Підвіски автомобіля - типи підвісок, призначення, пристрій

1. призначення Є кузов і є колеса. Виникає питання: як під'єднати колеса до кузова, щоб була можливість...
2. Класифікація підвісок
3. Поворотний кулак і маточина колеса
4. Ступиця колеса
5. Направляючі / зв'язують елементи
6. Підвіска Мак-Ферсона
7. Підвіска на двох поперечних важелях
8. багатоважелі підвіски
9. Задня напівзалежна підвіска
10. демпфіруючі елементи
11. Двотрубні гідравлічні амортизатори
12. Двотрубні газо-гідравлічні амортизатори
13. Однотрубні газонаповнені амортизатори
14. пружні елементи
15. ресори
16. торсіон
17. пневматичний елемент
18. підрамнік
19. Стабілізатор поперечної стійкості
20. Геометрична прохідність автомобіля

призначення

Наши партнеры ArtmMisto

Є кузов і є колеса. Виникає питання: як під'єднати колеса до кузова, щоб була можливість управляти автомобілем, передавати безперервно на провідні колеса тягу від двигуна і в той же час комфортно долати всі нерівності доріг з різними покриттями і без цих самих покриттів? При цьому зв'язок коліс з кузовом повинна бути досить жорсткою, щоб автомобіль при виконанні будь-яких маневрів просто-напросто не перекинувся. Відповідь проста - встановити колеса на проміжну ланку. В якості такого ланки використовують підвіску.

Елементи підвіски повинні мати якомога меншу вагу і забезпечувати максимальну ізоляцію від дорожніх шумів. Крім цього, слід зазначити, що підвіска передає на кузов сили, що виникають при контакті колеса з дорогою, тому її проектують таким чином, що вона має підвищену міцність і довговічність (дивіться малюнок 6.1).

Малюнок 6.1 Сили, що діють на колесо при його русі по дорозі.

У зв'язку з високими вимогами, що пред'являються до підвіски, кожен з її елементів повинен проектуватися за певними критеріями, а саме: що застосовуються шарніри повинні легко повертатися, але в той же час бути досить жорсткими і разом з тим забезпечувати шумоізоляцію кузова, важелі повинні передавати сили, що виникають при роботі підвіски в усіх напрямках, а також сприймати зусилля, які виникають при гальмуванні і наборі швидкості; при цьому вони не повинні бути занадто важкими або дорогими у виготовленні.

пристрій підвіски

Складові частини

Будь-яка, якою б вона не була, підвіска повинна включати в себе наступні елементи:

• направляючі / зв'язують елементи (важелі, штанги);
• демпфирующие елементи (амортизатори);
• пружні елементи (пружини, пневматичні подушки).

Про кожного з цих елементів ми поговоримо нижче, так що не лякайтеся.

Класифікація підвісок

Для початку давайте розглянемо класифікацію існуючих типів підвісок, які застосовуються на сучасних автомобілях. Отже, підвіска може бути залежною і незалежною. При використанні залежною підвіски, колеса однієї осі автомобіля пов'язані, тобто при переміщенні правого колеса почне змінювати своє положення і ліве колесо, як це наочно показано на малюнку 6.2. Якщо ж підвіска незалежна, то кожне колесо приєднано до автомобіля окремо (рисунок 6.3).

Підвіски також класифікують за кількістю і розташуванням важелів. Так, якщо в конструкції два важелі, то і підвіска називається двохважелем. Якщо важелів більше двох, то підвіска - багатоважільна. Якщо два важелі, наприклад, будуть розташовані поперек поздовжньої осі автомобіля, то в назві з'явиться додаток - «з поперечним розташуванням важелів». Однак конструкцій безліч, тому важелі можуть розташовуватися і вздовж поздовжньої осі автомобіля, тоді в характеристиках напишуть: «з поздовжнім розташуванням важелів». А якщо не так і не так, а під певним кутом до осі автомобіля, то кажуть, що підвіска з «косими важелями».

цікаво
Не можна сказати, яка з підвісок краще або гірше, все залежить від призначення автомобіля. Якщо це вантажівка або самий брутальний позашляховик, то для простоти, жорсткості і надійності конструкції незамінною буде залежна підвіска. Якщо ж це легковий автомобіль, головними якостями якого є комфорт і керованість, то немає нічого кращого, ніж підвішені окремо колеса.

Малюнок 6.2 Залежна підвіска.

Малюнок 6.3 Незалежна підвіска.

Малюнок 6.4 Приклад пружинної підвіски на двох поперечних важелях.

Підвіски класифікуються і за типом застосовуваного демпфуючого елемента - амортизатора. Амортизатори можуть бути телескопічними (нагадують вудку «телескоп» або підзорну трубу), як на всіх сучасних автомобілях, або важільними, яких зараз при всьому бажанні не знайдеш.

І остання ознака, за яким підвіски відносять до різних класів, - це тип використовуваного пружного елемента. Це може бути ресора, кручена пружина, торсіон (представляє собою стрижень, один кінець якого закріплений і ніяк не рухається на кузові, а другий кінець приєднаний до важеля підвіски), пневматичний елемент (заснований на здатності повітря стискатися) або гідропневматичний елемент (коли повітря виступає дуетом з гідравлічною рідиною).

Отже, підіб'ємо підсумки.
Підвіски розрізняють за такими ознаками:

• по конструкції: залежна, незалежна;
• по кількості і розташуванню важелів: одні важелі, двохважіль, багатоважільна, з поперечним, поздовжнім і косим розташуванням важелів;
• за типом демпфуючого елемента: з телескопічним або важільним амортизатором;
• за типом пружного елемента: ресора, пружинна, торсіонна, пневматична, гідропневматичне.

На додаток до всього вищесказаного слід зазначити, що підвіски також розрізняють і по керованості, тобто за ступенем контрольованості стану підвіски: активні, напівактивні і пасивні.

Примітка
До активних відносяться підвіски, в яких може регулюватися жорсткість амортизаторів, дорожній просвіт, жорсткість стабілізатора поперечної стійкості. Управління такою підвіскою може бути як повністю автоматичним, так і з можливістю ручного контролю.
Напівактивні - це підвіски, можливості управління якими обмежені коригуванням висоти дорожнього просвіту.
Пасивні (неактивні) - це звичайні підвіски, виконують свою роль в чистому вигляді.

Хочеться ще сказати про підвісках з електронно-керованими амортизаторами, які здатні змінювати свою жорсткість залежно від дорожніх умов. Наповнені дані амортизатори не звичайної, а спеціальною рідиною, яка під впливом електричного поля може змінювати свою в'язкість. Якщо спрощено уявити принцип дії, то вийде наступне: коли струму немає, автомобіль дуже м'яко проїжджає по всіх нерівностей, а після підведення струму по нерівностях їхати буде не дуже приємно, зате стане дуже приємно керувати автомобілем на швидкісних трасах і в поворотах.

Поворотний кулак і маточина колеса

поворотний кулак

Поворотний кулак є сполучною ланкою між важелями підвіски і колесом. Схематичне зображення цієї деталі наведено на малюнку 6.4. У загальному випадку таку деталь називають цапфою. Однак, якщо цапфа встановлена ​​на підвісці з керованими колесами, то вона називається поворотним кулаком. Якщо колеса не керовані, то залишається назва «цапфа».

Якщо поворотний, значить повертається, бере участь в процесі зміни напрямку руху. Саме до поворотного кулака кріпляться елементи рульової трапеції або кермові тяги (про ці елементи докладно описано в розділі «Рульове управління»). Поворотний кулак - масивна деталь, так як сприймає всі удари і вібрації від дороги.

Конструкція поворотних кулаків залежить від типу приводу автомобіля. Так, якщо привід комбінований (коли колеса і керовані, і тягові одночасно, що характерно для передньопривідних автомобілів), то поворотний кулак матиме наскрізний отвір для зовнішньої частини приводного вала, як показано на малюнку 6.4. Якщо ж колеса тільки керовані, то поворотний кулак матиме опорну вісь з конусним перетином, як, наприклад, показано на малюнку 6.7.

Ступиця колеса

Маточина колеса (показана на малюнку 6.4) є сполучною ланкою між колесом і поворотним кулаком / цапфою. Поворотний кулак тільки передає зусилля на елементи підвіски, сам же не обертається. Для забезпечення вільного обертання колеса необхідна маточина. На маточину встановлюється гальмівний диск (або гальмівний барабан, про які докладно сказано в розділі « Гальмівна система ».), До неї ж кріпиться колесо, а маточина, в свою чергу, встановлена ​​в поворотний кулак в разі, показаному на малюнку 6.4, на підшипниках, які забезпечують плавне обертання колеса.

Примітка
Гальмівний диск конструктивно може бути виконаний як одне ціле з маточиною колеса.
Залежно від конструкції підшипники маточини можуть бути роликовими або кульковими.

Корисно знати
Завжди після зняття і установки маточини або заміни підшипників необхідно проводити регулювання натягу (що це, дивіться в примітці нижче) підшипників маточини.

Примітка
Якщо простою мовою, то натяг - це зусилля, з яким стиснули підшипники маточини при затягуванні гайки кріплення. Величина натягу впливає на силу опору обертанню колеса. Кожен виробник дає свої рекомендації з приводу величини зусилля опору обертанню колеса. Тому при виконанні ремонтних робіт, пов'язаних із зняттям маточини, завжди цікавтеся, виконували чи ні регулювання натягу підшипника маточини колеса.

Направляючі / зв'язують елементи

За допомогою напрямних і зв'язують елементів колесо кріпиться до кузова або підрамника. Ці елементи кріплення поділяються на важелі і штанги. Штанга - це порожнистий профіль, зазвичай круглого перетину, рідше - квадратного. По суті, це просто трубка з привареними до обох кінців вушками для установки в них гумових втулок, за допомогою яких виконується кріплення до кузова і поворотного кулака або цапфі. Важелі - конструктивно складніші елементи. Вони можуть бути зварені з трубок (така конструкція застосовується, в основному, в спортивних автомобілях), відлиті, наприклад, з алюмінієвого сплаву (щоб були легше) або отштамповани з листового металу (щоб були дешевші). Кількість і розташування важелів впливають на плавність ходу і керованість автомобіля.

Підвіска Мак-Ферсона

Мабуть, одна з найпоширеніших в даний час конструкцій підвісок - зі стійкою Мак-Ферсона (рисунок 6.5), вона ж «свічка» (найяскравіший приклад - це передня підвіска у ВАЗ 2109 і йому подібних). Вона відрізняється простотою конструкції, дешевизною, ремонтопридатністю (це означає, ремонтувати її буде нескладно) і відносної комфортністю. Так звана амортизаторная стійка зверху кріпиться до кузова і має можливість обертатися в опорі, а знизу - до поворотного кулака. Поворотний кулак, в свою чергу, приєднаний до нижнього поперечного важеля підвіски, який з'єднаний з кузовом - все, кільце замкнулося. Іноді для надання додаткової жорсткості в конструкцію вводять поздовжню тягу, під'єднуючи її до поперечного важеля (знову, як приклад, ВАЗ 2109). На стійці є плече, до якого кріпиться рульова тяга. Так, при керуванні автомобілем обертається вся стійка, повертаючи колесо, не припиняючи стискатися і розтягуватися, долаючи нерівності дорожнього покриття. Але слід звернути увагу і на недоліки одноважельною (а в описаному вище випадку вона саме Одноважільний) підвіски. Це «клевки» автомобіля при гальмуванні і невелика енергоємність підвіски.

Малюнок 6.5 Підвіска зі стійкою Макферсон.

Примітка
Під «клювки» розуміють наступне: при інтенсивному гальмуванні вага автомобіля зміщується в бік передка, через це передня частина просідає, а після зупинки різко повертається у вихідне положення, ось це характерний рух на межі струсу і називають «клювки». Енергоємність підвіски - це міцність всієї конструкції, здатність чинити опір всім ударам і моментам, які виникають при цих ударах без пробоїв.
Пробій підвіски - замикання, контакт металевих елементів підвіски один з одним з різко зростаючій ударної навантаженням - зазвичай при наїзді на дорожнє перешкода значних розмірів заявляє про себе характерним дзвінким металевим звуком з боку опори (або опор) підвіски.

Підвіска на двох поперечних важелях

Щоб позбутися від «клевков», поліпшити керованість і підвищити енергоємність, застосовують одну з найстаріших конструкцій підвіски, яка до наших часів дійшла зі значними перетвореннями - підвіску на двох поперечних важелях (приклад якої наведено на малюнку 6.6).

Малюнок 6.6 Передня підвіска на двох поперечних важелях з амортизаторной стійкою.

У даній конструкції присутня важіль опорний (нижній) і важіль направляючий (верхній), які кріпляться до поворотного кулака. На опорний важіль встановлена ​​нижня частина амортизаторной стійки або ж окремо пружина і окремо амортизатор. Верхній важіль виконує функцію напрямку руху колеса у вертикальній площині, мінімізуючи його відхилення від вертикалі. Те, як встановлено важелі один щодо одного, має безпосередній вплив на поведінку автомобіля під час його руху. Зверніть увагу на малюнок 6.6. Тут верхній важіль максимально відведений від нижнього важеля вгору. Щоб зменшити вплив зусиль на кузов автомобіля при роботі підвіски, довелося подовжити поворотний кулак. До того ж, цей важіль встановлений під певним кутом до горизонтальної осі автомобіля, щоб уникнути горезвісних «клевков». Суть залишається та ж, а зовнішній вигляд, геометричні та кінематичні параметри змінюються.

Примітка
Незважаючи на всі переваги, один дуже суттєвий недолік в даній конструкції все ж існує - це відхилення колеса від вертикальної осі при роботі підвіски. Рішення начебто є - подовження важелів, однак це добре, якщо автомобіль рамний, а ось якщо кузов несучий, то подовжувати нікуди - далі моторний відсік. Ось і підходять до вирішення нестандартно: нижній важіль намагаються зробити якомога довше, а верхній встановити якомога далі від нижнього.
Слід відзначити той факт, що, якщо пружина і амортизатор або амортизаторная стійка своїм нижнім кінцем кріпляться до верхнього важеля (як у випадку, зображеному на малюнку 6.7), то опорним стає саме верхній важіль, нижній в такому випадку переходить в розряд напрямних.

Малюнок 6.7 Схема підвіски автомобіля Ford Mustang тисячу дев'ятсот шістьдесят вісім р.в.

багатоважелі підвіски

Коли ресурси з розвитку будь-якого одного плану вирішення проблеми вичерпуються, а цілі не досягнуті, конструкцію доводиться ускладнювати, не дивлячись на збільшення вартості. Саме таким шляхом пішли конструктори при розробці многоричажной підвіски. Так, вона вийшла дорожче дво- або одноважельною, однак за підсумком отримали практично ідеальне переміщення колеса - без відхилень у вертикальній площині, відсутність ефекту підрулення при проходженні поворотів (про це нижче) і стабільність.

Задня напівзалежна підвіска

Примітка
Практично всі схеми, описані вище, можуть застосовуватися і в конструкції задньої підвіски.

Це одне з найпростіших, дешевих і надійних рішень для задньої підвіски, проте не позбавлене багатьох недоліків. Суть конструкції полягає в тому, що два поздовжніх важеля, на які спираються пружини і амортизатори, з'єднали балкою, як показано на малюнку 6.8. Частково підвіска вийшла залежною, оскільки колеса пов'язані між собою, проте за рахунок властивості балки колеса мають можливість переміщатися одна відносно одної.

Малюнок 6.8 Приклад задньої напівзалежної підвіски.

демпфіруючі елементи

Демпфіруючі елементи - це елементи підвіски, покликані гасити коливання підвіски при русі автомобіля. А навіщо гасити коливання? Пружний елемент підвіски, яким би він не був, покликаний зводити нанівець всі ударні навантаження, що виникають при наїзді колеса на перешкоди на дорозі. Але будь то пружина або повітря в пневмоподушці, після стиснення або разжатия пружного елемента відразу піде повернення в початкове положення. Стисніть в руках будь-яку пружинку, а потім відпустіть її, і вона полетить настільки далеко, наскільки дозволять їй сили, що виникли при разжатии. Ще приклад: візьміть звичайний медичний шприц, наберіть в нього чистого повітря, затисніть вихідний отвір і спробуйте перемістити поршень - він переміститься, але до певного моменту (поки у вас сил вистачить стискати повітря), після відпускання штока повітря почне розширюватися, повертаючи поршень у вихідне становище. Так і в автомобілі: при наїзді автомобіля на яку-небудь перешкоду пружина в підвісці стиснеться, але потім під дією пружних сил почне розтискати. Оскільки автомобіль має певну масу, то пружина, розпрямляючись, змушена буде долати інерцію автомобіля, що буде виражатися погойдуванням з поступовим загасанням коливань. Зважаючи на постійні різноспрямованих переміщень підвіски таке розгойдування неприпустимо, так як в певний момент може настати резонанс, що в кінцевому підсумку просто-напросто зруйнує підвіску частково або повністю. Щоб не допустити таких коливань, в конструкцію підвіски впровадили ще один елемент - амортизатор.

Принцип роботи амортизатора простий. Спробуємо пояснити це на прикладі того ж шприца. Але в цей раз будемо набирати в нього, наприклад, воду. Швидкість набору і зливу рідини в даному випадку обмежена в'язкістю води і пропускною спроможністю отвори шприца.

У підвісці об'єднали амортизатор з пружиною (або іншим пружним елементом) і отримали відмінний «механізм», в якому один елемент не дозволяє розгойдуватися, а другий сприймає все навантаження.

Нижче розглянемо демпфирующие елементи підвіски на прикладі телескопічного амортизатора.

Найпоширенішими типами демпферів на легкових автомобілях є двотрубні і однотрубні газонаповнені амортизатори.

Примітка
У будь-якого амортизатора є дві найважливіші характеристики: сила опору на відбій і на стиск.

цікаво
Сила опору амортизатора на стиск менше, ніж сила опору на відбій. Зроблено це для того, щоб при наїзді на перешкоду колесо якомога легше і швидше перемістилося вгору, а при проїзді вибоїни воно якомога повільніше опускалося в неї. Таким чином досягаються найкращі показники по комфорту їзди.

Двотрубні гідравлічні амортизатори

Назва амортизатора даного типу говорить сама за себе. Найпростіший вид амортизатора - це дві труби, зовнішня і внутрішня (представлений на малюнку 6.9). Зовнішня труба ще виконує роль корпусу всього амортизатора і резервуара для робочої рідини. Внутрішня труба амортизатора називається циліндром. Усередині циліндра встановлений поршень, виконаний як одне ціле зі штоком. У поршні є отвори, в які встановлені односторонні клапани, частина клапанів спрямована в одну сторону, інші - у зворотний. Одні клапани називаються компенсаційними, інші - клапанами відбою.

Малюнок 6.9 Двотрубний телескопічний амортизатор.

Примітка
Односторонній клапан - це клапан, що відкривається тільки в одному напрямку.
Стосовно до амортизатора клапани називаються клапанами відбою і стиснення.
Відбій і стиснення - це розтягування і стиснення амортизатора відповідно.

Порожнина між циліндром і корпусом називається компенсаційною. Ця порожнина, а також циліндр амортизатора заповнені робочою рідиною. Циліндр з одного боку має отвір для штока поршня, а з іншого боку заглушений пластиною з отворами і односторонніми клапанами в них - компенсаційними і клапанами стиснення.

При переміщенні поршня в циліндрі масло перетікає з порожнини під поршнем в порожнину над поршнем, при цьому частина масла видавлюється через клапан, що знаходиться знизу циліндра. Частина рідини через клапани стиснення перетікає в зовнішній компенсаційний резервуар, де стискає повітря, перш знаходився під атмосферним тиском у верхній частині корпусу амортизатора. Оскільки ця рідина має певну в'язкість і плинність, то швидше, ніж визначено, процес перетікання проходити не буде. Те ж саме, тільки в зворотному напрямку, відбувається на ході відбою, коли поршень переміщується вгору. При цьому задіюються компенсаційні клапани пластини циліндра і клапани відбою в поршні.

Однак дана конструкція має один, але істотний недолік: при тривалій роботі амортизатора робоча рідина нагрівається, починає змішуватися з повітрям в компенсаційному резервуарі і спінюється, в результаті відбувається втрата ефективності роботи і вихід з ладу.

Двотрубні газо-гідравлічні амортизатори

Щоб вирішити проблему спінювання робочої рідини в амортизаторі, вирішили в компенсаційний резервуар замість повітря закачати інертний газ (зазвичай використовують азот). Тиск може коливатися від 4 до 20 атмосфер.

Принцип роботи нічим не відрізняється від двотрубного гідравлічного амортизатора, з тією лише різницею, що робоча рідина не спінюється так інтенсивно.

Однотрубні газонаповнені амортизатори

Відмінною особливістю даних амортизаторів від вищезгаданих конструкцій є те, що у них є тільки одна труба - вона виконує роль і корпусу, і циліндра. Пристрій такого амортизатора відрізняється тільки тим, що в ньому немає компенсаційних клапанів (рисунок 6.10). У поршні є клапани відбою і стиснення. Однак особливістю даної конструкції є плаваючий поршень, що відокремлює резервуар з робочою рідиною від камери з газом, який закачаний під дуже високим тиском (20-30 атмосфер).

Однак не варто думати, що, якщо корпус не подвійний, значить ціна нижче. Так як всю роботу виконує тільки поршень, то левову частку ціни амортизатора становить вартість розрахунку і підбору поршня. Правда, результатом настільки трудомістких робіт є підвищена ефективність всіх характеристик амортизатора.

Одна з переваг цієї схеми полягає в тому, що робоча рідина в амортизаторі значно краще охолоджується з огляду на те, що в корпусі всього одна стінка. Наступними перевагами можна назвати зменшення маси і габаритів і можливість установки «догори ногами» - таким чином можна знизити величину безпружинних мас *.

Примітка
* Безпружинні маси є все, що знаходиться між поверхнею дороги і елементами підвіски. Заглиблюватися в теорію підвіски і коливань не будемо, скажемо лише, що, чим менше безпружинна маса, тим менше її інерційність і тим швидше колесо повернеться в початкове положення після наїзду на яку-небудь перешкоду.

Однак існують і значні недоліки газонаповнених амортизаторів, такі як:

• вразливість для зовнішніх пошкоджень: будь-яка вм'ятина обернеться заміною амортизатора;
• чутливість до температури: чим вона вища, тим вище тиск газового підпору і жорсткіше працює амортизатор.

Малюнок 6.10 однотрубну газонаповнений
амортизатор.

Малюнок 6.11 однотрубну газонаповнений амортизатор,
встановлений штоком вниз.

пружні елементи

пружини

Найпростішим і часто використовуваним пружним елементом, що застосовуються в конструкції підвіски, є пружина. У найпростішому варіанті використовується циліндрична вита пружина, але, внаслідок гонки за оптимізацією і поліпшенням ефективності роботи підвіски, пружини можуть приймати найрізноманітніші форми. Так, пружини можуть бути бочкоподібними, увігнутими, конусоподібними і з перемінним діаметром перетину витка. Зроблено це для того, щоб характеристика жорсткості пружини стала прогресивною, тобто при збільшенні ступеня стиснення пружного елемента має збільшуватися і його опір цьому стисканню, причому функція залежності повинна бути нелінійної і безперервно зростає. Приклад графіка залежності виникає жорсткості від величини стиснення наведено на малюнку 6.12.

Бочкоподібні пружини іноді називають «мініблоком» (приклад таких пружин наведено на малюнку 6.13). Такі пружини при тих же характеристиках жорсткості, що і у звичайної циліндричної пружини, мають менші габаритні розміри. Також виключається контакт витків при повному стисненні пружини.

Малюнок 6.12 Графік залежності жорсткості пружини від ступеня стиснення.

Малюнок 6.13 Бочкоподібні пружини.

Малюнок 6.14 Конусні пружини.

У звичайних циліндричних кручених пружинах ця залежність лінійна. Щоб якось вирішити цю проблему, стали змінювати перетин і крок витка.

Змінюючи форму пружини (рисунок 6.14), намагаються наблизити жорсткість до ідеальної, орієнтуючись по графіку (рисунок 6.12).

ресори

Ресора - найпростіший і стародавній варіант пружного елемента в підвісках автомобілів. Чого простіше: взяти кілька сталевих листів, з'єднати їх разом і підвісити на них елементи підвіски. До того ж, ресора має властивість гасіння коливань за рахунок тертя між листами. Ресорах хороша для важких позашляховиків і пікапів, щодо яких немає особливих вимог до комфорту пересування, але є високі вимоги до вантажопідйомності.

Також ресора до недавнього часу застосовувалася і в такому автомобілі, як Chevrolet Corvett, правда, там вона розташовувалася поперечно і була виконана з композитного матеріалу.

Малюнок 6.15 Chevrolet Corvett з поперечної вуглепластиковою ресорою.

торсіон

Торсіон - тип пружного елемента, який часто застосовується для економії місця. Він являє собою стрижень, один кінець якого приєднаний до важеля підвіски, а другий затиснутий з допомогою кронштейна на кузові автомобіля. Коли важіль підвіски переміщається, цей стрижень скручується, виступаючи в ролі пружного елемента. Основна перевага полягає в простоті конструкції. До недоліків можна віднести те, що торсіон для нормальної роботи повинен бути досить довгим, але через це виникають проблеми з його розміщенням. Якщо торсіон розташований поздовжньо, то він «з'їдає» місце під кузовом або всередині нього, якщо він поперечний - зменшує параметри геометричної прохідності автомобіля.

Малюнок 6.16 Приклад підвіски з поздовжньо розташованим торсионом (довгим стрижнем, закріпленим спереду на важелі, ззаду - на поперечині кузова).

пневматичний елемент

У міру завантаження автомобіля ручної поклажею і пасажирами, задня підвіска просідає, зменшується дорожній просвіт, зростає ймовірність пробою підвіски (про те, що це таке, ми говорили вище). Щоб цього уникнути, спочатку вирішили замінити пружини задньої підвіски пневматичними елементами (приклад такого елемента представлений на малюнку 6.17). Дані елементи являють собою гумові подушки, в які закачаний повітря. Якщо задня підвіска навантажена, в пневматичних елементах піднімається тиск повітря, положення кузова щодо поверхні і хід підвіски залишаються незмінними, ймовірність замикання елементів ходової частини зводиться до мінімуму.

Малюнок 6.17 Пневматична подушка.

Малюнок 6.18 Передня підвіска з підрамником.

Для розширення можливостей пневмоелементов встановили потужні компресори, електронний блок управління і передбачили можливість автоматичного і ручного управління підвіскою. Так вийшла напівактивна підвіска, яка, в залежності від режиму руху та дорожньої обстановки, автоматично змінює величину дорожнього просвіту. Після введення в конструкцію амортизаторів із змінною жорсткістю на виході отримали активну підвіску.

підрамнік

Щоб забезпечити шумо- і віброізоляцію деталі підвіски часто кріпляться не до самого кузову, а до проміжної поперечині або підрамника (приклад якого наведено на малюнку 6.18), що утворює разом з елементами підвіски єдину складальну одиницю. Така конструкція спрощує збірку на конвеєрі (а значить, знижує собівартість автомобіля), регулювальні роботи і подальший ремонт.

Малюнок 6.19 Приклад установки стабілізатора поперечної стійкості.

Стабілізатор поперечної стійкості

При проходженні поворотів автомобіль нахиляється в сторону, протилежну повороту, - на нього діють відцентрові сили. Є два шляхи мінімізації даного ефекту: зробити дуже жорстку підвіску або встановити стрижень, що зв'язує колеса однієї осі, особливим чином. Перший варіант цікавий, але щоб боротися з креном автомобіля в поворотах, довелося б зробити дуже жорстку підвіску, що звело б нанівець показники комфорту автомобіля. Ще один варіант - установка активної підвіски зі складним електронним управлінням, яка в поворотах робила б підвіску зовнішніх коліс більш жорсткою. Але цей варіант дуже дорогий. Тому пішли по найпростішому шляху - встановили стрижень, яким зв'язали через стійки або безпосередньо важелі підвісок коліс з обох сторін автомобіля (дивіться малюнок 6.19. Таким чином, при проходженні повороту, коли колеса, що знаходяться з зовнішньої сторони щодо центру повороту, піднімаються вгору (щодо кузова ), стрижень скручується і як би підтягує до кузова внутрішнє колесо, тим самим стабілізуючи положення автомобіля. Від цього і назва - «стабілізатор поперечної стійкості».

Основними недоліками звичайного стабілізатора поперечної стійкості є погіршення плавності ходу і зниження загального ходу підвіски через невелику, але все таки зв'язку між колесами однієї осі. Перший недолік б'є по автомобілям класу люкс, другий - по позашляховиках. В епоху електроніки та технологічних проривів конструктори не могли не скористатися всіма можливостями інженерії, тому придумали і впровадили активний стабілізатор поперечної стійкості, який складається з двох частин - одна частина приєднана до підвіски правого колеса, друга - до підвіски лівого колеса, а посередині два кінця стрижня стабілізатора затискаються в гідравлічному або електромеханічному модулі, який має можливість скручувати ту чи іншу частину, підвищуючи тим самим стабільність автомобіля, а коли автомобіль дв іжется прямо, «розпускає» ці два кінця стрижня, даючи тим самим можливість кожному з коліс виробляти відведений їм хід підвіски.

Геометрична прохідність автомобіля

Під геометричною прохідністю автомобіля розуміють сукупність його параметрів, що впливають на здатність безперешкодно пересуватися в тих чи інших умовах. До таких параметрів відносять висоту дорожнього просвіту автомобіля, кути з'їзду і в'їзду, кут рампи, величину звисів. Дорожній просвіт або кліренс автомобіля - це висота від найнижчої точки кузова, вузла (наприклад, деталей підвіски) або агрегату (наприклад, картера двигуна) машини до поверхні землі. Кут з'їзду і в'їзду - це параметри, що визначають можливість автомобіля підніматися на гору під певним кутом або з'їжджати з неї. Величина цих кутів безпосередньо пов'язана з іншим параметром, що входять в поняття геометричної прохідності - довжини переднього і заднього звисів. Як правило, якщо звіси короткі, то машина може мати великі кути в'їзду і з'їзду, що допомагає їй без праці підніматися на круті гірки і з'їжджати з них. У свою чергу, знати довжину звисів важливо, щоб розуміти, чи можна припаркувати своє авто до того чи іншого бордюру. Нарешті, ще один параметр - кут рампи, що залежить від довжини колісної бази і висоти кузова автомобіля над поверхнею. Якщо база довга, а висота мала, то автомобіль не зможе подолати точку переходу з вертикальній площині в горизонтальну - простіше кажучи, машина, піднявшись на гору, не зможе перейти через її пік, і «сяде» на днище.