Подвеска балансирного типа применяется на автомобиле
Виды подвесок автомобилей.
Двухрычажная подвеска с коротким верхним и длинным нижним рычагами обеспечивает минимальные поперечные перемещения колеса (вредные для боковой устойчивости автомобиля и вызывающие быстрый износ шин), а также незначительные угловые перемещения при ходе вверх и вниз.
Конфигурация поперечного рычага позволяет каждому колесу независимо воспринимать неровности и оставаться более вертикальным на поверхности дороги. А это означает лучшее сцепление с дорогой.
Подвеска МакФерсона, названая по имени инженера Эрла Макферсона, разработавшего её в 1960 году, представляет собой подвеску колеса, состоящую из одного рычага, стабилизатора поперечной устойчивости и блока из пружинного элемента и амортизатора телескопического типа, называемого качающейся свечой, в связи с тем, что он закреплен в верхней части к кузову при помощи упругого шарнира и может качаться при движении колеса вверх-вниз.
Кинематически схема менее совершенна, чем подвеска на двух поперечных или продольных рычагах: что при большом ходе подвески развал (угол наклона колеса к вертикальной плоскости) будет меняться, и тем больше, чем больше ход подвески. Но в связи с технологичностью и дешевизной данный тип подвески получил очень большое распространение в современном автомобилестроении.
Многорычажная подвеска несколько напоминают двухрычажную подвеску и имеют все ее положительные качества.
Эти подвески более сложны и боле дороги, но обеспечивают большую плавность хода и лучшую управляемость автомобиля. Большое количеств элементов — сайлент-блоков и шаровых шарниров хорошо гасят удары при резком наезде на препятствия. Все элементы крепятся на подрамнике через мощные сайлент-блоки, что позволяет увеличить шумоизоляцию автомобиля от колес.
Применение многорычажной независимой подвески, которая главным образом используется на автомобилях представительского класса, придает подвеске стабильный контакт колес с любым покрытием на дороге и четкий контроль автомобиля при изменениях направления движения.
Главные преимущества многорычажной подвески:
-Независимость колес друг от друга,
-Низкая неподрессоренная масса,
-Независимая продольная и поперечная регулировки,
-Хорошая недостаточная поворачиваемость,
-Хороший вариант для использования в схеме 4×4.
Главный недостаток современной схемы — сложность и, соответственно, цена. До недавнего времени ее применяли только на дорогих автомобилях. Теперь же она «удерживает» задние колеса даже некоторых машин гольф-класса.
Установка пневмоэлементов
На всех вышеописанных подвесках пневмоэлемент устанавливается по схожей схеме. Он одевается на шток аммортизатора через сальники, обеспечивающие герметичность системы. Место крепления пневмоэлемента к корпусу стойки также надежно герметизируется.
Задняя зависимая подвеска
Типичным представителем такой конструкции может служить задняя подвеска с цилиндрическими винтовыми пружинами в качестве упругих элементов. Как пример можно привести конструкцию задних подвесок классических «Жигулей». В этом случае балка заднего моста «подвешивается» на двух винтовых пружинах и дополнительно крепится к кузову при помощи четырех продольных рычагов. Кроме этого, для улучшения управляемости, уменьшения крена кузова в поворотах и улучшения плавности хода устанавливается поперечная реактивная штанга.
Основным недостатком этого типа подвески является значительная масса балки заднего моста. Этот показатель особенно возрастает, когда мост выполняется ведущим: приходится «нагружать» балку весом картера главной передачи, редуктора и т.п. А приводит все это к возрастанию так называемых неподрессоренных масс, из-за чего значительно ухудшается плавность хода и появляются вибрации.
Подвеска типа «Де Дион»
Стремясь как можно больше «облегчить» задний мост, инженеры многих автомобильных компаний начали применять подвеску типа «Де Дион», названную по имени своего изобретателя, француза Альберта Де Диона. Главное ее отличие — картер главной передачи теперь отделен от балки моста и прикреплен непосредственно к кузову. Теперь крутящий момент передается от двигателя автомобиля к ведущим колесам через полуоси, качающиеся на шарнирах равных угловых скоростей. Этот тип подвески может быть как зависимым, так и независимым. Нечто похожее применяется на внедорожных автомобилях, в конструкции передней подвески независимого типа.
Но несмотря на совершенствование конструкции, все зависимые подвески обладают одним и весьма существенным минусом: проявляется несбалансированное поведение автомобиля при старте и торможении. Машина начинает «приседать» при интенсивном разгоне и «клевать носом» во время торможения. Для устранения этого эффекта стали применять дополнительные направляющие элементы.
Полунезависимая задняя подвеска
Конструктивно она выполняется в виде двух продольных рычагов, которые соединены посередине поперечиной. Этот тип подвески применяется только сзади, но практически на всех переднеприводных автомобилях. Среди плюсов этой конструкции можно выделить легкость монтажа, компактность и небольшой вес, как следствие — уменьшение «неподрессоренных масс», и самое ее весомое достоинство — наиболее оптимальная кинематика колеса. Недостаток можно выделить всего один: такую подвеску можно применять только на неведущем заднем мосту.
Установка пневмоэлементов
В случае если пружина и аммортизатор конструктивно установлены отдельно друг от друга, пружина просто заменяется на пневмоэлемент с проставками необходимой толщины. Проставками подбирается минимальный и максимальный дорожный просвет автомобиля.
Если пружины с аммортзаторами собраны в единый узел, наподобие передней стойки, то пневмоэлемент устанавливается так же, как и на передней подвеске — одевается на шток аммортизатора.
Подвески грузовых автомобилей
Одна из первых и наиболее распространенных конструкций зависимой подвески — с продольными или поперечными рессорами и гидравлическими амортизаторами. Ее до сих пор применяют на грузовиках, коммерческих автомобилях и на некоторых моделях внедорожников. Это наиболее простой вариант решения задней подвески: мост «подвешивается» на продольных рессорах, закрепленных в кронштейнах кузова. Кроме этого, к балке заднего моста крепятся амортизаторы. В такой конструкции рессоры выполняют также функции направляющих элементов, то есть связывают колесо с кузовом и определяют его кинематику.
Плюс зависимой задней подвески подобного типа — очевидная простота конструкции, правда, это имеет какое-либо серьезное значение только для производителя. На практике же рядового автомобилиста ожидают только минусы: недостаточная эффективность работы рессор, как направляющих элементов. При достижении высоких скоростей относительно «мягкие» рессоры оказываются не в состоянии придавать заднему мосту необходимое положение в пространстве, отчего сильно ухудшается сцепление шин с дорогой, и, как следствие, проявляется неудовлетворительная управляемость машины на высоких скоростях.
Подвески внедорожников и пикапов
Рассмотрим варианты подвесок на данный тип автомобилей подробней. Здесь присутствуют несколько видов подвесок:
-автомобили с зависимой передней и задней подвесками,
-автомобили с независимой передней и зависимой задней подвеской,
-автомобили с полностью независимой подвеской.
Разбирать устройство начнем с задней подвески. Наиболее распространенной задней подвеской внедорожников является рессорная или пружинная подвеска с жестким неразрезным мостом.
Рессорная подвеска имеет простую конструкцию, высокую надежность, выдерживает очень большие нагрузки и поэтому чаще всего применяется на тяжелых джипах и пикапах. Но в погоне за ценой и надежностью автопроизводители используют рессорные подвески и на более легких недорогих внедорожниках. Пружинные подвески немного сложнее рессорных, но при этом компактны и обычно довольно мягкие и длинноходные и устанавливаются на более легких и комфортных внедорожниках. В остальных же случаях на паркетниках и спортивных городских внедорожниках применяются различные варианты независимых рычажных задних подвесок.
Передние подвески внедорожников так же бывают с жестким неразрезным мостом, но сегодня подобные конструкции встречаются редко. Стремясь улучшить управляемость и устойчивость автомобилей на шоссе автопроизводители все чаще применяют независимые пружинные или торсионные подвески.
В зависимости от конструкции подвески возможны следующие варианты установки пневмобаллонов:
1. Установка вспомогательных подушек на рессоры
В этом случае в штатных рессорах уменьшается количество листов, что компенсируется установкой небольшой пневмоподушки. Уменьшение количества листов снижает жесткость рессоры, что позволяет сделать подвеску более комфортной при ежедневном передвижении на незагруженном автомобиле и в то же время давлением в подушке можно в широких пределах изменять дорожный просвет и компенсировать отсутствующие листы при полной загрузке автомобиля. В итоге такая установка позволяет расширить возможности автомобиля, улучшить управляемость и плавность хода, поднять грузоподъемность и проходимость, облегчить буксировку тяжелого прицепа.
2. Замена пружин на пневмобаллоны
На автомобилях с пружинной (как зависимой так и независимой) передней и задней подвеской пружина полностью заменяется пневмобаллоном. Улучшение характеристик подвески этом случае такое же как и на рессорной подвеске, но преимущества пневмоподвески проявляются более полно, чем при установке вспомогательной подушки.
Балансирная подвеска задних мостов трехосных автомобилей
Если автомобиль имеет два задних ведущих моста, то подвешивать к раме на обычных рессорах каждый мост по отдельности нельзя, так как при движении по неровностям дорог, переезде канав и кюветов нагрузка может передаваться только на один мост. Это будет создавать большие нагрузки на рессоры этого моста и может привести к поломке рессор.
Необходимо, чтобы нагрузка всегда распределялась на оба моста при любых условиях движения. Этому может удовлетворять балансирная подвеска на двух продольных полуэллиптических рессорах. Она представляет собой тележку, установленную на оси, которая закреплена на раме автомобиля. Рессоры представляют собой равноплечие рычаги, а потому, согласно закону о равноплечих рычагах, качающихся на одной опоре, при наезде одного моста или даже одного колеса на препятствие нагрузка будет передаваться на оба моста в равной мере. При прогибах рессор концы их свободно скользят в опорах. Балансирная подвеска устроена следующим образом.
На лонжеронах рамы закреплены кронштейны, в которые запрессованы оси балансиров, закрытые крышками 14 (рис.16). На ось надевается башмак рессоры 12, который может вращаться на ней во втулке 17. Рессора устанавливается на балансир и крепится к нему стремянками 8. Концы рессор свободно входят в кронштейны 1, напрессованные и приваренные к кожухам среднего 23 и заднего 10 мостов. Щеки кронштейнов стягиваются опорными пальцами 2. На мостах имеются кронштейны 25 для крепления нижних реактивных штанг 9, передающих толкающие усилия. Другие концы этих штанг шарнирно соединены при помощи шаровых пальцев с кронштейнами лонжеронов рамы. Реактивные моменты передаются на раму двумя верхними реактивными штангами 11. Для ограничения хода мостов вверх и смягчения их ударов о раму на лонжеронах установлены буферы. Кронштейны балансирного устройства соединены стяжкой 22.
Реактивная штанга имеет с обоих концов головки, в которые вставляются шаровые пальцы с вкладышами. Головки закрываются крышками через прокладку. Смазываются шаровые пальцы через масленку. От вытекания смазка удерживается сальником. Шарниры реактивных штанг самоподжимные.
Рис.16. Задняя подвеска автомобиля:
Амортизаторы
Плавность хода автомобиля в большой степени обусловлена работой рессор, которые воспринимают и гасят толчки от неровностей дорог. Основным недостатком рессор является большой период гашения затухающих колебаний. Для ускорения гашения колебаний рессор служат гидравлические телескопические амортизаторы двухстороннего действия. Они могут устанавливаться на передних и задних мостах или только на передних.
Амортизатор состоит из резервуара 9 (рис.17), внутри которого находится цилиндр 8. В нижний торец цилиндра запрессован корпус клапана сжатия 26. В нем смонтирован клапан сжатия, состоящий из обоймы 21, тарелки 23, дроссельного диска 24 и диска клапана 25. Впускной клапан нагружен пружиной 22. Шток амортизатора 1 проходит через защитное кольцо 2 и надежно уплотнен манжетой 4 и кольцом 6. На внутреннем конце штока гайкой 20 закреплен поршень 13. В поршне имеются два пояска отверстий, разделенных буртиками. Ряд отверстий, расположенных ближе к штоку, прикрывается дроссельным диском 14, диском клапана отдачи 15 и шайбой 16. Дальний от штока ряд отверстий выполняет роль перепускного клапана. Прикрывается этот ряд отверстий ограничительной тарелкой 10, пружиной 11 и тарелкой перепускного клапана 12. Поршень уплотняется в цилиндре кольцом 17.
Действие амортизатора основано на использовании сопротивления перетеканию жидкости через малые проходные сечения в клапанах хода сжатия и отдачи. От исправности амортизаторов в значительной степени зависит комфортабельность автомобиля и долговечность деталей кузова и шасси. Нормально работающие амортизаторы должны гасить колебания автомобиля после переезда препятствия за 1- 2 качка. Передние и задние амортизаторы сходны по устройству и работе.
Амортизатор работает следующим образом. При отсутствии нагрузки поршень 13 находится в средней части цилиндра 8. Пространство под поршнем и над ним полностью заполнено жидкостью, а резервуар 9 заполнен примерно наполовину.
При наезде колеса на дорожное препятствие ось вместе с рессорой поднимаются к раме и через проушину поднимают корпус амортизатора. За счет приближения корпуса к раме шток 1 с поршнем 13 опускаются и давят на жидкость. Под действием этого открывается перепускной клапан в поршне и жидкость перетекает в надпоршневое пространство. Вся жидкость перетечь из подпоршневогo пространства в надпоршневое не может, так как часть объема занимает шток, вводимый извне. Это приводит к тому, что под давлением открывается клапан сжатия в корпусе клапана 26 и часть жидкости перетекает в резервуар 9.
При ходе отдачи происходит обратное. Поршень амортизатора поднимается, вытесняя через клапан отдачи жидкость в подпоршневое пространство, но теперь под поршнем жидкости оказывается недостаточно, и там создается разрежение. Под действием этого разрежения открывается клапан отдачи, сжимая пружину 19, и жидкость из резервуара 9 компенсирует недостаток жидкости под поршнем.
Степень открытия клапанов сжатия и отдачи зависит от скорости перемещения поршня, а следовательно, от величины ударной нагрузки на ось автомобиля. Чем больше сила удара, тем на большую величину открываются клапаны и быстрее перепускают жидкость.
Применяемые амортизаторы двухстороннего действия имеют несимметрическую характеристику: сила сопротивления во время хода сжатия растет медленнее, чем при ходе отдачи. Эта разность может составлять 20..50%. 
1. Расскажите о назначении подвески автомобиля и ее типах.
2. Как устроена и работает зависимая подвеска колес?
3. Расскажите об устройстве, работе и преимуществах независимой подвески
передних колес легковых автомобилей.
4. Перечислите типы рессор и способы их крепления к раме и осям.
5. Расскажите об устройстве передней и задней рессорных подвесок грузовых
6. Расскажите о назначении, устройстве и работе гидравлического
амортизатора двойного действия.
7. Каковы назначение и принцип работы стабилизатора поперечной
устойчивости передней оси?
8. Расскажите о назначении, устройстве и принципе работы стабилизатора
поперечной устойчивости задней оси.
9. Как устроена и работает независимая подвеска задних колес?
5.Закрепление нового материала:
2. Разбираем правильность ответов.
3. Выставляем оценки.
1. заполнить тетрадь для лабораторных работ по пройденной теме.
2. Повторить пройденный материал.
3. Не забываем про конструкторские разработки.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Балансирная подвеска
Балансирная подвеска особенно пригодна для задних колес автомобиля, имеющего переднюю ведущую ось, так как такая подвеска почти совсем не занимает места внутри рамы. [1]
Балансирная подвеска равномерно распределяет нагрузки между средним и задним ведущими мостами и, кроме того, позволяет каждому мосту перемещаться вертикально независимо друг от друга. [3]
Балансирная подвеска применяется в трехосных автомобилях, средний и задний ведущие мосты которых обычно располагаются близко один к другому. Иногда ее используют на четырехосных автомобилях и многоосных прицепах. Балансирная подвеска может быть зависимой и независимой. Первый тип подвески более распространен. [5]
Балансирная подвеска применяется в трехосных автомобилях, промежуточный и задний ведущие мосты которых обычно располагаются близко один к другому. Иногда ее используют на четырехосных автомобилях и многоосных прицепах. [6]
Балансирная подвеска позволяет равномерно распределять нагрузку между средним и задним ведущими мостами. В то же время они могут независимо один от другого получать вертикальные перемещения благодаря поворачиванию балансиров на их оси. [8]
Балансирная подвеска опорных катков дает возможность сохранить неизменность нагрузки на грунт независимо от его профиля. Ведущий мост расположен в передней части движителя и подвешен к раме автомобиля жестко или посредством двух спиральных пружин, допускающих некоторое вертикальное перемещение моста. [9]
Балансирная подвеска задних мостов осуществлена путем замены рессор автомобиля специальными балансирными рычагами. Амплитуда качания конца каждой балансирной рамы такова, что при этом достигается постоянное соприкосновение с поверхностью обоих задних ведущих мостов в случае неровностей на основании. При копании вдоль оси машины возможен отрыв передних колес от уровня стоянки. С целью улучшения конструкции переднюю ось связывают с рамой машины дополнительными цепями-подвесками, которые при подъеме рамы вверх увлекают за собой передний мост и рессоры не выключаются. [13]
Детали балансирных подвесок рассчитываются по общим правилам машиностроения. [14]
Назначение, устройство и виды подвесок автомобиля
Подвеска автомобиля представляет собой совокупность элементов, обеспечивающих упругую связь между кузовом (рамой) и колесами (мостами) автомобиля. Главным образом подвеска предназначена для снижения интенсивности вибрации и динамических нагрузок (ударов, толчков), действующих на человека, перевозимый груз или элементы конструкции автомобиля при его движении по неровной дороге. В то же время она должна обеспечивать постоянный контакт колеса с дорожной поверхностью и эффективно передавать ведущее усилие и тормозную силу без отклонения колес от соответствующего положения. Правильная работа подвески делает управление автомобилем комфортным и безопасным. Несмотря на кажущуюся простоту, подвеска является одной из важнейших систем современного автомобиля и за историю своего существования претерпела значительные изменения и усовершенствования.
История появления
Попытки сделать передвижение транспортного средства мягче и комфортнее предпринимались еще в каретах. Изначально оси колес жестко крепились к корпусу, и каждая неровность дороги передавалась сидящим внутри пассажирам. Повысить уровень комфорта могли лишь мягкие подушки на сиденьях.
Первым способом создать упругую “прослойку” между колесами и кузовом кареты стало применение эллиптических рессор. Позже данное решение было позаимствовано и для автомобиля. Однако рессора уже стала полуэллиптической и могла устанавливаться поперечно. Автомобиль с такой подвеской плохо управлялся даже на небольшой скорости. Поэтому вскоре рессоры стали устанавливать продольно на каждое колесо.
Развитие автомобилестроения повлекло и эволюцию подвески. В настоящее время насчитываются десятки их разновидностей.
Основные функции и характеристики подвески автомобиля
У каждой подвески существуют свои особенности и рабочие качества, которые напрямую влияют на управляемость, комфорт и безопасность пассажиров. Однако любая подвеска вне зависимости от своего типа должна выполнять следующие функции:
Жесткая подвеска автомобиля подходит для динамичной езды, при которой требуется мгновенная и точная реакция на действия водителя. Она обеспечивает небольшой дорожный просвет, максимальную устойчивость, сопротивляемость крену и раскачиванию кузова. Применяется в основном на спортивных автомобилях.
В большинстве легковых авто применяется мягкая подвеска. Она максимально сглаживает неровности, однако делает автомобиль несколько валким и хуже управляемым. Если требуется регулируемая жесткость, на автомобиль монтируется винтовая подвеска. Она представляет собой стойки-амортизаторы с изменяемой силой натяжения пружины.
Ход подвески – расстояние от крайнего верхнего положения колеса при сжатии до крайнего нижнего при вывешивании колес. Ход подвески во многом определяет “внедорожные” возможности автомобиля. Чем больше его величина, тем большее препятствие можно преодолеть без удара об ограничитель или без провисания ведущих колес.
Устройство подвески
Любая подвеска автомобиля состоит из следующих основных элементов:
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.
Независимая подвеска
Колеса могут изменять вертикальное положение относительно друг друга, оставаясь в той же плоскости.
Полузависимая подвеска или торсионная балка – это промежуточное решение между зависимой и независимой подвеской. Колеса по прежнему остаются связанными, однако существует возможность их небольшого перемещения относительно друг друга. Данное свойство обеспечивается за счет упругих свойств П-образной балки, соединяющей колеса. Такая подвеска в основном применяется в качестве задней подвески бюджетных автомобилей.
Виды независимых подвесок
МакФерсон
Подвеска McPherson – самая распространенная подвеска передней оси современных автомобилей. Нижний рычаг соединен со ступицей посредством шаровой опоры. В зависимости от его конфигурации может применяться продольная реактивная тяга. К ступичному узлу крепится амортизационная стойка с пружиной, ее верхняя опора закрепляется на кузове.
Поперечная тяга, закрепленная на кузове и соединяющая оба рычага, является стабилизатором, противодействует крену автомобиля. Нижнее шаровое соединение и подшипник чашки стойки-амортизатора дают возможность для поворота колеса.
Детали задней подвески выполнены по тому же принципу, отличие заключается лишь в отсутствии возможности поворота колес. Нижний рычаг заменен на продольные и поперечные тяги, фиксирующие ступицу.
Двухрычажная передняя подвеска
Более эффективная и сложная конструкция. Верхней точкой крепления ступицы выступает второй поперечный рычаг. В качестве упругого элемента может использоваться пружина или торсион. Задняя подвеска имеет аналогичное строение. Подобная схема подвески обеспечивает лучшую управляемость автомобиля.
Пневматическая подвеска
Роль пружин в этой подвеске выполняют пневмобаллоны со сжатым воздухом. При пневматической подвеске есть возможность регулировки высоты кузова. Также она улучшает показатели плавности хода. Используется на автомобилях класса люкс.
Гидравлическая подвеска
Амортизаторы подключены к единому замкнутому контуру с гидравлической жидкостью. Гидравлическая подвеска дает возможность регулировать жесткость и высоту дорожного просвета. При наличии в автомобиле управляющей электроники, а также функции адаптивной подвески она самостоятельно подстраивается под условия дороги и вождения.
Спортивные независимые подвески
Винтовая подвеска, или койловеры – амортизационные стойки с возможностью настройки жесткости прямо на автомобиле. Благодаря резьбовому соединению нижнего упора пружины можно регулировать ее высоту, а также величину дорожного просвета.
Подвески типа push-rod и pull-rod
Данные устройства разрабатывались для гоночных автомобилей с открытыми колесами. В основе – двухрычажная схема. Основная особенность заключается в том, что демпфирующие элементы расположены внутри кузова. Конструкция данных типов подвески очень схожа, отличие заключается лишь в расположении воспринимающих нагрузку элементов.
Спортивная подвеска push-rod: воспринимающий нагрузку элемент – толкатель, работает на сжатие.
Спортивная подвеска pull-rod: воспринимающий нагрузку элемент работает на растяжение.
Такая конструкция снижает центр тяжести и обеспечивает лучшую устойчивость автомобиля. Подвеска pull-rod имеет более низкий центр тяжести, чем push-rod. Однако на практике их общая эффективность примерно одинакова.