от которых зависит не только управляемость автомобиля, но комфорт людей при поездке. Несмотря на разнообразие конструкций, любой вариант подвески должен выполнять основные функции:

• Гашение колебаний, а также сильных ударов, возникающих при движении по неровной поверхности.
• Обеспечение максимального сцепления колеса с дорожным полотном, а также устранение крена кузова автомобиля во время вхождения в поворот.
• Повышение управляемости транспорта за счет удержания колеса в заданном положении.

Для того чтобы автомобиль был максимально устойчив на дороге во время динамичной езды, используется жесткий тип подвески. Такой тип подвески обеспечивает автомобилю хорошую управляемость на больших скоростях, исключает крены кузова на поворотах и обеспечивает моментальный отклик на действия водителя.

Несмотря на все плюсы жесткой подвески, комфорт пассажиров при поездке нельзя назвать удовлетворительным, так как из-за жесткости снижается способность сглаживания вибраций кузова. Для обычной езды во многих легковых автомобилях устанавливается мягкая подвеска. Управляемость автомобиля снижается, но и поездка при этом становится гораздо комфортней, что является более важным параметром для обычного автомобилиста.

Некоторые автопроизводители выпускают автомобили с регулируемой жесткостью подвески. Такая функция обеспечивается за счет возможности регулировать натяжение пружины амортизационных стоек.

Помимо различной жёсткости, подвеска может иметь разную степень хода. Расстояние между точкой положения колеса при максимально сжатых пружинах и точкой положения в максимально вывешенном состоянии называется ходом подвески. Увеличенный ход помогает автомобилю преодолевать препятствия на дорогах без риска вывешивания колеса и удара стойки об ограничитель.

Рекомендуем

Основные элементы подвески автомобиля

Любая подвеска состоит из нескольких основных элементов:

Шины. Это первая ступень в системе сглаживания неровностей дорожного полотна. Имея определенную степень упругости, шина способна гасить небольшое количество колебаний, возникающих в процессе движения.

При наличии нарушений в работе подвески шины колеса могут выступать в роли индикатора неисправности, так как срок службы шины в такой ситуации быстро сокращается и возникает неравномерный износ.

Основные упругие элементы. К упругим элементам подвески автомобиля относятся пружины, рессоры и торсионы. Назначение этих элементов заключается в обеспечении упругой связи кузова с поверхностью дороги.

Вся нагрузка автомобиля приходится именно на пружины, а за счет их упругости кузов держится на определенной высоте. В процессе эксплуатации и больших перегрузок металл упругих элементов изнашивается, из-за чего меняется их жесткость. Такие изменения негативно сказываются на работе подвески в целом. Изменяется угол положения колес, уменьшается дорожный просвет, снижается грузоподъемность. Проседание кузова в разгруженном состоянии – это главный сигнал о необходимости замены пружин.

Дополнительные упругие элементы. К дополнительным упругим элементам относятся буферы сжатия, их применение необходимо для гашения высокочастотных колебаний, а также вибраций, образующихся в процессе соприкосновения металлических элементов.

Благодаря наличию таких упругих элементов, срок службы остальных компонентов подвески значительно увеличивается. Крайне важно следить за их исправным состоянием и вовремя производить замену изношенной детали.

Направляющие устройства. Главная задача направляющих устройств – обеспечение перемещения колеса в установленной плоскости.

Благодаря системе рычагов в процессе движения по неровной поверхности колесо перемещается в вертикальном направлении, сохраняя при этом перпендикулярное положение относительно поверхности дороги. Любые нарушения в направляющих элементах приведут к быстрому и неравномерному износу шины колеса, а также других элементов подвески.

Демпфирующий элемент. Элементом демпфирующего устройства является амортизатор.

Использование амортизаторов в системе подвески позволяет решить такие проблемы, как вибрация кузова при движении по неровной дороге, а также сглаживание вибраций на других элементах подвески автомобиля. Благодаря функции демпфирования обеспечивается постоянный контакт колеса с дорогой, автомобиль становится более устойчивым при движении.

Стабилизатор поперечной устойчивости. Во время выполнения поворота на скорости стабилизатор поперечной устойчивости препятствует крену кузова автомобиля.

При совершении маневра поворота колеса одной стороны автомобиля начинают отрываться от дороги, что может повлечь переворачивание транспортного средства. В этот момент на стабилизаторе создается напряжение, которое стремится вернуть на место поднимающийся край автомобиля.

Элементы крепления отдельных деталей. К элементам крепления относятся шаровые шарниры, сайлентблоки и болтовые соединения, которые связывают между собой остальные элементы подвески автомобиля.

Рекомендуем

Элементы передней подвески автомобиля: схема на примере ВАЗ 2107

1. Ступичный подшипник.
2. Колпак ступицы.
3. Регулировочная гайка.
4. Шайба.
5. Цапфа поворотного пальца.
6. Ступица колеса.
7. Сальник.
8. Тормозной диск.
9. Поворотный кулак.
10. Верхний рычаг подвески.
11. Корпус подшипника верхней опоры.
12. Буфер хода сжатия.
13. Ось верхнего рычага подвески.
14. Кронштейн крепления штанги стабилизатора.
15. Подушка штанги стабилизатора.
16. Тяга стабилизатора.
17. Ось нижнего рычага.
18. Подушка тяги стабилизатора.
19. Пружина подвески.
20. Обойма крепления штанги амортизатора.
21. Амортизатор.
22. Корпус подшипника нижней опоры.
23. Нижний рычаг подвески.

Рекомендуем

Из каких элементов состоит подвеска автомобилей разных типов

1. Подвеска McPherson

Подвеска McPherson устанавливается на многих автомобилях и применяется как для передней, так и для задней оси. Единственное отличие в том, что на передней оси предусмотрена возможность поворота колеса. Ступица колеса при помощи шаровой опоры крепится к нижнему рычагу, а также к амортизационной стойке. Шток стойки крепится к основанию корпуса автомобиля через опорный подшипник, что позволяет колесу свободно поворачиваться.

Оба рычага соединяются между собой поперечной тягой, которая через резиновые втулки крепится к днищу кузова и способствует устойчивости автомобиля на дороге. На задней оси в конструкции подвески отсутствует нижний рычаг, а ступица фиксируется при помощи поперечных и продольных тяг.

Преимущества подвески McPherson:

• простота конструкции;
• компактные размеры;
• высокая степень надежности;
• сравнительно невысокая цена самого механизма и стоимость обслуживания.

Недостатки подвески McPherson:

• недостаточная легкость управления.

К особенностям передней подвески McPherson также относится использование амортизатора в качестве направляющего элемента, что позволяет сэкономить на деталях. Диаметр штока у таких амортизаторов заметно больше, чем у других. В качестве упругих элементов чаще всего используются пружины.

Пружины устанавливаются под особым углом по отношению к оси штока амортизатора, что позволяет снизить нагрузку изгибающих усилий на шток. Стабилизатор поперечной устойчивости обычно выполняется из изогнутого круглого прутка, который с обоих концов соединяется с рычагами либо передними стойкам.

Основная функция стабилизатора – устранить крен автомобиля в момент прохождения поворота на скорости. Поперечный стабилизатор фиксируется к нижней части автомобильного кузова при помощи промежуточных опор, а возникшее на повороте напряжение в его структуре стремится уравновесить нагрузку между колесами.

Возможность поворачивать колесо реализуется за счет шаровой опоры, которая соединяет нижний рычаг с поворотным кулаком.

2. Двухрычажная передняя подвеска

Особенностью конструкции двухрычажной подвески является использование второго продольного рычага, который предназначен для верхнего крепления ступицы колеса. Конструкция такой подвески более сложная, но в то же время имеет ряд преимуществ по сравнению с однорычажной системой, а также может применяться как на передней, так и на задней оси. Управление автомобилем с таким типом подвески становится легче.

Основные преимущества двухрычажной подвески:

• за счет конструктивных особенностей есть возможность понизить линию капота;
• улучшенные характеристики изменения углов установки колесной базы;
• широкие возможности компоновки.

К недостаткам данного типа подвески относится:

• увеличена масса конструкции за счет большого количества деталей, а также ее габариты;
• более сложный и дорогой процесс обслуживания и ремонта;
• использование усиленных шаровых опор и резинометаллических шарниров, так как точки соединения рычагов с другими элементами конструкции подвергаются повышенной нагрузке.

3. Пневматическая подвеска

Пневматическая подвеска чаще всего применяется в автомобилях премиального класса. Пневматические элементы подвески легкового автомобиля работают за счет сжатого воздуха, что позволяет исключить из конструкции основные упругие элементы. Благодаря тому, что вместо пружин в системе используется воздух, работа такой повестки характеризуется повышенной плавностью и появляется возможность регулировать высоту кузова автомобиля относительно дороги.

4. Гидравлическая подвеска

Особенностью гидравлической подвески является наличие замкнутой масляной системы, соединенной с амортизаторами. При помощи масляного насоса в гидравлическом контуре нагнетается избыточное давление, которое дает возможность регулировать упругость подвески, а также высоту кузова относительно поверхности дороги. В комплексе с гидравлической подвеской часто применяется электронная адаптивная система, позволяющая автоматически изменять характеристики подвески при различных дорожных условиях.

5. Спортивная (винтовая) независимая подвеска

Основой спортивной подвески являются регулируемые амортизационные стойки (койловеры). Регулировка жесткости стоек происходит за счет наличия резьбы в районе нижней части пружины. При вращении регулировочной гайки пружина либо сжимается, либо расслабляется, таким образом, меняется ее жесткость и высота дорожного просвета.

6. Подвески push-rod и pull-rod

В стандартных автомобильных комплектациях такие типы подвески не используются, так как они были разработаны исключительно для гоночных болидов.

Основа обоих вариантов подвески – это двухрычажная система, однако механизмы демпфирования, в отличие от остальных типов подвески, располагаются в кузове автокара. Большая часть нагрузки при движении ложится на элемент, называемый толкателем.

В системе push-rod нагрузка на толкатель возникает за счет сжатия.

Подвеска pull-rod отличается расположением толкателя. При возникновении нагрузки этот элемент работает на растяжение, что позволяет сделать центр тяжести автомобиля ниже. Подобное решение дает возможность увеличить устойчивость автомобиля, однако эффективность работы обоих типов подвески находится практически на одном уровне.

Источник статьи: http://rad-star.ru/pressroom/articles/elementy-podveski-avto/