Схема подвески автомобиля: Подвеска автомобиля, элементы, схема и разновидности

Схема передней подвески | Устройство автомобиля

 

Подвеска служит для упругого соединения: кузова с колесами и обеспечения плавного хода автомобиля.

Подвески могут быть зависимые и независимые. В зависимой подвеске наезд одного колеса на возвышенность или въезд в углубление вызывает соответственно наклон второго колеса, а следовательно, и автомобиля (рис.1 а). При независимой подвеске каждое переднее колесо подвешено к подрамнику кузова отдельно. Благодаря такой конструкции колебание одного колеса не передается на другое и, следовательно, не вызывает наклона автомобиля при наезде одного из колес на препятствие, облегчается управление автомобилем и повышается его устойчивость (рис.1 б). Впервые независимая подвеска была применена в 1878 г. французским изобретателем А. Болле.

Рис.1. Схема передней подвески:
а) Зависимая б) Независимая
1 – рама, 2 – рессоры, 3 – передняя балка, 4 – рычаг.

На легковых автомобилях передняя подвеска независимая. Устройство такой подвески рассмотрим на примере передней подвески автомобиля ГАЗ-24 (рис.2). Передний мост монтируется на поперечине 15 подвески, прикрепленной к лонжеронам подрамника. Подвеска состоит из короткого верхнего 12 и более длинного нижнего 1 вильчатых рычагов, стойки 11 и пружины амортизатора 2, поворотного кулака колеса 5, закрепленного шарнирно в стойке подвески при помощи шкворня 8, установленного на игольчатых и упорных подшипниках. В головках стойки укреплены резьбовые втулки 3, 10. Прессмасленкой 9 смазывают резьбовые втулки и подшипники трансмиссионным маслом. Внутренние концы рычагов соединяются с поперечиной через резиновые втулки, не нуждающиеся в смазке. Между осью верхних рычагов и кронштейном поперечины подвески установлены регулировочные прокладки 13.

Рис.2. Независимая подвеска автомобиля ГАЗ-24:
1 – нижний рычаг, 2 – пружина амортизатора, 3, 10 – резьбовые втулки, 4 – ступица колеса, 5 – поворотный кулак колеса.

6 – регулировочная гайка, 7 – колпак, 8 – шкворень, 9 – прессмасленка, 11 – стойка, 12 – верхний рычаг, 13 – регулировочные прокладки, 14 – амортизатор, 15 – поперечина.

Ступица колеса 4 вращается на оси поворотного кулака в двух роликовых конических подшипниках. На оси она удерживается стопорной шайбой и регулировочной гайкой 6, которая шплинтуется и закрывается колпаком 7.

Основные работы по обслуживанию ходовой части заключаются в осмотре и подтяжке креплений, смазке подшипников ступиц колес, деталей подвески, доливке жидкости в амортизаторы, регулировке подшипников ступиц колес, проверке и установке передних колес.

автомобиль, колесо, передний, подвеска, схема

Смотрите также:

Независимая подвеска. Виды независимой подвески автомобиля.

В первой части материала мы рассказали о существующих видах подвесок, и подробно остановились на видах зависимой подвески. Сегодня же мы поведаем о видах независимой подвески.

Итак, видов независимых подвесок – девять, причем, у двух из них есть по несколько разновидностей.

Первый вид подвески такого типа – с качающимися полуосями. Уже из самого названия понятно, что основными элементами конструкции такой подвески выступают полуоси. На их внутренних концах имеются шарниры, при помощи которых полуоси прикреплены к главной передаче с дифференциалом. Внешние концы полуосей прочно сочленены с колесами. Упругими элементами в таких подвесках служат рессоры или пружины. Особенность этой конструкции независимой подвески в том, что при наезде на препятствие колесо всегда сохраняет свое перпендикулярное размещение относительно полуоси, а силы реакции дороги гасят сами полуоси и их шарниры.

Двухшарнирная подвеска с качающимися полуосями.

В некоторых подвидах такой независимой подвески используются поперечные или продольные рычаги, которые играют роль «гасителей» сил реакции дороги. Как правило, конструкцию такой подвески применяли на заднем мосту для заднеприводных автомобилей.

Такие подвески устанавливались на автомобили марок Ford, Mercedes-Benz и Chevrolet середины ХХ века. В СССР подобная подвеска устанавливалась на автомобили ЗАЗ. К достоинствам подвески с качающимися полуосями относят простоту конструкции, дешевизну обслуживания и ремонта. К недостаткам – большие колебания колеи и развала при наезде на препятствия. Эти недостатки особенно проявлялись при езде со скоростью свыше 60 км/час, что негативно влияло на управляемость автомобилем.

Второй вид независимой подвески – на продольных рычагах. Эта подвеска имеет два подвида: пружинный (упругие элементы – пружины) и торсионный (упругие элементы – торсионы). Особенность конструкции подвески заключается в расположении колес на продольных рычагах, которые подвижно прикреплены к кузову или раме автомобиля. Такой вид подвески устанавливался на задние мосты автомобилей марок Citroen, Austin, на мотороллеры и небольшие прицепы.

Независимая подвеска на продольных рычагах

Плюсами такого типа подвески являются простота ее конструкции, которая, в свою очередь (особенно в торсионном подвиде), позволяла сделать пол автомобиля плоским, и дешевизна изготовления, ремонта и обслуживания. Минусов у нее больше: значительные изменения параметров колесной базы при движении, большие крены в поворотах (из-за низкого центра крена).

Третий вид независимой подвески – на косых рычагах. По своей конструкции она напоминает подвеску на продольных рычагах, с тем отличием, что в ней оси качания рычагов находятся под косым углом. Она, в свою очередь, делится на два подвида: с одношарнирными полуосями с диагональными рычагами (расположены под углом 45 градусов) и двухшарнирными полуосями с косыми рычагами (шарниры расположены с обоих концов полуосей). Этот вид подвески в основном устанавливался на заднюю ось (на авто такие марок как Ford, Mercedes-Benz, Opel, Porsche, Fiat и ЗАЗ), с подвеской на косых рычагах на передней оси изготавливался Trabant. Преимуществами такой подвески, по сравнению с подвеской на продольных рычагах, являлось уменьшение колебаний параметров колесной базы, кренов автомобиля в повороте.

К недостаткам этого вида подвески относится сильное изменение схождения и развала колес, высокий центр крена (для подвида с одношарнирными полуосями).

Четвертый вид независимой подвески – на продольных и поперечных рычагах. В конструкции этой подвески используется направляющая стойка, в которой, чтобы разгрузить брызговик крыла, применяется продольный рычаг, принимающий на себя верхние опорные усилия. Этот вид подвески громоздок, сложен в конструкционном плане, а потому непопулярен. Такую подвеску имели автомобили марки Rover, Glas. Как таковых преимуществ у подвески на продольных и поперечных рычагах мало: это большое расстояние по высоте межу опорными узлами (уменьшает влияние сил на крепления подвески к кузову) и вариативность конструктивных ходов подвески. К недостаткам относят сложность конструкции (большое количество деталей – шарниров, рычагов), большие габариты, плохие параметры кинематики (значительное изменение угла развала при больших ходах подвески).

Пятый вид независимой подвески – на двойных продольных рычагах. Особенность ее конструкции в том, что с каждой стороны у оси есть два продольных рычага, которые объединяются расположенными поперечно торсионами, играющими роль упругих элементов подвески. Как правило, такая подвеска устанавливалась на переднюю ось заднемоторных автомобилей марки Volkswagen и Porsche начала — середины ХХ века. Плюсы такой подвески: компактность, возможность вынесения вперед передней части кузова автомобиля (что положительно сказывалось на комфорте водителя и переднего пассажира). Минусы: изменение параметров колесной базы при наезде на препятствия, большая масса рычагов (увеличивает вес авто).

Шестой вид подвески – на двойных поперечных рычагах. Она, в зависимости от используемых упругих элементов, делится на пять подвидов: пружинный, торсионный, рессорный, гидропневматический и пневматический. Общность этой конструкции для всех подвидов заключается в наличии поперечных рычагов, которые своими внутренними концами подвижно сочленены с кузовом или рамой машины, а внутренними – с поворотной (для передней подвески, с шаровыми шарнирами с двумя степенями свободы) и неповоротной (для задней подвески, с цилиндрическими шарнирами с одной степенью свободы) стойкой. Верхний рычаг в такой подвеске короче, чем нижний, располагаться они могут как параллельно друг другу, так и под некоторым углом.

Пружинная подвеска на двойных поперечных рычагах в своей конструкции имеет витые пружины, играющие роль упругого элемента.

Схема подвески на двойных поперечных рычагах

Они располагаются между поперечными рычагами, либо над верхним рычагом с упором на брызговик крыла. Такую конструкцию подвески имеют автомобили марки Jaguar.

Торсионная подвеска на двойных поперечных рычагах в качестве упругого элемента имеет продольные торсионы, крепящиеся к нижним рычагам. В этом подвиде подвески они могут крепиться как продольно, так и поперечно. С такой подвеской производились автомобили марок Packard, Chrysler, Fiat, Simka и ЗИЛ.

Рессорная подвеска в качестве упругого элемента использует рессоры, которые располагаются поперечно двойным рычагам.

Рессорная подвеска

На автомобили устанавливались подвески с одной, двумя, четырьмя рессорами, которые крепились в одной либо двух точках. Также в первой половине ХХ века производились автомобили, которые имели четыре полурессоры (по две с каждой стороны борта), располагавшиеся поперечно. Рессорную конструкцию подвески имели автомобили Tatra, Fiat, Ford, Autobianci, Chevrolet, Lancia, Packard.

В гидропневматическом и пневматическом подвиде независимой подвески на двойных поперечных рычагах роль упругих элементов играют пневматические баллоны или гидропневматические элементы, объединенные в одно целое с системой гидроусилителя руля и гидравлической системой тормозов. Пневматическую подвеску на двойных поперечных рычагах имели автомобили марок Mercedes-Benz, Austin, а гидропневматические подвески были распространены у моделей компании Citroen.

Подвеска на двойных рычагах

Преимущества независимой подвески на двойных поперечных рычагах выражаются в конструкционном и функциональном аспектах. Конструкция такой подвески уникальна тем, что все ее элементы могут крепиться к специальной поперечине, которая жестко вмонтирована в кузов или раму. Таким образом, при ремонте эту подвеску можно снять полностью как отдельный агрегат для ремонта или замены. Функциональное преимущество заключается в том, что выбирая определенную геометрию размещения рычагов, можно жестко задать любые необходимые установочные параметры подвески. Это способствует высокой степени управляемости автомобилем, из-за чего подвески с двойными поперечными рычагами зачастую используют в спортивных автомобилях.

Седьмой вид независимой подвески – «свечная». Она стала конструкционным предтечей подвески МакФерсона. В конструкции этого вида подвески применяется жесткая рама, на которую насажен поворотный кулак. Сверху он подпирается пружиной или рессорой. При наезде на препятствие поворотный кулак скользит по раме вверх и вниз, обеспечивая подрессоривание. Сегодня эту подвеску имеют только спортивные автомобили компании Morgan, наиболее широкой распространение такой вид имел в начале ХХ века. К плюсам этой подвески можно отнести простоту и компактность конструкции, небольшой вес, высокую надежность. К минусам – большие продольные колебания.

Восьмой вид независимой подвески – подвеска МакФерсона. В ее конструкции используются амортизационные стойки, а упругим элементом выступает витая пружина.

Подвеска МакФерсон (McPherson)

Устанавливается преимущественно на переднюю ось. Более подробно конструкцию, плюсы и минусы этой подвески мы рассмотрим в отдельном материале. Устанавливается подвеска МакФерсон на большинстве современных легковых автомобилей.

Девятый вид независимой (полузависимой) подвески – торсионно-рычажная, сочетающая в своей конструкции два продольных рычага и торсионную скручиваемую балку. Этот вид подвески использовался на задней оси переднеприводных автомобилей. Разработали торсионно-рычажную подвеску в компании Audi, на моделях которой она устанавливалась в 1970-90-х годах.

Торсионно-рычажная (полузависимая)

Сегодня такую подвеску изредка используют на бюджетных моделях китайские компании. К преимуществам такой подвески относится их долговечность и надежность, относительная простота конструкции. К минусам – жесткость, что сказывается на комфорте пассажиров заднего ряда автомобиля, предрасположенность к кренам в повороте (из-за низкого расположения центра крена).

Странные подвески: конструкторские изыски, пошедшие в серию

Подвески современных легковых автомобилей многообразием не радуют. Правят бал буквально несколько вариантов технических решений, которые давно стали стандартом. «Макферсон» в конструкции передней оси с задней скручиваемой балкой или рычажная схема по кругу. Собственно, это почти все разнообразие. Встретить что-то еще на легковых машинах сложно, хотя интересных технических решений в истории автопрома было немало, причем некоторые из них таки дожили до наших дней.

Даже стандартные типы подвесок могут иметь занятные особенности реализации в части конструкции рычагов и упругих элементов. Многие вполне привычные в прошлом решения сейчас уже не встречаются и воспринимаются как экзотика, а какие-то так и не стали массовыми, несмотря на интересную идею в основе. И пусть порой на практике идеи оказываются не столь уж востребованными, нужно отдать должное фантазии конструкторов.

«Обычный» McPherson

Этот тип подвески — один из самых распространенных. В передней подвеске стойки Макферсона можно встретить практически на любых машинах — от малолитражек до представительских авто. Иногда эта схема появляется и на задней оси. Несмотря на повсеместную распространенность и отработанную схему, конструкторы не оставляют попыток что-то улучшить.

Если вы привыкли к стойкам с пружинами, то вас однозначно удивит популярный в прошлом Mercedes W124, у которого амортизаторы есть, а пружин на нем нет. Они стоят отдельно, что немного улучшает условия работы опоры стойки и снижает нагрузку на нее. Правда, конструкция получилась не столь компактной, но на сравнительно крупной машине это явно не было проблемой. А вот на классических Porsche 911 передний «Макферсон» обходится вообще без пружин, тут стоит продольный торсион. Еще более необычно выполнена задняя подвеска машинки Smart первого поколения: тут пару стойкам составляет поперечная композитная рессора.

Схема McPherson — это не только сама стойка, но и нижние рычаги. Сейчас экзотикой выглядят подвески, в которых в качестве нижней опоры используется набор из рычага и растяжки, столь привычный на ВАЗ-2108. Подобное решение давно кануло в прошлое, как и экзотичная конструкция использования в качестве рычага-растяжки стабилизатор поперечной устойчивости. Последние автомобили, в которые применялось такое решение, остались в 1990-х, вроде Audi 100 в кузове C4. Однако шансы увидеть такую подвеску «вживую» все же остаются.

Еще одна интересная машина — Saab 900 второго поколения. Здесь рычаг сделан составным, тогда как на базовой конструкции он был цельным L-образным. Многорычажки не получилось, но техническое решение изящное, хотя обычно разницу в продольной и поперечной жесткости крепления нижнего рычага реализуют за счет сайлент-блоков его крепления.

Одним из технических ограничений подвесок «Макферсон» является конструктивно обусловленная связь между углом наклона оси поворота колеса и стойки, а также плечом обкатки. Поскольку ось поворота конструкции проходит через шаровой шарнир, соединяющий нижний рычаг и шаровую опору стойки, то при уменьшении плеча обкатки ухудшаются эластокинематические параметры подвески, главным образом по изменению угла развала под нагрузкой.

Решение нашлось в отдельном поворотном кулаке подвески. Таким образом, ось поворота колеса оказалась развязана с осью поворота стойки, а значит, появилась возможность уменьшить плечо обкатки и при этом обеспечить хорошие сцепные качества в поворотах при сохранении сравнительно невысокой цены подвески. Именно так устроены подвески RevoKnuckle и HiPerStrut от Ford и Opel, а также подвеска на спортивном Renault Megane RS.

В задней подвеске при изменении нагрузки очень важно изменение не развала, а схождения. Поэтому, сделав нижний рычаг из нескольких элементов, как в настоящих многорычажных подвесках, можно задать и схожую эластокинематику. Так, например, сделала Toyota: три рычага обеспечивают «программирование» схождения в широком диапазоне.

Подвеска с качающимся поперечным рычагом

Посмотрите на подвеску Twin I-Beam от Ford. На ней рычаг правого колеса крепится к левой поперечине рамы, а левого — к правой. Получаются очень длинные рычаги — дешево и очень необычно. Причем получилось настолько удачно, что модифицированный вариант Twin Traction Beam использовали для ведущей оси Ford Bronco и Ford Explorer, а также на разных спортпрототипах для бездорожья, которым были нужны огромные хода подвесок и прочность.

Многорычажные подвески

Двойные поперечные рычаги и многорычажные подвески сами по себе могут быть весьма необычными. Как по форме рычагов, так и по их взаимодействию или даже количеству. Но встречаются и конструкции, которые сражают наповал. Например, задние подвески «классических» Jaguar. Вроде бы схема по типу относится к подвескам на двойном поперечном рычаге, но верхнего рычага тут нет. Вместо него используется приводной вал с двумя карданными шарнирами, да еще с вынесенными к главной передаче тормозными дисками. Правда, при такой схеме люфт в карданном шарнире приводит к появлению люфта в подвеске.

Обычно считается, что многорычажные подвески произошли от подвесок с двойным поперечным рычагом. Многие авторитетно это утверждают, да и картинка первой «многорычажки» от Mercedes W201 подтверждает данный факт. Но на самом деле наиболее распространенный тип многорычажных подвесок произошел от подвески на диагональном рычаге. Все трехрычажные схемы — это симбиоз идей, заложенных в подвеске Opel Omega B и BMW E34. Номинально это подвески с диагональным рычагом, но добавление к ним рычага, отвечающего за развал и задающего изменение этого параметра в зависимости от хода колеса, позволило получить качество «программирования» эластокинематики на уровне пятирычажных подвесок в широком диапазоне ходов и нагрузок.

На первый взгляд ничего необычного не заметно, но в конструктивном плане это очень интересная схема. Помимо задания оси поворота рычага за счет податливости шарниров, обеспечивалось его изменение под тягой, а дополнительный «линк» позволял изменять еще и развал. Просто на вид, но сложно в действии. А разделение диагонального рычага с дополнительной тягой на «почти» продольный и два поперечных позволило сделать качественный скачок, например на BMW E36/Opel Vectra B.

Рессоры и торсионы

Довоенные BMW 328 имели переднюю двухрычажную подвеску со шкворнем. Ее особенность в том, что в качестве верхнего рычага использовалась… рессора. К ее концу крепился шкворень, а сама она была закреплена на раме. Нечто подобное использовалось и на машинах Skoda тех лет, только рессора была вместо нижнего рычага. А в более позднее время подвески на двух поперечных рессорах в роли рычагов применялись и на тракторах.

Обычными стальными пружинами уже никого не удивить. С переменным профилем, двойные, бочкообразные — их перепробовали во всех вариантах исполнения. Пружины из бронзы и углепластика изредка применяются в различных гоночных конструкциях, но в серийных автомобилях такую экзотику не ставят. Зато компания Audi в 2015 году на А6 применила пластиковые пружины, более легкие и не подверженные коррозии.

А вот на машинах Volvo устанавливалась поперечная рессора из композитных материалов в сочетании с задней многорычажной подвеской. Впервые она появилась на модели Volvo 960 после первого рестайлинга в 1994 году, а потом — в 2015-м, на втором поколении Volvo XC90. В Chevrolet Corvette начиная с поколения С4 присутствует такой же элемент. На машинах GM эту схему применяли с 1979-го: на платформах E-body и более поздних W-body.

К композитным упругим элементам с натяжкой можно отнести и резиновые блоки на машинах Morris Mini. Подвеска там была вполне обычная, на двойных поперечных рычагах. Зато вместо пружины и амортизатора работал композитный элемент: изящное решение, но крайне некомфортное для пассажиров.

Торсионы в креплении продольного рычага задней подвески в общем-то тоже не слишком оригинальны. На французских автомобилях Peugeot длительное время применяли в качестве упругого элемента продольные торсионы в сочетании с продольными рычагами. Торсионов в этом случае использовалось два, а в качестве подвижного соединения рычага и поперечной балки подвески устанавливался игольчатый подшипник. Кстати, именно эта особенность стала для конструкции фатальной: подшипники в подвеске оказались крайне уязвимыми.

Зато управляемость французских машин, благодаря не самой удачной кинематике такой подвески, была «интересной»: с сильной избыточной поворачиваемостью. Причем создатели смогли это обыграть как особый французский шарм. Кстати, на модели Renault 16 1965 года подвеска также была торсионной, а для удобства компоновки один рычаг располагался дальше другого аж на 70 мм. При этом длина базы у машины слева была больше, чем справа.

Гидропневматические подвески

Различные варианты гидропневматической подвески, например от компании Citroen, тоже остаются примером крайне оригинальной конструкции, но как экзотика в наше время уже не воспринимаются. Зато подвеска Magic Body Control от Mercedes в своем роде уникальна. Это гидравлическая активная подвеска с функцией сканирования поверхности дороги. Теоретически она может компенсировать любые неровности дорожного покрытия, не говоря уже о простой работе в «активном режиме», когда подвеска не допускает кренов и клевков в процессе движения, а также сохраняет оптимальный дорожный просвет на любой скорости.

Система использует в своей работе датчики оптического диапазона и мощный компьютер. Последний заранее просчитывает настройки всех элементов подвески, подстраивая ее под профиль полотна. В теории Mercedes, оснащенный подобной системой, мог пройти «лежачего полицейского», не сбавляя скорости и почти его не почувствовав. На деле же эффективность системы в целом оказалась не слишком высокой: электроника не всегда распознавала колдобины на дороге, а при высокой скорости не успевала подстроить под них подвеску.

Стоит упомянуть и активную электромагнитную подвеску разработки Bose, которая так и не стала серийной. Зато в 2004 году ее испытывали на машинах Lexus, и результаты были очень многообещающими. Как и система от Mercedes-Benz, эта подвеска с помощью компьютера просчитывала рельеф в колее автомобиля, подстраивая необходимую жесткость подвески и положение колеса. Но, в отличие от чисто гидравлических систем, она могла также при необходимости приподнимать каждую из четырех сторон автомобиля.

Назначение подвески автомобиля и принцип её работы

Автоликбез13 августа 2016

На заре развития автомобилестроения производители не уделяли должного внимания подвеске. Из-за этого страдал комфорт поездок – машина шла слишком жестко, колебания ничем не гасились. Вскоре автомобилестроители начали разрабатывать все новые и новые типы подвесок, которые превратили использование автомобиля в одно сплошное удовольствие.

Для чего нужна подвеска?

Неровности дорожного покрытия неизменно приводят к колебанию кузова. Именно из-за них возникает характерная тряска в салоне автомобиля, особенно на средних скоростях. Помимо этого, удары колес о дорожные выбоины порождают некоторую энергию, способную повредить элементы кузова или некоторые агрегаты.

Подвеска смягчает колебания автомобиля, что делает поездку комфортней. Кроме того, она защищает кузов от возможных повреждений. Современные подвески способны настолько смягчать передвижение машины, что даже довольно крупные выбоины не будут заметны для пассажиров.

Еще одно назначение подвески — снижение степени кренов при крутых поворотах автомобиля на больших скоростях. Это возможно благодаря стабилизатору поперечной устойчивости. Он представляет собой упругую балку, скрепляющую кузов с подвеской.

Устройство подвески

То, из чего состоит подвеска автомобиля, формирует довольно сложный технический агрегат. Ничего удивительного в его сложности нет, ведь подвеске необходимо распределять вес автомобиля, а так же снижать нагрузки, воздействующие на кузов. В связи с этим, ремонт некоторых моделей подвесок очень затруднителен в гаражных условиях, приходится обращаться в автосервис.

Подвеска автомобиля состоит из нескольких узлов, на каждом из которых лежит собственная функция:

• Упругие элементы. У разных моделей они могут различаться: пружины, торсионы, а иногда рессоры. Они могут быть выполнены из металла или резины. Задача этих элементов заключается в распределении нагрузок от неровностей по кузову.
• Амортизаторы. Это гасящие устройства, которые нивелируют колебания кузова из-за неровностей, обеспечивая плавное движение автомобиля.
• Рычаги, играющие роль направляющих элементов. Они отвечают за взаимное движение колес и кузова.
• Стабилизатор поперечной устойчивости, о котором было рассказано выше.
• Поворотные кулаки, выполняющие роль опоры для колес. Они равномерно распределяют нагрузку от каждого колеса по всей подвеске.
• Элементы, соединяющие подвеску с кузовом: сайлентблоки, шарниры, жесткие болтовые крепления.

Вот собственно и все, что входит в подвеску автомобиля. У некоторых видов техники устройство подвески может отличаться от этого классического варианта, однако все, что касается легкового автомобиля, выглядит именно так.

Принцип работы подвески

При контакте колеса с дорожной неровностью, возникает энергия, которая распределяется по кузову и его отдельным элементам согласно законам физики. Если бы не было подвески, то тряска была бы невыносимой. Это хорошо заметно на примере некоторых автомобилей периода ВОВ. Тряска была такая, что на особо резких ухабах водитель рисковал вылететь из кабины. У этих транспортных средств была слишком примитивная подвеска, которая была не в состоянии поглотить силу толчков.

Когда колесо попадет на неровность, та энергия, которая могла обрушиться на кузов, переходит в гасящий узел, то есть амортизатор. В зависимости от направленности воздействия энергии, он сжимается или расширяется. Получается, что в вертикальное движение приходит только колесо, а не весь кузов автомобиля.

Одновременно с этим к работе подключаются рычаги. Они отводят энергию колебаний от конкретного участка кузова автомобиля, равномерно распределяя ее по всей подвеске. Это спасает от перекосов кузова, а так же от возможных технических повреждений.

Жёсткость — залог управляемости

С тем, как работает подвеска автомобиля, связана комфортабельность поездок и безопасность пассажиров. Важно правильно подобрать этот агрегат, иначе будут проблемы. Как минимум, будет затруднительно использовать автомобиль в некоторых ситуациях.

Например, если машина используется для быстрой и агрессивной езды, то подвеска должна быть пожёстче. В этом случае, управляемость автомобиля будет несравнимо выше, чем с мягкой подвеской. Помимо этого, машина будет разгоняться и тормозить намного динамичнее. Хорошее решение – активная подвеска. Ее жесткость можно регулировать в зависимости от условий использования транспортного средства.

Устройство ходовой части автомобиля

Ходовая часть автомобиля предназначена для перемещения автомобиля по дороге, причем с определенным уровнем комфорта, без тряски и вибраций. Механизмы и детали ходовой части связывают колеса с кузовом, гасят его колебания, воспринимают и передают силы действующие на автомобиль.

Находясь в салоне легкового автомобиля, водитель и пассажиры испытывают медленные колебания с большими амплитудами, и быстрые колебания с малыми амплитудами. От быстрых колебаний защищает мягкая обивка сидений, резиновые опоры двигателя, коробки передач и так далее. Защитой от медленных колебаний служат упругие элементы подвески, колеса и шины. Ходовая часть состоит из передней подвески, задней подвески, колес и шин.

Подвеска колес автомобиля

Подвеска предназначена для смягчения и гашения колебаний передаваемых от неровностей дороги на кузов автомобиля. Благодаря подвеске колес кузов совершает вертикальные, продольные, угловые и поперечно-угловые колебания. Все эти колебания определяют плавность хода автомобиля.

Давайте разберемся с тем, как в принципе колеса автомобиля связаны с его кузовом. Даже если вы никогда не ездили на деревенской телеге, то, глядя на нее через экран телевизора, вы можете догадаться о том, что колеса телеги жестко закреплены к ее «кузову» и все проселочные «колдобины» отзываются на седоках. В том же телевизоре (в сельском «боевике») вы могли заметить, что на большой скорости телега рассыпается и происходит это именно из-за ее «жесткости».

Чтобы наши автомобили служили подольше, а «седоки» чувствовали себя получше, колеса не жестко связаны с кузовом. К примеру, если поднять автомобиль в воздух, то колеса (задние вместе, а передние по отдельности) отвиснут и будут «болтаться», подвешенные к кузову на всяких там рычагах и пружинах.

Вот это и есть подвеска колес автомобиля. Конечно, шарнирно закрепленные рычаги и пружины – «железные» и выполнены с определенным
запасом прочности, но эта конструкция позволяет колесам перемещаться относительно кузова. А правильнее сказать – кузов имеет возможность
перемещаться относительно колес, которые едут по дороге.

Подвеска может быть зависимой и независимой.

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска это когда оба колеса одной оси автомобиля связаны между собой жесткой балкой. При наезде на неровность дороги одного из колес, второе наклоняется на тот же угол.

 

Независимая подвеска

Независимая подвеска это когда колеса одной оси автомобиля не связаны жестко друг с другом. При наезде на неровность дороги, одно из колес может менять свое положение, не изменяя при этом положения второго колеса.

При жёстком креплении удар о неровность полностью передаётся кузову, лишь немного смягчаясь шиной, а колебание кузова имеет большую амплитуду и существенное вертикальное ускорение. При введении в подвеску упругого элемента (пружины или рессоры), толчок на кузов значительно смягчается, но вследствие инерции кузова колебательный процесс затягивается во времени, делая управление автомобилем трудным, а движение опасным. Автомобиль с такой подвеской раскачивается во всевозможных направлениях, и высока вероятность «пробоя» при резонансе (когда толчок от дороги совпадает со сжатием подвески в течение затянувшегося колебательного процесса).

В современных подвесках, во избежание вышеперечисленных явлений, наряду с упругим элементом используют демпфирующий элемент – амортизатор. Он контролирует упругость пружины, поглощая большую часть энергии колебаний. При проезде неровности пружина сжимается. Когда же, после сжатия, она начнёт расширяться, стремясь превзойти свою нормальную длину, большую часть энергии зарождающегося колебания поглотит амортизатор. Продолжительность колебаний до возвращения пружины в исходное положение при этом уменьшится до 0,5-1,5 циклов.

Надёжный контакт колеса с дорогой обеспечивается не только шинами, основными упругими и демпфирующими элементами подвески (пружина, амортизатор), но и её дополнительными упругими элементами (буферы сжатия, резинометаллические шарниры), а также тщательным согласованием всех элементов между собой и с кинематикой направляющих элементов.

Таким образом, чтобы автомобиль обеспечивал комфорт и безопасность, между кузовом и дорогой должны быть:

• шины
• основные упругие элементы
• дополнительные упругие элементы
• направляющие устройства подвесок
• демпфирующие элементы.

Шины первыми в автомобиле воспринимают неровности дороги и, насколько это возможно, в силу их ограниченной упругости, смягчают колебания от профиля дороги. Шины могут служить индикатором исправности подвески: быстрый и неравномерный (пятнами) износ шин свидетельствует о снижении сил сопротивления амортизаторов ниже допустимого предела.

Основные упругие элементы (пружины, рессоры) удерживают кузов автомобиля на одном уровне, обеспечивая упругую связь автомобиля с дорогой. В процессе эксплуатации упругость пружин меняется вследствие старения металла или из-за постоянной перегрузки, что
приводит к ухудшению характеристик автомобиля: уменьшается высота дорожного просвета, изменяются углы установки колёс, нарушается симметричность нагрузки на колёса. Пружины, а не амортизаторы удерживают вес автомобиля. Если дорожный просвет уменьшился и автомобиль «просел» без нагрузки, значит, пришло время менять пружины.

Дополнительные упругие элементы (резинометаллические шарниры или буферы сжатия) отвечают за подавление высокочастотных колебаний и
вибраций от соприкосновения металлических деталей. Без них срок службы элементов подвески резко сокращается (в частности в амортизаторах: из-за усталостного износа клапанных пружин). Регулярно проверяйте состояние резинометаллических соединений подвески. Поддерживая их работоспособность, Вы увеличите срок службы амортизаторов.

Направляющие устройства (системы рычагов, рессоры или торсионы) обеспечивают кинематику перемещения колеса относительно кузова.
Задача этих устройств в том, чтобы сохранять плоскость вращения колеса двигающегося вверх при сжатии подвески и вниз при отбое) в положении близком к вертикальному, т.е. перпендикулярно дорожному полотну. Если геометрия направляющего устройства нарушена, поведение автомобиля резко ухудшается, а износ шин и всех деталей подвески, в том числе и амортизаторов, значительно ускоряется.

Демпфирующий элемент (амортизатор) гасит колебания кузова, вызванные неровностями дороги и инерционными силами, а следовательно, уменьшает их влияние на пассажиров и груз. Он также препятствует колебаниям неподрессоренных масс (мосты, балки, колёса, шины, оси, ступицы, рычаги, колёсные тормозные механизмы) относительно кузова, улучшая тем самым контакт колеса с дорогой.

Стабилизатор поперечной устойчивости автомобиля предназначен для повышения управляемости и уменьшения крена автомобиля на поворотах. На повороте кузов автомобиля одним своим боком прижимается к земле, в то время как второй бок хочет уйти «в отрыв» от земли. Вот в отрыв-то ему и не дает возможности уйти стабилизатор, который, прижавшись к земле одним концом, вторым своим концом прижимает и другую сторону автомобиля. А при наезде какого-либо колеса на препятствие, стержень стабилизатора закручивается и стремится побыстрее вернуть это колесо на свое место.

Передняя подвеска на примере ВАЗ 2105

Передняя подвеска на примере автомобиля ВАЗ 2105

1. подшипники ступицы переднего колеса;
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. штанга стабилизатора;
17. ось нижнего рычага;
18. подушка штанги стабилизатора;
19. пружина подвески;
20. обойма крепления штанги амортизатора;
21. амортизатор;
22. корпус подшипника нижней опоры;
23. нижний рычаг подвески.

Устройство автомобиля: подвеска

Подвеска автомобиля

Ходовая часть автомобиля выполняет функцию движения. Узлы ходовой части служат для связи колес с кузовом, а также гасят колебания кузова, воспринимают и передают силы, действующие на автомобиль.

В состав ходовой части входят следующие механизмы: передняя и задняя подвески колес, колеса и шины.

Подвеска колес автомобиля

Подвеска смягчает колебания от неровностей дороги. Подвеска обеспечивает кузову вертикальные, продольные, угловые и поперечно-угловые колебания. Эти колебания обеспечивают плавность движения. Именно на рычагах и пружинах подвески крепятся колеса. Благодаря такой конструкции у кузова есть возможность перемещаться относительно колес.

Подвеска может бывает двух типов: зависимая (рисунок 14.1) и независимая (рисунок 14.2).

Рис. 14.1. Схема работы зависимой подвески колес автомобиля

Зависимая подвеска представляет конструкцию, при помощи которой колеса связаны между собой жесткой балкой (задние колеса) и находятся на одной оси. Если автомобиль наедет на неровность одним колесом, то второе наклонится на тот же угол. Рис. 14.2. Схема работы независимой подвески колес автомобиля

Независимая подвеска. Эта конструкция прямо противоположна зависимой подвеске. Она подразумевает, что колеса одной оси автомобиля не связаны жестко между собой (передние колеса). Когда автомобиль наезжает на неровность одним колесом, то положение второго колеса остается неизменным. У подвески есть пружина (рессора), которая смягчает удары и колебания, передаваемые от дороги к кузову. Рис. 14.3. Схема амортизатора 1 — верхняя проушина; 2 — защитный кожух; 3 — шток; 4 — цилиндр; 5 — поршень с клапанами сжатия и «отбоя»; 6 — нижняя проушина; 7 — ось колеса; 8 — кузов автомобиля

Следующий механизм подвески — гасящий элемент подвески или амортизатор (рисунок 14.3). Амортизаторы гасят колебания (посредством сопротивления), которые возникают при перемещении жидкости через калиброванные отверстия из полости «А» в полость «В» и обратно. Это гидравлический амортизатор. Существуют и газовые амортизаторы. В них сопротивление возникает при сжатии газа.

Стабилизатор поперечной устойчивости автомобиля. Когда автомобиль поворачивается, кузов одним боком прижимается к земле, а другим хочет подняться от земли. Благодаря стабилизатору этого не происходит. Если машина наезжает на препятствие, стержень стабилизатора начинает закручиваться и возвращает колесо на место. Стабилизатор можно увидеть на рисунке 14.4. Рис.14.4. Передняя подвеска, на примере автомобиля ВАЗ 2105 1 — подшипники ступицы переднего колеса; 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 — штанга стабилизатора; 17 — ось нижнего рычага; 18 — подушка штанги стабилизатора; 19 — пружина подвески; 20 — обойма крепления штанги амортизатора; 21 — амортизатор; 22 — корпус подшипника нижней опоры; 23 — нижний рычаг подвески

Из чего состоит подвеска автомобиля

Подвеска любого современного автомобиля – это особый элемент, служащий переходным звеном между дорогой и кузовом. И сюда входят не только передние и задние мосты и колёса, но и целая совокупность механизмов, деталей, пружин и различных узлов.

Чтобы провести профессиональный ремонт, автомобилисту необходимо знать, из чего состоит подвеска автомобиля. В этом случае он сможет быстро обнаружить неисправность, провести замену детали или провести отладку.

Основные функции подвески

Устройство подвески

Подвеска любого современного автомобиля призвана выполнять несколько основных функций:

1. Соединение мостов и колёс с основной несущей системой – рамой и кузовом.
2. Передача крутящего момента от двигателя и основной несущей силы.
3. Обеспечение необходимой плавности хода.
4. Сглаживание дорожных неровностей.

Все производители работают над повышением эффективности, надёжности и прочности подвески, внедряя более продвинутые решения.

Разновидности подвесок

Зависимая

Классические автомобильные подвески уже давно ушли в прошлое. Сейчас такие системы стали более сложными. Выделяют две основных разновидности:

1. Зависимая.
2. Независимая.

Независимая

Подавляющее большинство легковушек оснащается независимой подвеской. Она позволяет добиться большего комфорта и безопасности. Суть такой конструкции заключается в том, что колеса, располагающиеся на одной оси, никак жестко не связаны друг с другом. Благодаря этому, когда одно колесо наезжает на какую-то неровность, другое не меняет своего положения.

В случае с зависимой подвеской колёса соединяются жёсткой балкой и представляют собой фактически монолитную конструкцию. В результате этого пара движется синхронно, что не очень удобно.

Основные группы элементов

Расположение элементов подвески

Как уже было сказано, современная подвеска – это сложная система, где каждый элемент выполняет свою задачу, причем функций у каждой детали, узла или агрегата может быть сразу несколько. Все элементы перечислить очень трудно, поэтому специалисты обычно выделяют некие группы:

1. Элементы, обеспечивающие упругость.
2. Направляющие элементы.
3. Амортизирующие элементы.

Для чего предназначается каждая из групп

Амортизатор

Упругие элементы предназначаются для сглаживания вертикальных сил, возникающих из-за неровностей дороги. Направляющие элементы отвечают непосредственно за связь с несущей системой. Амортизаторы гасят любые колебания и обеспечивают комфортность езды.

Основным упругим элементом являются рессоры. Они смягчают удары, колебания и негативные вибрации. Рессора – это большая и мощная пружина, отличающаяся высокой сопротивляемостью.

Устройство амортизатора

Одним из основных элементов подвески являются амортизаторы, выполняющие гасящие функции. Они состоят из:

• верхней и нижней проушин, предназначенных для крепления всего амортизатора;
• защитного кожуха;
• цилиндра;
• штока;
• поршня с клапанами.

Гашение колебаний происходит в результате воздействия силы сопротивления, возникающих при перетекании жидкости или газа из одной ёмкости в другую.

Стабилизатор поперечной устойчивости

Ещё одной важной составляющей является стабилизатор поперечной устойчивости. Он необходим для повышения безопасности. Благодаря ему автомобиль во время движения на больших скоростях не так сильно отклоняется в стороны.

Подвеска играет ключевую роль в определении ходовых качеств легкового автомобиля. Многие производители стараются подобрать качественные детали и серьёзно подходят к вопросам оснащения. Нередко производители используют подвески той или иной компании, которая уже давно заявила о себе и доказала свою надёжность.

Видео

Посмотрите видео, в котором проводится обзор подвески на примере Nissan Almera G15:

Читайте другие наши статьи:

Как провести диагностику подвески

Какие подвески бывают

Тюнингуем подвеску самостоятельно

Основы подвески автомобиля, инструкции и советы по дизайну ~ БЕСПЛАТНО!

Подвеска автомобиля служит нескольким целям:

• Обеспечивает устойчивую платформу для управления автомобилем
• Он позволяет изолировать шасси и водителя от сотрясений, которые шины испытывают при столкновении с любой поверхностью, кроме гладкой, как стекло.
• Обеспечивает контакт всех шин автомобиля с неровной поверхностью.
• Обеспечивает гашение колебаний, которые естественным образом создают резиновые шины, пружины и неровности.

Со временем было создано множество версий подвески для устранения недостатков, но в целом все они стремятся управлять движением шин тремя способами:

1. Поперечно — контроль поперечного движения
2. Продольно — управление движением вперед / назад
3. Вертикально — контроль движения вверх и вниз

Подвески достигают этого с помощью звеньев и структур, которые размещают колеса / шины в определенной «геометрии» относительно транспортного средства.Геометрия определяет поведение шин / колес и шасси при разгоне, торможении и поворотах.

Детали подвески

Давайте посмотрим на компоненты, из которых состоит подвеска.

Шины

В качестве первой точки соприкосновения с дорогой, шины работают в сочетании с геометрией подвески и динамикой передачи веса, обеспечивая сцепление с дорогой. Существует множество различных типов шин, но каждая шина полагается на свое пятно контакта с дорогой (показано на диаграмме T1 ниже) для создания необходимого трения.Как правило, чем больше пятно контакта, тем больше создается трение.

Схема T1. Пятно контакта шины с дорожным покрытием

Сцепление, обеспечиваемое шиной, также основывается на коэффициенте трения (Cf) резиновой смеси и конструкции шины (радиальное / смещение). Этот коэффициент указывает на поперечное сцепление, которое шина способна обеспечить при размещении на ней заданного веса. Коэффициент Cf, равный 1,0, означает, что он способен обеспечить боковой захват 1 фунт на 1 фунт вертикальной нагрузки на него.

Гоночные слики (шины без протектора) — это шины с очень высоким Cf в диапазоне 1,0 и более. С другой стороны, уличные (резьбовые) радиалы редко даже приближаются к 1,0 Cf. Если бы вы поместили вес в 500 фунтов на шину с коэффициентом сопротивления 1,0, вы могли бы ожидать 500 фунтов (на самом деле немного меньше) бокового сцепления. Без аэродинамических вспомогательных средств, которые можно было бы добавить для увеличения веса шины, автомобиль мог бы почти разворачиваться на 1G.

Колеса

Колесо — это то, на что устанавливается шина, и каждый тип колеса имеет свои особенности в зависимости от его ширины, диаметра и материалов конструкции.

Основными типами колес, используемых на автомобилях, являются легированные и стальные.

Легкосплавные диски

можно сконструировать с минимальным весом, так как можно использовать такие легирующие материалы, как алюминий и магний. Кроме того, они, как правило, намного дороже своих стальных аналогов, но им также не хватает сопротивления вмятинам, как у стальных колес. Легкосплавный диск при ударе о бордюр иногда раскалывается и трескается. Тем не менее, для большинства серий автоспорта и уличных транспортных средств лучше всего подходят сплавы.

Стальные колеса

также могут иметь очень малый вес, и их стоимость немного меньше, чем у сплавов, в основном из-за более низкой стоимости конструкции. Стальные колеса деформируются при ударе и обычно позволяют воздуху вытекать из шины, а не разрушаться. NASCAR и другие серийные автомобили используют стальные колеса из-за экстремальных сил.

Колеса, помимо ширины и диаметра, имеют важную конструктивную характеристику, называемую «смещением».

На приведенной ниже диаграмме Wh2 колеса / шины в разрезе образец колеса показывает красную линию, которая представляет установочную поверхность колеса — поверхность с отверстиями для выступов, которые мы прикручиваем болтами к ступице транспортного средства.

Желтая пунктирная линия представляет ось колеса и «нулевое смещение» от осевой линии. Если мы переместим монтажную поверхность к автомобилю, как показано слева на схеме, мы создадим «отрицательное смещение». Если мы отодвинем монтажную поверхность от автомобиля, как показано справа на схеме, мы создадим «Положительное смещение»

.

Смещение важно для конструкции стойки / поворотного кулака, так как оно определяет радиус чистки (см. Дополнительную информацию ниже).

Схема Wh2.Смещение колеса — это положительное или отрицательное расстояние от центральной линии колеса, если смотреть спереди.

Тормоза

Само собой разумеется, что, хотя педаль газа на вашем автомобиле является предпочтительной педалью, тормоза также имеют жизненно важное значение.

Доступны два типа тормозов — дисковый и барабанный. Оба типа используют трение для превращения кинетической энергии движущегося транспортного средства в тепло. Что делает один тип тормозов лучше другого, так это эффективность каждого типа в рассеивании или отводе выделяемого тепла.При слишком большом нагреве материал тормозной колодки / колодки будет создавать меньшее трение, что приведет к так называемому «выцветанию тормоза».

Дисковый тормоз, показанный на диаграмме B1 ниже, обеспечивает более надежное тормозное усилие в гоночных или тяжелых условиях вождения, поскольку его ротор (поверхность, о которой тормозная колодка создает трение и тепло) подвергается воздействию воздушного потока. Это быстро отводит тепло наружному воздуху.

Диаграмма B1. Дисковый тормоз

Дисковая тормозная система работает, как показано на рисунке B2 ниже.Водитель нажимает на педаль тормоза, в результате чего поршень в главном цилиндре сжимает тормозную жидкость (желтый). Жидкость течет по тормозной магистрали к суппорту (зеленый), где два поршня (синий) с прикрепленными тормозными колодками (красный) прижимаются к вращающемуся тормозному ротору (серый), создавая трение и замедляя тормозной ротор и прикрепленное к нему колесо.

Диаграмма B2. Гидравлическая дисковая тормозная система с изображением главного цилиндра и суппорта в разрезе.

Барабанный тормоз, показанный на рисунке B3 ниже, использует полукруглые колодки, которые прижимаются к внутренней части тормозного барабана рабочим цилиндром.

Диаграмма B3. Барабанный тормоз

Когда тормоза отпущены, между башмаками и барабаном остается небольшой воздушный зазор, как показано на рисунке B4 ниже.

Диаграмма B4. При отпускании барабанного тормоза между колодками и барабаном остается воздушный зазор.

Схема B5. Барабанный тормоз при включении толкает колодки к барабану, создавая трение, которое превращает кинетическую энергию в тепловую.

При включенных колодках, как показано на рисунке B5 выше, тормоз создает высокий уровень тормозной способности за счет большого трения.Однако из-за того, что барабан «закрыт» по сравнению с открытым ротором дискового тормоза, сохраняется больше тепла, что приводит к более быстрому срабатыванию тормоза.

На схеме B6 ниже показан барабанный тормоз в гидравлической системе. Водитель нажимает на педаль тормоза, в результате чего поршень в главном цилиндре сжимает тормозную жидкость (желтый). Жидкость проходит по тормозной магистрали к рабочему цилиндру (синий), который содержит два поршня (розовый). Эти поршни прикреплены к тормозным колодкам (красный / голубой). Поршни прижимают тормозные колодки к барабану (зеленый), создавая трение и замедляя тормозной барабан и прикрепленное к нему колесо.

Схема B6. Гидравлическая барабанная тормозная система, показывающая поперечное сечение главного цилиндра и барабана в сборе.

Барабанные тормоза дешевле в производстве и обычно используются вместе с ведущей осью. Однако дисковые тормоза предпочтительнее для любого типа гоночных или спортивных автомобилей, где они могут быть установлены, поскольку они имеют меньшую массу и лучшее охлаждение.

Советы по дизайну подвески (1/4)

Минимизация неподрессоренной массы

Неподрессоренная масса, или вес шины, колеса и подвески, влияет на то, насколько хорошо шина следует неровностям и неровностям дорожного покрытия.Использование более легких колес, шин и компонентов подвески снизит вес. Вес этих компонентов подвески сам по себе не так важен, как соотношение между подрессоренной массой автомобиля (шасси, водителя, двигателя и т. Д.) И неподрессоренной массой. Чем меньше неподрессоренная масса по отношению к подрессоренной, тем легче будет управлять шиной / колесом с помощью пружин, амортизаторов (амортизаторов) и стабилизаторов поперечной устойчивости.

Компоновка передней подвески | Скачать научную диаграмму

Контекст 1

.К сожалению, разделение этих двух качеств еще не достигнуто, хотя есть несколько новых исследовательских проектов в этом направлении, поэтому шина, жесткая в поперечном направлении, неизбежно будет чрезмерно жесткой в ​​вертикальном. Помимо чрезмерной жесткости, шины также являются недостаточно демпфирующими элементами, поскольку содержащийся в них воздух не может обеспечить более чем минимальное демпфирование. Это, в свою очередь, делает определение коэффициента демпфирования подвески большой проблемой, поскольку для надлежащего демпфирования движения колеса коэффициент демпфирования будет чрезмерным для движения кузова транспортного средства по отношению к колесам.Модель с двумя степенями свободы, так называемая модель четверти автомобиля, приводящая к двум режимам, может очень легко выявить вышеупомянутую проблему демпфирования. Модель четверти вагона может быть адекватной, чтобы подчеркнуть эту внутреннюю проблему, которую инженер должен решить, или обеспечить хорошую стартовую основу для задач оптимизации езды, но ни в коем случае уже не является адекватной для надлежащего анализа динамики транспортного средства. Введение степеней свободы, которые характеризуют движение транспортного средства в реальном мире, также увеличивает количество возможных режимов.Исходя из предположения, что транспортное средство состоит из жестких элементов, режимы, представляющие особый интерес для анализа динамического поведения, можно разделить на следующие группы: а) рыскание и боковой режим, определяемый характеристиками поперечной жесткости шины и статические нагрузки на шину b) отскок, тангаж, крен на шинах, где ход подвески минимален по сравнению с движением тела относительно земли, и транспортное средство практически подвешено на шинах, что определяется характеристиками вертикальной жесткости шины c) отскок, тангаж , крен, перекос на подвеске, где ход подвески максимален по сравнению с движением тела относительно земли, что определяется жесткостью элементов подвески и характеристиками демпфирования. Режимы группы а) практически не зависят от характеристик подвески и зависят от спецификация шины по поперечной жесткости и характеристика автомобиля (распределение веса, колесная база, давление в шинах и т. д.).Достаточно тщательных, но простых вычислений, чтобы определить соотношение между передней и задней поперечной жесткостью в соответствии со спецификацией автомобиля, чтобы разделить два режима и добиться желаемых устойчивых характеристик прохождения поворотов, нейтрального или слегка подруливания в случае гонщиков на треке. Общая жесткость шины установлена ​​как можно более высокой, чтобы обеспечить четкий отклик. Группы b) и c) должны рассматриваться вместе. Аналогично модели четверти автомобиля, где одна степень свободы фактически соответствует смещению подвешенного кузова по отношению к земле, а другая — значительному ходу колес и минимальному смещению кузова, группа b) может считаться прямым аналогом автомобиля первой четверти. режим, тогда как группа c) ко второму.Таким образом, если предположить, что режимы в каждой группе разделены, надлежащий анализ может привести к идеальному компромиссу между движением тела и колеса. Сведение к минимуму первого особенно желательно, чтобы избежать аэродинамической нестабильности, в то время как второе необходимо для максимизации пятна контакта шины и минимизации возмущения нагрузки на шины, факт, который из-за нелинейного поведения шины ограничивает общую генерацию поперечной силы и следовательно, способность автомобиля проходить повороты. Стоит отметить, что аналогичный баланс ищут и в автомобилях общего пользования, при этом целями являются комфорт езды и безопасность на поворотах за счет прогрессивной и предсказуемой управляемости соответственно.Однако конструкция подвески по умолчанию не позволяет использовать отдельные режимы. Все типы подвески должны ограничивать пять из шести степеней свободы держателя колеса. Существовало и существует множество решений, каждое из которых характеризуется определенными преимуществами и недостатками, которые делают их подходящими для различных приложений. В случае гонщиков на треке выбор по умолчанию, почти по правилу, — это пятирычажная подвеска. Ниже приведены некоторые типичные примеры, один для передней части (Рис.1) и два для заднего торца (рис. 2, 3). Очевидно, что верхний и нижний поперечные рычаги состоят из двух звеньев каждое, а пятое звено является либо рулевой тягой передней подвески, либо рулевой тягой, обеспечивающей …

Context 2

… пятой. степень свободы для задних колес. Эта конкретная компоновка была установлена ​​в автоспорте по многим причинам, в первую очередь из-за отличных и настраиваемых кинематических качеств колес, особенно в отношении ориентации колесной опоры относительно хода колеса при работе подвески, незаметного воздушного потока и небольшого неподрессоренного веса, особенно в сочетании с толкатели, при этом звенья не подвергаются изгибающим нагрузкам.Толкатели также желательны для определения скорости вращения колеса, которая представляет собой отношение смещения пружины-демпфера к ходу колеса. Следовательно, прогрессивное, линейное или регрессивное поведение может быть задано в зависимости от геометрии толкателя-коромысла, причем первый случай является наиболее популярным для обеспечения постепенного увеличения жесткости подвески по мере сжатия пружины-демпфера. Пружина и / или амортизаторы могут быть телескопическими или поворотными. По ряду причин в современных гоночных автомобилях Формулы 1 обычные пружинные элементы были заменены торсионами, и поэтому в передней части установлены амортизаторы (рис.1). Однако некоторые конструкторы по-прежнему выбирают телескопические амортизаторы в задней части, и это основное различие между схемами, изображенными на рис. 2 и …

(PDF) Схема адаптивного ПИД-регулирования для полного управления подвеской автомобиля

Аль-Холоу, Н., Т. Лахдири, Д. С. Джу, Дж. Уивер и Ф.

Аль-Аббас. 2002. «Логический вывод нейронной сети в скользящем режиме

Нечеткое логическое управление для активных подвесных систем».

Транзакции IEEE в нечетких системах 10 (2): 234–246.

DOI: 10.1109 / 91.995124.

Аллейн А. и Дж. К. Хедрик. 1995. «Нелинейное адаптивное управление активными приостановками

». Транзакции IEEE по технологии систем управления

3 (1): 94–101. DOI: 10.1109 /

87.370714.

Аллейн А. и Дж. К. Хедрик. 1992. «Нелинейное управление активной подвеской вагона

». В трудах Американской конференции по контролю IEEE

, Чикаго, Иллинойс, 24–26 июня,

1992: 21–25. Нью-Йорк: IEEE.

Бигларбегян М., В. Мелек и Ф. Голнараги. 2006. «Intelli-

gent Control of Vehicle Semi-active Suspension Systems

для повышения комфорта езды и управляемости». В Pro-

ceedings of IEEE Annual Meeting of the North American

Fuzzy Information Processing Society, NAFIPS 2006 ,

Монреаль, Ку, 3–6 июня 2006 г.: 19–24. Нью-Йорк: IEEE.

Чех, I. 1994. «Полностью колесная модель транспортного средства с подвесной подвеской Con-

.”Динамика систем транспортных средств: Международный журнал механики транспортных средств и мобильности

23 (1):

467–480. DOI: 10.1080 / 00423119408969070.

Чаласани, Р.М. 1986. «Потенциал ходовых качеств активной системы подвески

, часть 11: Всесторонний анализ, основанный на

на полной модели автомобиля». В материалах симпозиума по

Моделирование и управление наземными транспортными средствами и трансмиссией

Системы портала, декабрь 1986: 205–234. Анахайм,

CA: ASME, AMD.

Chang, W.-D., and J.-J. Ян. 2004. «Оптимальная настройка контроллеров PID

на основе использования алгоритма эволюционного программирования

». Журнал Китайского института инженеров

27 (3): 439–442. DOI: 10.1080 / 02533893.2004.9670890.

Чен, Ю. 2009. «Управление скользящим режимом поверхности Skyhook на полуактивной системе подвески автомобиля

для повышения комфорта езды

». Разработка 1 (1): 23–32. DOI: 10.4236 /

eng.2009.11004.

Чен, Х., З. Ю. Лю и П. Ю. Сунь. 2004. «Применение Con-

напряженного управления H

∞

к системам активной подвески на моделях автомобилей Half-

». Journal of Dynamic Systems, Measurement,

and Control 127 (3): 345–354. DOI: 10,1115 / 1,1985442.

Cheng, C. P., and T. S. Li. 2007. «Проект нечеткого управления

на основе Ep для активной системы подвески с полной моделью автомобиля

». В материалах Международной конференции IEEE

по системам, человеку и кибернетике, Монреаль, Квин, 7–10

Октябрь 2007: 3288–3293.Нью-Йорк: IEEE.

Дарус, Р. 2008. «Моделирование и управление активной подвеской

для полной модели автомобиля». Магистерская диссертация, Технологический университет

Малайзия.

Эльбехейри, Э. М., Д. К. Карнопп, М. Э. Элараби и А. М.

Абдельраауф. 1996. «Дизайн субоптимального управления активной

и пассивной подвеской на основе полной модели автомобиля».

Динамика систем транспортных средств 26 (3): 197–222. DOI: 10.1080 /

00423119608969309.

Giua, A., К. Сецу и Г. Усай. 1999. «Полуактивная подвеска-

sion Design с оптимальной целью переключения усиления». Vehi-

cle System Dynamics: International Journal of Vehicle

Mechanics and Mobility 31 (4): 213–232. DOI: 10.1076 /

vesd.31.4.213.4233.

Güclü, R. 2003. «Активный контроль вибрации сиденья модели автомобиля

с использованием различных вариантов подвески».

Турецкий журнал инженерной эволюции науки 27

(6): 361–373.

Güclü, R., and N. Yagiz. 2004. «Сравнение различных стратегий троллинга Con-

на транспортном средстве с использованием управления скользящим режимом».

Иранский журнал науки и технологий 28 (B4): 413–

422.

Хео, С. Дж., К. Парк и С. Х. Хванг. 2000. «Рабочие характеристики и рассмотрение конструкции

для непрерывно контролируемых систем активной подвески

». Международный журнал транспортных средств

Design 23 (3–4): 376–389. DOI: 10.1504 / IJVD.2000.001902.

Карнопп Д., М. Дж. Кросби и Р. А. Харвуд. 1974. «Управление вибрацией

с использованием полуактивных генераторов силы». Журнал

по машиностроению для промышленности 96 (2): 619–626. DOI: 10,1115 /

1,343873.

Krtolica, R., and D. Hrovat. 1992. «Оптимальное управление активной подвеской

на основе модели полувагона: аналитическое решение —

». IEEE Transactions on Automatic Control 37 (4):

528–532. DOI: 10.1109 / 9.126592.

Кумар, MS 2008. «Разработка системы активной подвески

для автомобилей с использованием ПИД-регулятора». В материалах Всемирного конгресса инженеров

, Лондон, Великобритания,

2–4 июля 2008 г. 1472 –1477. Лондон, Великобритания: WCE.

Lauwerys, C., J. Swevers, and P. Sas. 2005. «Надежное линейное управление

активной подвески на испытательном стенде автомобиля —

». Практика инженерного контроля 13 (5): 577–586.

DOI: 10.1016 / j.conengprac.2004.04.018.

Ли, Дж. И У. Дж. Ли. 1997. «Адаптивное нечеткое управление полуактивными подвесками автомобилей

». Американское общество инженеров-механиков

: динамические системы и управление, подразделение

sion 61: 293–297.

Lin, J.-S., and I. Kanellakopoulos. 1997. «Нелинейный дизайн активных подвесок

». Системы управления IEEE 17 (3): 45–59.

DOI: 10.1109 / 37.588129.

Лин Ф., Р. Д., Брандт и Г. Сайкалис. 2000. «Самонастройка

ПИД-регуляторов с помощью адаптивного взаимодействия.”В материалах

Американской конференции по контролю, Чикаго, Иллинойс, 28–30 июня

2000: том: 5: 3676–3681. Нью-Йорк: IEEE.

Лю, З. 2007. «Самонастраивающееся управление электрическими машинами с использованием оптимизации градиентного спуска

». Применение оптимального управления

и метод 28 (2): 77–93. DOI: 10.1002 / oca.789.

Марино Р., С. Пересада и П. Валиги. 1993. «Адаптивный ввод —

выход, линеаризирующий управление асинхронными двигателями». IEEE

Transactions on Automation Control 38 (2): 208–221.

DOI: 10.1109 / 9.250510.

Паулидес, Дж. Дж. Х., Л. Энсика, Э. А. Ломонова, А. Дж. А.

Vandenput. 2006. «Конструктивные соображения для полуактивной системы электромагнитной подвески

». IEEE Transactions

on Magnetics 42 (10): 3446–3448. DOI: 10.1109 /

TMAG.2006.879963.

Рэй, Л. Р. 1992. «Робастные линейно-оптимальные законы управления для

активных систем подвески». Журнал динамических систем,

Измерение и управление

114 (4): 592–598.DOI: 10,1115 /

1,2897729.

Томпсон А. Г. и Б. Р. Дэвис. 2005. «Расчет среднеквадратичных переменных состояния

и управляющих сил в модели полуавтомобиля

с предварительным просмотром активной подвески с использованием Spectral

16 L. Khan et al.

Загружено [Shahid Qamar] в 10:11, 24 ноября 2015

Подвески и компоненты тормозов автомобиля

На рисунке выше изображен типичный блок передней подвески автомобиля с многорычажными рычагами управления со стороны пассажира и водителя, а также реечный блок рулевого управления.

На этой странице портфолио у нас есть коллекция иллюстраций подвески автомобиля, компонентов реечного рулевого управления и компонентов барабанного или дискового тормоза.

На приведенном выше рисунке передней многорычажной подвески легкового автомобиля показаны верхние и нижние тяги А-образного рычага, стойка амортизатора, стабилизатор поперечной устойчивости, подрамник, передний дисковый тормоз и колесо.

На этом рисунке показаны передняя и задняя подвески типичного 4-дверного легкового автомобиля.

На этой иллюстрации, вид сверху сверху, показана задняя подвеска с продольными рычагами изолированного легкового автомобиля со стабилизированными стабилизаторами поперечной устойчивости, винтовыми пружинами, шинами и колесами.

На этом изображении показана тональная иллюстрация простой конфигурации задней подвески с цельной одиночной балкой, подпружиненной винтовыми пружинами и гидравлическими амортизаторами. Этот блок подвески имеет базовые барабанные тормоза и может использоваться в типичном автомобиле эконом-класса.

На следующем рисунке вид сверху показан изолированный многорычажный блок задней подвески автомобиля с стабилизаторами поперечной устойчивости, винтовыми пружинами, подрамником, шинами и колесами.

На приведенном выше рисунке показаны различные компоненты автомобильного дискового тормоза, такие как дисковый ротор, суппорт и композитные тормозные колодки с удерживающими пружинами.

На приведенном выше рисунке показаны компоненты барабанного тормоза типичного автомобиля эконом-класса, такие как тормозной барабан, тормозные колодки, регулирующие устройства и удерживающие пружины.

На приведенном выше рисунке показан изолированный полностью собранный передний дисковый тормоз автомобиля.

На этом изолированном рисунке показана базовая задняя подвеска автомобиля и барабанный тормоз, который проходит сквозь шину и колесо.

На этом изолированном рисунке показана передняя подвеска тяжелого пикапа.

На этой схеме показана передняя подвеска легкового автомобиля с обозначениями отдельных компонентов, таких как стойка нижнего рычага подвески, дисковый ротор, ось, суппорт, амортизатор, амортизатор и компоненты привода передних колес.

На этом рисунке показан разрез радиальной автомобильной шины Hankook Пробег Plus GT.

Свяжитесь с нами, чтобы получить полный список стоковых изображений автомобилей и их расценки.

Система подвески автомобиля

Разработаны передаточная функция и модель в пространстве состояний для подвески автомобиля система, показанная ниже.Данная система является прикладной версией система массовых пружинных амортизаторов.

2 неизвестных, поэтому необходимо 2 уравнения.

Преобразование Лапласа (уравнение 1) и (уравнение 2):

Когда в системе есть масса, ее положение и скорость обычно являются выбраны в качестве переменных состояния. Для этой системы положение и скорость обеих масс и сила (вход) достаточны для определения любого будущего выходного значения (положения тела). По этим причинам положение и скорость обеих масс выбраны в качестве переменных состояния.

Перепишите (уравнение 1) и (уравнение 2) в этих новых обозначениях:

Примечание: эта система основана на примере из учебника [1].Он доработан и дополнен дополнительными вычислениями.

[1] Филлипс, Парр (2011) Системы управления с обратной связью 5-е издание Системы управления с обратной связью

(вход)	ф (т)	=	внешняя сила, приложенная к шине
(выход)	z 1 (t)	=	смещение корпуса	неизвестно
	z 2 (t)	=	смещение колеса
	M 1	=	Масса автомобиля
	M 2	=	Масса колеса
	К 1	=	постоянная пружина подвески
	К 2	=	эластичность шины
	B	=	коэффициент демпфирования амортизатора

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файлах cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

10 ключевых факторов в конструкции подвески

Конструктор Lister Storm LMP раскрывает свои секреты конструкции подвески

При проектировании системы подвески необходимо учитывать 10 ключевых факторов, будь то одноместный автомобиль или спортивный прототип, и часть навыков дизайнера заключается в урегулировании противоречий между ними.

Конечно, стремятся избегать компромиссов в любом направлении, но неизбежно одни критерии будут иметь приоритет над другими. Наиболее важные из них:

• Монтажная жесткость
• Автомобильная упаковка (аэродинамика, конструкция шасси и нормативные требования)
• Cg высота
• Неподрессоренная масса
• Охлаждение (тормоза и подшипники).

Прочие второстепенные приоритеты включают — в произвольном порядке:

• Стоимость
• Эргономика
• Ресурсы для проектирования
• Коэффициент движения
• Геометрия

У других дизайнеров, возможно, будут другие взгляды на эти приоритеты.

Но хотя механикам и счетчикам это может не понравиться, я считаю, что факторы, не связанные с производительностью, такие как эргономика и стоимость, должны быть второстепенными для автомобиля, для которого производительность является основной целью. Более удивительным для некоторых будет тот второстепенный приоритет, который я придаю геометрии, и я расскажу об этом позже, но я должен подчеркнуть, что если приоритет один равен 100, то приоритет два равен 90: другими словами, все имеет значение.

Главный приоритет среди 10 — это упаковка автомобиля, потому что, если автомобиль не соответствует правилам, он не участвует в гонках, а если он не работает аэродинамически, он не выигрывает.По сравнению с одноместным автомобилем, где вращающиеся шины имеют большое и в значительной степени неизменное влияние, обволакивающий кузов прототипа имеет гораздо большее аэродинамическое и, следовательно, эксплуатационное значение. Вместе правила и аэродинамическая программа будут определять объемы, доступные для передней подвески, тогда как задняя подвеска будет контролироваться структурой и аэродинамикой.

В моем последнем проекте Lister Storm LMP — который я упоминаю в этой статье — я решил пропускать охлаждающий воздух для радиаторов и передних тормозов через переднюю подвеску.Чтобы свести к минимуму засорение элементами подвески и очистить совки передних тормозов, было большое вертикальное разделение между верхними и нижними поперечными рычагами, причем верхний поперечный рычаг располагался как можно выше в пределах обода колеса (диаметром 18 дюймов). Это имело и другие положительные эффекты, такие как снижение нагрузок на поперечные рычаги, выравнивание путей нагрузки на поперечных рычагах с верхней и нижней обшивкой пространства для ног (минимальная высота регулируется регулировкой) и обеспечение разумного вертикального угла для тяги.

Приведение в действие тяги

нетрадиционно для современных спортивных автомобилей, но я выбрал его по ряду причин. С точки зрения упаковки это означало, что я мог заполнить свободный объем пружинами и амортизаторами, сохраняя при этом линию капота (обычно приподнятую, чтобы покрыть амортизаторы, приводимые в действие толкателями). Кроме того, он предлагал меньшую высоту Cg, чем толкатель, и возможность снизить вес и стоимость за счет использования одного подвесного кронштейна для выполнения нескольких функций: наш « мульти-кронштейн » (и его специальная вставка в шасси) обеспечивал крепления для передней стойки FLWB (передний нижний поперечный рычаг), амортизатор, стабилизатор поперечной устойчивости и носовой ящик.Шарнир коромысла с двойным срезом также намного легче, чем обычный толкатель с одинарным срезом, и передает свои нагрузки непосредственно на жесткое пересечение стороны пространства для ног и пола. Тяга крутая и короткая, поэтому ее поперечное сечение может быть небольшим. Очевидно, что сжимающие нагрузки, воспринимаемые тяговым штоком, невелики, так что коробление не вызывает беспокойства, а небольшое поперечное сечение является преимуществом, поскольку тяга находится в потоке охлаждающего воздуха.

Главный компромисс, конечно же, заключался в эргономике, где расположение толкателей не имеет себе равных.Кроме того, я был довольно ограничен в длине демпфера и, следовательно, в соотношении движений, которое я мог использовать. Для прототипа я бы предпочел около 0,8: 1, с демпфером, перемещающимся в 1,25 раза больше смещения колеса: у Lister гораздо меньше на передней части. Я также поменял длину тяги подвески на уменьшение высоты капота, разрешенное использованием тяговых тяг. Поскольку пространство для ног должно быть минимум около 690 мм (27,2 дюйма) в ширину, для использования длинного нижнего поперечного рычага в сочетании (по аэродинамическим причинам) с приподнятым пространством для ног необходимо, чтобы задняя нога FLWB проходила через пространство для ног.