Автомобильная подвеска: что это, для чего нужна, устройство и неполадки :: Autonews

Содержание

Страница не найдена

К сожалению, мы не можем найти страницу, которую вы искали. Вероятно, мы что-то неправильно сделали и теперь попытаемся это исправить. А пока попробуйте один из следующих вариантов:

Вернуться на главную

Статьи и обзоры

Что такое страховка “Зеленая карта” и для чего она нужна?

Дорожное происшествие — это всегда стресс, особенно, если оно произошло за границей. Даже опытному водителю сложно сориентироваться в действиях и решить проблему не утратив спокойствие. Для того, что урегулирование ДТП проходило по единой схеме цивилизованным путем, государства подключаются к международной системе страхования — Зеленая карта. Однако, она не работает во…

9 сентября 2021 г.

Обслуживание и советы

Покупка автомобильных дисков: как не нарваться на подделку

Литые диски — один из самых простых способов добавить индивидуальности автомобилю и немного улучшить его поведение на дороге.

За последние 10 лет спрос на легкосплавные диски повысился более чем в 5 раз. Вместе с огромным количеством моделей качественных европейских и азиатских дисков на рынок массово хлынули подделки. Эксперты…

28 октября 2020 г.

Обслуживание и советы

Рекомендуемое давление в шинах автомобиля — сколько качать?

Каждый автолюбитель в процессе эксплуатации своей машины должен обладать базовыми знаниями о его технических характеристиках и следить за текущим состоянием машины. Для комфортной езды на авто и длительного срока службы основных агрегатов необходимо вовремя менять масло двигателя, следить за…

16 октября 2019 г.

Обслуживание и советы

Подвеска автомобиля. Виды и типы подвесок автомобиля.

Какая самая важная составляющая автомобиля? Уверены, большинство автомобилистов сойдутся в спорах: кто-то будет утверждать, что это двигатель, так как приводит в движение и является по сути основой автомобиля, другие же будут говорить о кузове, так как без «коробки», на которой всё крепится далеко не уедешь.

Однако, немногие помнят о функциональном…

26 августа 2019 г.

Обслуживание и советы

Какие бывают автомобильные амортизаторы? Виды амортизаторов и особенности устройства.

Амортизатор – это устройство, которое применяется в автомобилях для поглощения толчков, ударов и гашения колебаний (демпфирования), возникающих при движении транспортного средства. На сегодняшний день существует много видов автомобильных амортизаторов. Они различаются между собой по принципу и характеру действия, наполнению и конструкции.

26 августа 2019 г.

Обслуживание и советы

Что такое сайлентблок в автомобиле? Зачем нужны и как поменять сайлентблок?

Сайлентблоки в конструкции автомобиля являются связующим элементом его подвески. Сайлентблоки вы найдете не только в автомобилях, но и в конструкции некоторых мотоциклов и велосипедов. Внешне они напоминают кусочки шлангов, но чаще всего имеют особую конструкцию. Ниже мы расскажем, что такое сайлентблок, за что сайлентблоки отвечают и каковы причины их выхода…

24 августа 2019 г.

Феномен Bose: почему лучшая в мире подвеска до сих пор не стала серийной

Главная
Статьи
Феномен Bose: почему лучшая в мире подвеска до сих пор не стала серийной

Автор: Алексей Кокорин

Предназначение автомобильной подвески – обеспечивать комфорт и постоянное сцепление с дорогой. Предназначение выдающейся автомобильной подвески – обеспечивать беспрецедентный комфорт, полностью изолируя кузов от того, что находится под колесами. Кто мог бы создать такую подвеску? Немцы? Японцы? Нет, ее создали американцы – причем не из Ford или GM, а из компании, которая вообще производит не автомобили, а аудиотехнику – Bose.

Bose – не бренд, но человек

Как и многое революционное в мире, технология принципиально новой автомобильной подвески обязана своим появлением человеку, который был достаточно решителен, чтобы отрицать невозможное. Его имя — Амар Боуз.

Если вы считаете что-то невозможным, не мешайте человеку, который над этим работает.
Амар Боуз (Amar Bose), 1929-2013

Американец индийского происхождения, он и сам нес в себе немало революционного: его отец в юности был на острие борьбы индийских революционеров с английскими колонизаторами. Амару повезло больше: он родился уже после переезда отца в США, но дух новаторства и стремление расширять границы возможного передались ему по наследству, воплотившись в его самореализации в технике.

Будучи страстным увлеченным меломаном, он посвятил себя акустике и аудиотехнике. Но как и любой разносторонне развитый человек, он не ограничил себя только ей: еще одним увлечением Амара были автомобили. Однако в отличие от большинства, которое привлекали мощность, скорость и дизайн, Боуз ценил в них другое: комфорт. Еще за шесть лет до основания собственной компании, которой суждено было стать в ряд лучших производителей топовой акустики, Амар приобрел Pontiac Bonneville с подвеской Ever-Level Air Ride, где вместо пружин были применены пневмобаллоны. Был ли он удовлетворен ей? Ответом может послужить то, что спустя 10 лет он сменил Pontiac на Citroen DS, чья гидропневматическая подвеска была настоящим произведением искусства. Но судя по тому, что произошло дальше, Боуз имел на этот счет свое мнение.

На фото: Pontiac Bonneville ‘1962 и Citroen DS ‘1968–76

В 1980 году, уже будучи владельцем собственной компании, профессор в одиночку начал разработку совершенно нового типа автомобильной подвески, используя свой опыт и знания в совершенно несопоставимой на первый взгляд сфере аудиотехники. Но если приглядеться, можно увидеть кое-что общее: колебания, волны, передача энергии… Проецировав и масштабировав их от динамического излучателя на подвеску, Боуз создал конструкцию, которая предвосхитила появление систем шупомодавления – только в автомобильном понимании.

Технологическая магия

Подвеска, спроектированная профессором, буквально «подавляла» колебания, поступающие извне. Убедившись, что идея жизнеспособна, через три года после начала своих изысканий Боуз привлек к работе над ней отдельную команду, но тщательно засекретил разработку. Подразделение, занятое ей, получило имя «Project Sound», чтобы не распространять информацию не только вовне, но и внутри самой компании. Что же представляет собой изобретение Bose, и что в нем революционного?

Основой конструкции является линейный электромотор, питаемый усилителями и управляемый системой на основе микропроцессора. Электромотор выполняет функции амортизационной стойки: он «сжимается» и «разжимается», но делает это в разы быстрее обычного амортизатора с пружиной, изменяя свою длину за миллисекунды.

Именно этот «лаг» у традиционной подвески не позволяет ей обеспечить абсолютный покой кузова: ее ходы и скорость отклика ограничены физикой, и в определенный момент сжатие или разжатие подвески не позволяет компенсировать размеры преодолеваемой неровности, передавая остаточные колебания дальше, на кузов. Линейные электромоторы с молниеносным откликом полностью решали эту проблему, прецизионно повторяя неровности поверхности и не передавая дальше абсолютно ничего. Диапазон перемещения электромоторов составлял 20 сантиметров – это и был предел полного комфорта, в пределах которого кузов оставался неподвижным.

Фото: www.edmunds.com

И это было не единственным преимуществом электромоторов. Разумеется, столь сложная и мощная электронная система, несущая большую нагрузку в виде автомобиля, требовала соответствующего питания. Однако эта особенность во многом компенсировалась схемой работы моторов: они имели рекуперативную функцию, возвращая обратно на усилители часть затраченной энергии в циклах сжатия.

По данным Bose, такая схема позволяла обеспечить потребляемую мощность на уровне втрое меньшем, чем у штатной системы кондиционирования автомобиля.

Фото: www.extremetech.com

Но и это еще не все! Во-первых, конструкция подвески предусматривала гашение не только крупных, но и мельчайших неровностей, проявляющих себя на уровне вибраций. Для этого ступичные узлы имели собственные встроенные демпферы, подавляющие микроколебания. Ну а во-вторых, программный комплекс обеспечивал идеально стабильное положение кузова автомобиля не только на неровностях, но и при маневрировании, полностью исключая поперечную раскачку в поворотах и продольную при разгонах и торможениях. «Железную» же основу подвески составляли торсионы, которые, впрочем, выполняли фактически лишь несущую функцию для кузова, оставляя всю настоящую работу системе от Bose.

Впервые подвеска может быть одинаковой и для спортивного, и для люксового автомобиля.
Амар Боуз (Amar Bose), 1929-2013

Работа над революционной подвеской продолжалась долгие 24 года: Боуз рассекретил свое детище только в 2004-м, представив его широкой публике, но так, впрочем, и не разрешив даже журналистам опробовать его в деле. Но и без этого презентация произвела ошеломляющий эффект: это была настоящая технологическая магия, все отзывы и рассказы о которой сводились к главному – тому, что «кузов невероятным образом оставался абсолютно неподвижным, пока колеса отрабатывали все неровности». Тестовыми прототипами стали два седана Lexus LS 400, один из которых был оставлен в заводском исполнении, а другой оснащен комплексом от Bose. И этот комплекс, управляемый тогда, в 2004-м, 750-мегагерцовым Pentium-III, работающим на четверть своей производительности, был настоящей квинтэссенцией сути автомобильной подвески.

На фото: Lexus LS 400 ‘1989–94

В современных автомобилях всегда существует компромисс между мягкостью на неровностях и раскачкой при маневрировании. Эта система обеспечивает управляемость лучшую, чем у любого спорткара, и самую высокую плавность хода, которую только можно представить.
Амар Боуз (Amar Bose), 1929-2013

К слову, будучи управляемой программно, подвеска от Bose позволяла вносить изменения в алгоритмы ее работы и создавать алгоритмы различных режимов движения. В Bose, к примеру, отказались от того, к чему в наши дни пришел Mercedes-Benz со своей подвеской Magic Body Control — наклона кузова автомобиля в поворотах, хотя подобные алгоритмы были разработаны и протестированы. Испытания, проведенные к тому моменту, показали, что подобное «мотоциклетное» поведение было слишком непривычным и неожиданным для пассажиров, а некоторые водители в скоростных поворотах, напротив, переоценивали возможности автомобиля, провоцируя опасные ситуации.

Один из журналистов, побывавших на презентации подвески Bose, так описал свои первые впечатления от этой технологии.

Сначала нас привели ангар, где два автомобиля были установлены бок о бок на вибростендах с четырьмя отдельными опорами, по одной на колесо. Каждая из опор могла подниматься и опускаться в различных диапазонах перемещения и скорости, имитируя неровности дороги. Но, не удовлетворившись имеющейся программной технологией имитации дороги, в Bose разработали свою собственную. Проехав круг по настоящей дороге, изобилующей кочками, выбоинами и ямами, инженеры программно перенесли ее на стенды. Кроме того, они разработали для машины, оборудованной подвеской Bose, режим, имитирующий заводскую подвеску, с возможностью переключаться между ним и фирменным режимом Bose по нажатию кнопки.</strong></p> <p><strong>Двое из нас сели в машины, и инженеры запустили вибростенды. Сначала автомобиль с подвеской Bose был переведен в режим заводской подвески, и мы ощущали колебания, хоть и несильные, и раскачку машины можно было наблюдать в зеркала, расположенные снаружи автомобиля для наглядности. Другой LS 400, без подвески Bose, колебался абсолютно так же – мы «двигались» по одной и той же дороге. Затем инженер нажатием кнопки перевел подвеску Bose в ее нормальный режим – разница была ошеломляющей. В зеркала снаружи было хорошо видно, что колеса продолжают перемещаться вверх и вниз в такт колесам стандартного автомобиля рядом с нами, но кузов оставался настолько неподвижным, что в салоне можно было пить кофе, не пролив ни капли.
Джон ДиПьетро
Edmunds.com

Остальную часть презентации, тщательно составленной специалистами Bose, можно и нужно видеть своими глазами. Автомобиль преодолевает неровности, входит в повороты, разгоняется и тормозит – и все это без малейшего колебания кузова. Финальным аккордом в этом шоу был трюк, в котором автомобиль с подвеской Bose легко и плавно перепрыгивает деревянную планку, имитирующую препятствие, а затем «кланяется» вместе с водителем, вышедшим из машины. Эта часть, конечно была просто демонстрацией возможностей: инженеры не планировали подобную опцию в серийной реализации. Но впечатление на зрителей этот прыжок производил исправно, начиная с 2004 года – ведь подобные презентации в Bose проводили не только для журналистов, но и для потенциальных партнеров, которые могли бы заинтересоваться их технологией.

Слишком смело для рынка

Но вот как раз с потенциальными партнерами ситуация складывалась не так ярко, как с разработкой и практической реализацией. Разумеется, главными целевыми потребителями своей технологии в Bose видели крупных производителей люксовых автомобилей – как спортивных, так и представительских. Ferrari, Jaguar, Mercedes, Honda и другие были заинтересованы в том, чтобы применять новую подвеску в своих автомобилях. Каждый, кто испытывал лично изобретение Bose, неизменно говорил, что это лучшая подвеска, которую он когда-либо видел. Но когда дело доходило до цифр, все с миной сожаления закрывали свои папки и отправлялись домой, чтобы «обдумать» предложение, которое не решился принять никто.

У меня нет сомнений в том, что эта технология может стать успешной на рынке. Но для этого требуется компания, которая интересуется чем-то большим, чем дизайн и лошадиные силы.
Амар Боуз (Amar Bose), 1929-2013

Помимо усложняющей автомобиль электрической обвязки на момент разработки стоимость некоторых компонентов была весьма высока, усложняя серийное производство и удорожая конечный продукт. К примеру, помимо микропроцессора «узким местом» были мощные неодимовые магниты, материал для производства которых был дорог. Но это было не главной проблемой: профессор Боуз был совершенно прав, предсказав, что в будущем стоимость этих компонентов снизится до приемлемой.

Но вот избавить систему от двух других недостатков оказалось не так легко, и первым из них стала масса конструкции. Целевой показатель увеличения веса автомобиля, по расчетам инженеров, составлял 90 килограммов – именно столько, почти центнер, должна была прибавить подвеска автомобиля с системой Bose по сравнению с обычной. Конечно, здесь рост неподрессоренной массы не оказывал никакого негативного влияния на плавность хода и устойчивость автомобиля – напротив, эти показатели вырастали до небывалых высот. Но вот ухудшение динамики и повышение расхода топлива исключить из уравнения не удавалось никак – а на фоне ужесточающихся уже тогда экологических норм и требований к снижению расхода топлива это было довольно важно. Ну а еще внедрение подвески от стороннего производителя без обширных испытаний, в том числе ресурсных, ни один автобренд, разумеется, позволить себе не мог. Интеграция системы Bose означала довольно серьезные инвестиции, которые в случае успеха оборачивались уникальным конкурентным преимуществом, но в случае неудачи не могли окупиться никоим образом.

Время шло, а уникальная технология так и оставалась в статусе «перспективной, но сложной в реализации». Эксперты сулили ей рыночный успех то в новом флагманском Cadillac, то в Audi A8, а некоторые даже полагали, что смелые французы увидят в ней будущее, сменив свой Hydractive на принципиально новую и более эффективную схему. Однако и по сей день ни одного соглашения с автопроизводителями заключено не было. Наработки Bose нашли свое серийное воплощение в другом продукте – сиденьях с системой амортизации Bose Ride, адресованных профессиональным водителям грузовых автомобилей. Но вот подвеска дальше «обкаточных» Lexus LS 400 не пошла…

От революции к эволюции

В 2013 году умер отец идеи электромагнитной подвески, профессор Амар Боуз, который больше всех верил в успех своего детища. Но успех к нему так и не пришел, и в конце 2017 года в Bose объявили о продаже своих наработок молодой компании ClearMotion. Но продажа не обозначила возрождения технологии под новым именем: текущий курс ClearMorion предполагает разработку подвески, сохраняющей классическую конструкцию с упругими элементами в виде пружин и амортизаторов. Упор в ней сделан на электрогидравлический модуль Activalve с электронным управлением, который является внешним элементом амортизатора и позволяет ускорить отклик гидравлической системы на дефекты дорожного полотна: амортизатор с ним сжимается и разжимается быстрее.

ClearMotion

Дальнейшее развитие системы предполагает сбор и анализ данных о рельефе дорожного полотна, их глобальное аккумулирование в облачных хранилищах и дальнейшее использование для «предугадывания» поведения подвески. Звучит революционно – но революционно по-современному, с привкусом стартапов, краудфандинга и Кремниевой долины. Да и конструкция получается куда сложнее, чем то, что предложил почти 30 лет назад профессор Амар Боуз.

история

Новые статьи

Статьи / Тесты Девяносто девять тайн: проверь, что ты знаешь о ВАЗ-21099 Каких-то тридцать лет назад ВАЗ-21099 был символом престижа и настоящим автомобилем мечты жителей новообразованных государств, возникших в рамках СНГ на обломках той самой страны, в которой… 1084 4 2 12.11.2022

Статьи / Тюнинг Комплектация, которой не было: тюнинг Subaru Forester II SG Отношение к тюнингу даже в среде автовладельцев может быть разным: кто-то фанатеет от любых доработок, кто-то увлекается стайлингом, кто-то любит слиперы, а кто-то (например, я) вообще прох. .. 3238 0 2 11.11.2022

Статьи / Ремонт и обслуживание Индекс воздушного фильтра: откат цен на запчасти, никакого дефицита и шквал подделок Курс рубля за последние месяцы стабилизировался на относительно комфортном для импортеров уровне. Последовали ли за ним цены на запасные части и расходники? В целом – да, причем цены на нек… 1512 2 1 09.11.2022

Как работает автомобильная подвеска | Как работает

«» Вся мощность, вырабатываемая двигателем автомобиля, бесполезна, если водитель не может управлять автомобилем. Вот где в дело вступает система подвески автомобиля. Bicanski на Pixnio

Когда люди думают о характеристиках автомобиля, они обычно думают о мощности, крутящем моменте и ускорении с нуля до 60. Но вся мощность, вырабатываемая поршневым двигателем, бесполезна, если водитель не может управлять автомобилем. Вот почему автомобильные инженеры обратили свое внимание на систему подвески практически сразу после освоения четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Работа подвески автомобиля заключается в том, чтобы максимизировать трение между шинами и дорожным покрытием, обеспечить устойчивость рулевого управления при хорошей управляемости и обеспечить комфорт пассажиров. В этой статье мы рассмотрим, как работают автомобильные подвески, как они развивались с годами и куда движется конструкция подвесок в будущем.

Объявление

Если бы дорога была идеально ровной, без неровностей, подвески были бы не нужны. Но дороги далеко не ровные. Даже на недавно вымощенных автомагистралях есть незначительные дефекты, которые могут взаимодействовать с колесами автомобиля. Именно эти несовершенства прикладывают силы к колесам. Согласно законам движения Ньютона, все силы имеют звездная величина и направление . Выбоины на дороге заставляют колесо двигаться вверх и вниз перпендикулярно поверхности дороги. Величина, конечно, зависит от того, попадает ли колесо в гигантскую шишку или крошечное пятнышко. В любом случае, автомобильное колесо испытывает вертикальное ускорение при прохождении через несовершенство.

«» Подвеска вашего автомобиля максимизирует трение между шинами и дорогой и обеспечивает устойчивость рулевого управления.

Без промежуточной конструкции вся вертикальная энергия колеса передается на раму, которая движется в том же направлении. В такой ситуации шины могут полностью потерять контакт с дорогой. Затем под действием нисходящей силы тяжести шины могут снова удариться о поверхность дороги. Что вам нужно, так это система, которая будет поглощать энергию колеса с вертикальным ускорением, позволяя раме и кузову двигаться без помех, в то время как шины будут двигаться по неровностям дороги.

Изучение сил, действующих на движущийся автомобиль, называется динамика автомобиля , и вам необходимо понимать некоторые из этих понятий, чтобы понять, почему вообще необходима подвеска. Большинство автомобильных инженеров рассматривают динамику движущегося автомобиля с двух точек зрения:

Плавность хода : способность автомобиля сглаживать неровную дорогу
Управляемость : способность автомобиля безопасно ускоряться, тормозить и поворачивать

Эти две характеристики можно далее описать тремя важными принципами — изоляция дороги , устойчивость на дороге и прохождение поворотов . В таблице ниже описаны эти принципы и то, как инженеры пытаются решить проблемы, уникальные для каждого из них.

«» В этой таблице описывается изоляция дороги, сцепление с дорогой и повороты дороги.

Подвеска автомобиля с ее различными компонентами обеспечивает все описанные решения.

Давайте посмотрим на части типичной подвески, переходя от общей картины шасси к отдельным компонентам, из которых собственно состоит подвеска.

Содержание

Детали подвески автомобиля
Амортизаторы: Амортизаторы
Амортизаторы: стойки и стабилизаторы поперечной устойчивости
Типы подвески: передняя
Типы подвески: Задняя
Специализированные подвески: Baja Bug
Специализированные подвески: гонщики Формулы-1
Специализированные подвески: Hot Rods

htm»> Детали подвески автомобиля

Подвеска автомобиля фактически является частью шасси, которое включает в себя все важные системы, расположенные под кузовом автомобиля. К этим системам относятся:

Рама : конструктивный несущий компонент, поддерживающий двигатель и кузов автомобиля, которые, в свою очередь, опираются на подвеску
Система подвески : установка, поддерживающая вес, поглощающая и амортизирующая удары и помогающая поддерживать контакт с шинами
Система рулевого управления : механизм, позволяющий водителю направлять и направлять транспортное средство
Шины и колеса : компоненты, обеспечивающие движение автомобиля за счет сцепления и/или трения с дорогой

Таким образом, подвеска является лишь одной из основных систем любого автомобиля.

Имея в виду этот общий обзор, пришло время взглянуть на три основных компонента любой подвески: пружины, амортизаторы и стабилизаторы поперечной устойчивости.

Пружины

Современные пружинные системы основаны на одной из четырех основных конструкций:

Винтовые пружины являются наиболее распространенным типом пружин и, по сути, представляют собой усиленный торсионный стержень, намотанный вокруг оси. Винтовые пружины сжимаются и расширяются, чтобы поглощать движение колес.
Листовые рессоры состоят из нескольких слоев металла (называемых «листьями»), соединенных вместе, чтобы действовать как единое целое. Листовые рессоры впервые использовались на конных повозках и встречались на большинстве американских автомобилей до 19 века.85. Они до сих пор используются на большинстве грузовиков и большегрузных транспортных средств.
Торсионные стержни используют свойства скручивания стального стержня, чтобы обеспечить работу, подобную винтовой пружине. Вот как они работают: один конец стержня крепится к раме автомобиля. Другой конец прикреплен к поперечному рычагу, который действует как рычаг, перемещающийся перпендикулярно торсиону. Когда колесо наезжает на неровность, вертикальное движение передается на поперечный рычаг, а затем, посредством рычажного действия, на торсион. Затем торсион скручивается вдоль своей оси, создавая усилие пружины. Европейские автопроизводители широко использовали эту систему, как и Packard и Chrysler в Соединенных Штатах, на протяжении 19 века.50-х и 1960-х годов.
Пневматические амортизаторы состоят из цилиндрической воздушной камеры, расположенной между колесом и кузовом автомобиля, и используют сжимающие свойства воздуха для поглощения вибрации колеса. Сегодня эта технология используется во многих роскошных автомобилях, но на самом деле этой концепции уже более века, и ее можно найти в багги, запряженных лошадьми. Пневматические рессоры той эпохи делались из наполненных воздухом кожаных диафрагм, очень похожих на меха; они были заменены пневматическими рессорами из формованной резины в 1930 с.

В зависимости от того, где на автомобиле расположены рессоры — т. е. между колесами и рамой — инженеры часто считают удобным говорить о подрессоренной массе и неподрессоренной массе .

Пружины: Подрессоренная и неподрессоренная масса

Подрессоренная масса — это масса автомобиля, опирающегося на рессоры, а неподрессоренная масса — это масса между дорогой и пружинами подвески. Жесткость пружин влияет на реакцию подрессоренной массы во время движения автомобиля. Автомобили со слабой подвеской, такие как роскошные автомобили (например, Mercedes-Benz C-Class), могут проглатывать неровности и обеспечивать сверхплавную езду; однако такой автомобиль склонен нырять и приседать во время торможения и ускорения, а также имеет тенденцию к раскачиванию или крену кузова на поворотах. Автомобили с жесткой подвеской, такие как спортивные автомобили (например, Mazda Miata MX-5), менее снисходительны к ухабистым дорогам, но они хорошо минимизируют движения кузова, а это означает, что их можно вести агрессивно даже на поворотах.

Таким образом, хотя пружины сами по себе кажутся простыми устройствами, разработка и внедрение их в автомобиль, чтобы сбалансировать комфорт пассажиров и управляемость, является сложной задачей. И что еще более усложняет ситуацию, пружины сами по себе не могут обеспечить идеально плавную езду. Почему? Потому что пружины отлично поглощают энергию, но не так хорошо рассеивают ее. Для этого требуются другие конструкции, известные как демпферы .

Амортизаторы: Амортизаторы

Если нет амортизирующей конструкции , автомобильная пружина будет растягиваться и высвобождать энергию, которую она поглощает от удара, с неконтролируемой скоростью. Пружина будет продолжать подпрыгивать со своей собственной частотой до тех пор, пока не будет израсходована вся первоначально вложенная в нее энергия. Подвеска, построенная только на рессорах, обеспечит чрезвычайно резвую езду и, в зависимости от местности, сделает автомобиль неуправляемым.

Введите амортизатор или демпфер, устройство, которое контролирует нежелательное движение пружины посредством процесса, известного как демпфирование . Амортизаторы замедляют и уменьшают величину вибрационных движений, превращая кинетическую энергию движения подвески в тепловую энергию, которая может рассеиваться через гидравлическую жидкость. Чтобы понять, как это работает, лучше всего заглянуть внутрь амортизатора, чтобы увидеть его структуру и функции.

Амортизатор представляет собой масляный насос , расположенный между рамой автомобиля и колесами. Верхнее крепление амортизатора соединяется с рамой (т. е. с подрессоренной массой), а нижнее крепление соединяется с осью рядом с колесом (т. е. с неподрессоренной массой). В двухтрубная конструкция , один из самых распространенных типов амортизаторов, верхнее крепление соединяется со штоком поршня, который в свою очередь соединяется с поршнем, который в свою очередь сидит в трубке, заполненной гидравлической жидкостью. Внутренняя трубка известна как напорная трубка, а внешняя трубка известна как резервная трубка. В резервной трубке хранится избыточная гидравлическая жидкость.

Когда колесо автомобиля наталкивается на неровность дороги и вызывает скручивание и раскручивание пружины, энергия пружины передается на амортизатор через верхнюю опору, вниз через шток поршня и в поршень. Отверстия перфорируют поршень и позволяют жидкости просачиваться, когда поршень движется вверх и вниз в напорной трубке. Поскольку отверстия относительно крошечные, через них проходит лишь небольшое количество жидкости под большим давлением. Это замедляет поршень, который, в свою очередь, замедляет пружину.

Амортизаторы работают в два цикла — цикл сжатия и цикл растяжения . Цикл сжатия происходит, когда поршень движется вниз, сжимая гидравлическую жидкость в камере под поршнем. Цикл расширения происходит, когда поршень движется к верхней части напорной трубы, сжимая жидкость в камере над поршнем. Типичный легковой автомобиль или легкий грузовик будет иметь большее сопротивление во время цикла растяжения, чем во время цикла сжатия. Имея это в виду, цикл сжатия управляет движением неподрессоренной массы автомобиля, а цикл растяжения контролирует более тяжелую подрессоренную массу.

Все современные амортизаторы чувствительны к скорости — чем быстрее движется подвеска, тем большее сопротивление оказывает амортизатор. Это позволяет амортизаторам приспосабливаться к дорожным условиям и контролировать все нежелательные движения, которые могут возникнуть в движущемся транспортном средстве, включая отскок, раскачивание, пикирование при торможении и приседание с ускорением.

Амортизаторы: стойки и стабилизаторы поперечной устойчивости

Другой распространенной демпфирующей конструкцией является стойка — по сути, амортизатор, установленный внутри винтовой пружины. Стойки выполняют две функции: они выполняют амортизирующую функцию как амортизаторы и обеспечивают структурную поддержку подвески автомобиля. Это означает, что стойки обеспечивают немного больше, чем амортизаторы, которые не поддерживают вес автомобиля — они контролируют только скорость, с которой вес передается в автомобиле, а не сам вес.

Поскольку амортизаторы и стойки очень важны для управления автомобилем, их можно считать важными элементами безопасности. Изношенные амортизаторы и стойки могут привести к чрезмерному переносу веса автомобиля из стороны в сторону и спереди назад. Это снижает способность шины сцепляться с дорогой, а также управляемость и эффективность торможения.

Реклама

Стабилизаторы поперечной устойчивости

Стабилизаторы поперечной устойчивости (также известные как стабилизаторы поперечной устойчивости) используются вместе с амортизаторами или стойками для придания движущемуся автомобилю дополнительной устойчивости. Стабилизатор представляет собой металлический стержень, который охватывает всю ось и эффективно соединяет каждую сторону подвески вместе.

Когда подвеска одного колеса перемещается вверх и вниз, стабилизатор передает движение другому колесу. Это создает более ровную езду, а уменьшает раскачивание автомобиля . В частности, он борется с креном автомобиля на подвеске при поворотах. По этой причине почти все автомобили сегодня оснащены стабилизаторами поперечной устойчивости в качестве стандартного оборудования, хотя, если это не так, комплекты позволяют легко установить стабилизаторы в любое время.

Реклама

Типы подвески: передняя

До сих пор наши обсуждения были сосредоточены на том, как работают пружины и амортизаторы на любом конкретном колесе. Но четыре колеса автомобиля работают вместе в двух независимых системах — два колеса, соединенные передней осью, и два колеса, соединенные задней осью. Это означает, что автомобиль может иметь и обычно имеет разный тип подвески спереди и сзади.

Многое зависит от того, связывает ли колеса жесткая ось или колеса могут двигаться независимо. Прежняя аранжировка известна как зависимая система , в то время как последняя компоновка известна как независимая система . В следующих разделах мы рассмотрим некоторые распространенные типы передней и задней подвески, которые обычно используются в обычных автомобилях.

Объявление

Зависимые передние подвески

Зависимые передние подвески имеют жесткую переднюю ось, соединяющую передние колеса. По сути, это выглядит как прочный стержень под передней частью автомобиля, удерживаемый листовыми рессорами и амортизаторами. Зависимая передняя подвеска, распространенная на грузовиках, не использовалась в обычных автомобилях в течение многих лет.

Независимая передняя подвеска

В этой конфигурации передние колеса могут двигаться независимо. Стойка Макферсона , разработанная Эрлом С. Макферсоном из General Motors в 1947 году, является наиболее широко используемой системой передней подвески, особенно в автомобилях европейского происхождения.

Стойка MacPherson объединяет амортизатор и винтовую пружину в единый узел. Это обеспечивает более компактную и легкую систему подвески, которую можно использовать для автомобилей с передним приводом.

«» Подвеска на двойных поперечных рычагах на выставке в музее Toyota в Нагое, Япония.
Wikimedia Commons (CC BY SA 4.0)
Подвеска на двойных поперечных рычагах , также известная как подвеска с А-образными рычагами или подвеска с рычагами управления, является еще одним распространенным типом передней независимой подвески.
Хотя существует несколько различных возможных конфигураций, в этой конструкции обычно используются два рычага в форме поперечных рычагов для определения местоположения колеса. На каждом поперечном рычаге, который имеет два положения крепления к раме и одно на колесе, установлен амортизатор и цилиндрическая пружина для поглощения вибраций. Подвеска на двойных поперечных рычагах позволяет лучше контролировать угол развала колес, который описывает степень наклона колес внутрь и наружу. Они также помогают свести к минимуму крен или раскачивание и обеспечивают более стабильное ощущение рулевого управления. Из-за этих характеристик подвеска на двойных поперечных рычагах часто используется на передних колесах больших автомобилей.
Теперь давайте посмотрим на некоторые распространенные задние подвески.
Реклама
Типы подвески: Задняя
Зависимые задние подвески
Если задние колеса автомобиля соединяет неразрезная ось, то подвеска, как правило, достаточно простая — либо на листовой рессоре, либо на винтовой. В прежней конструкции листовые рессоры прижимались непосредственно к ведущему мосту. Концы листовых рессор крепятся непосредственно к раме, а амортизатор крепится к хомуту, удерживающему пружину на оси. В течение многих лет американские производители автомобилей отдавали предпочтение этой конструкции из-за ее простоты.
Та же базовая конструкция может быть достигнута с винтовыми пружинами, заменяющими листы. При этом пружина и амортизатор могут монтироваться как единое целое или как отдельные компоненты. Когда они разделены, пружины могут быть намного меньше, что уменьшает количество места, которое занимает подвеска.
Реклама
Независимая задняя подвеска
Если и передняя, и задняя подвески независимы, то все колеса установлены и подпружинены по отдельности, что в рекламе автомобилей рекламируется как «независимая подвеска четырех колес». Любую подвеску, которую можно использовать на передней части автомобиля, можно использовать и на задней, а версии передних независимых систем, описанных в предыдущем разделе, можно найти на задних осях. Разумеется, в задней части автомобиля отсутствует рулевая рейка — узел, включающий ведущую шестерню и позволяющий колесам поворачиваться из стороны в сторону. Это означает, что задние независимые подвески могут быть упрощенными вариантами передних, хотя основные принципы остаются прежними.
Далее мы рассмотрим подвески специальных автомобилей.
Реклама
Специализированные подвески: Baja Bug
По большей части эта статья была посвящена подвескам основных передне- и заднеприводных автомобилей — автомобилей, которые ездят по обычным дорогам в нормальных условиях вождения. А как насчет подвески специальных автомобилей, таких как хот-роды, гоночные автомобили или экстремальные внедорожники? Хотя подвески специальных автомобилей подчиняются тем же основным принципам, они обеспечивают дополнительные преимущества, уникальные для условий вождения, в которых они должны двигаться. Далее следует краткий обзор конструкции подвески для трех типов специальных автомобилей — Baja Bugs, гоночных болидов Формулы-1 и хот-родов в американском стиле.
Baja Bugs
Volkswagen Beetle, или Жук, суждено было стать фаворитом среди любителей бездорожья. Благодаря низкому центру тяжести и расположению двигателя над задней осью полноприводный Bug справляется с бездорожьем так же, как и с некоторыми полноприводными автомобилями. Конечно, VW Bug не готов к бездорожью с заводской комплектацией. Большинство жуков требуют некоторых модификаций или преобразований, чтобы подготовить их к гонкам в суровых условиях, таких как пустыни Нижней Калифорнии.
Объявление
Одно из самых важных изменений происходит в подвеске. Торсионная подвеска, стандартное оборудование для передней и задней части большинства Bugs в период с 1936 по 1977 год, может быть поднята, чтобы освободить место для тяжелых внедорожных колес и шин. Более длинные амортизаторы заменяют стандартные амортизаторы, чтобы поднять кузов выше и обеспечить максимальный ход колес. В некоторых случаях преобразователи Baja Bug полностью удаляют торсионы и заменяют их несколькими Coil-over systems , продукт послепродажного обслуживания, который сочетает в себе пружину и амортизатор в одном регулируемом блоке. Результатом этих модификаций является транспортное средство, которое позволяет колесам перемещаться по вертикали на 20 дюймов (50 сантиметров) или более с каждой стороны. Такой автомобиль может легко перемещаться по пересеченной местности и часто «прыгает» по стиральной доске в пустыне, как камень по воде.
Реклама
Специализированные подвески: гонщики Формулы-1
Гоночный автомобиль Формулы-1 представляет собой вершину автомобильных инноваций и эволюции. Легкие композитные кузова, мощные двигатели V10 и усовершенствованная аэродинамика позволили создать более быстрые, безопасные и надежные автомобили.
Чтобы сделать мастерство пилота ключевым фактором отличия в гонке, к конструкции гоночных автомобилей Формулы-1 применяются строгие правила и требования. Например, правила, регулирующие конструкцию подвески, гласят, что все гонщики Формулы-1 должны иметь обычные пружины, но они не допускают активных подвесок с компьютерным управлением. Для этого автомобили оснащены многорычажной подвеской , в которой используется многорычажный механизм, эквивалентный системе двойных поперечных рычагов.
Реклама
Напомним, что конструкция с двумя поперечными рычагами использует два рычага управления в форме поперечных рычагов для управления движением вверх и вниз каждого колеса. У каждого рычага есть три монтажных положения — два на раме и одно на ступице колеса — и каждое соединение шарнирно закреплено, чтобы направлять движение колеса. Во всех автомобилях основным преимуществом подвески на двойных поперечных рычагах является контроль . Геометрия рычагов и эластичность соединений дают инженерам полный контроль над углом поворота колеса и другими динамическими характеристиками автомобиля, такими как подъем, приседание и пикирование.
Однако, в отличие от дорожных автомобилей, амортизаторы и винтовые пружины гоночного автомобиля Формулы-1 не крепятся непосредственно к рычагам управления. Вместо этого они ориентированы по длине автомобиля и управляются дистанционно с помощью ряда толкающих и тянущих стержней. Они переводят движения колеса вверх-вниз в возвратно-поступательные движения пружинно-демпферного аппарата.
Реклама
Специализированные подвески: Hot Rods
Эпоха классического американского хот-рода длилась с 1945 примерно до 1965 года. Как и Baja Bugs, классические хот-роды требовали от своих владельцев значительных модификаций. Однако, в отличие от Bugs, которые построены на шасси Volkswagen, хот-роды были построены на множестве старых, часто исторических моделей автомобилей: автомобили, выпущенные до 1945 года, считались идеальным материалом для трансформации хот-родов, потому что их кузова и рамы часто были в хорошей форме. , а их двигатели и трансмиссии нуждались в полной замене. Для энтузиастов хот-родов это было именно то, что они хотели, поскольку это позволяло им устанавливать более надежные и мощные двигатели, такие как Ford V8 с плоской головкой или Chevrolet V8.
Один популярный хот-род был известен как T-bucket , потому что он был основан на Ford Model T. Стандартная передняя подвеска Ford Model T состояла из цельной двутавровой балки переднего моста (зависимая подвеска). , U-образная багги-рессора (листовая рессора) и радиусный стержень в форме поперечного рычага с шариком на заднем конце, который поворачивался в чашке, прикрепленной к трансмиссии.
Advertisement
Инженеры Ford создали модель T для высокой езды с большим количеством движений подвески, идеальный дизайн для грубых, примитивных дорог 19-го века.30 с. Но после Второй мировой войны хот-роддеры начали экспериментировать с более крупными двигателями Cadillac или Lincoln, что означало, что радиусный стержень в форме поперечного рычага больше не применялся. Вместо этого они сняли центральный шар и прикрутили концы поперечного рычага к раме. Эта конструкция « с разделенным поперечным рычагом » опустила переднюю ось примерно на 1 дюйм (2,5 сантиметра) и улучшила управляемость автомобиля.
Чтобы опустить ось более чем на дюйм, потребовалась совершенно новая конструкция, которую предоставила компания Bell Auto. На протяжении 19В 40-х и 1950-х годах Bell Auto предлагала осей с опускаемой трубой , которые опускали автомобиль на целых 5 дюймов (13 сантиметров). Трубчатые оси были изготовлены из гладких стальных труб и сбалансированы по прочности с превосходной аэродинамикой. Стальная поверхность также лучше воспринимала хромирование, чем кованые оси с двутавровой балкой, поэтому хот-роддеры часто предпочитали их и из-за их эстетических качеств.
Однако некоторые энтузиасты хот-родов утверждали, что жесткость трубчатой оси и ее неспособность изгибаться ухудшают ее способность справляться с нагрузками при вождении. Чтобы приспособиться к этому, хот-роддеры представили четырехбалочная подвеска с двумя точками крепления на оси и двумя на раме. В каждой точке крепления концы стержней авиационного типа обеспечивали достаточное движение под любым углом. Результат? Четырехбалочная система улучшила работу подвески в любых условиях вождения.
Для получения дополнительной информации о подвеске автомобиля и смежных темах перейдите по ссылкам ниже.
Реклама
Первоначально опубликовано: 11 мая 2005 г.
Подвеска автомобиля Часто задаваемые вопросы
Что делает подвеска для автомобиля?
Работа подвески автомобиля заключается в максимальном увеличении трения между шинами и дорожным покрытием, обеспечении устойчивости рулевого управления при хорошей управляемости и обеспечении комфорта пассажиров.
Из каких частей состоит подвеска автомобиля?
Подвеска автомобиля фактически является частью шасси, которое включает в себя все важные системы, расположенные под кузовом автомобиля. Эти системы включают в себя: Рама: конструктивный несущий элемент, поддерживающий двигатель и кузов автомобиля, которые, в свою очередь, опираются на подвеску. Система подвески: установка, которая поддерживает вес, поглощает и гасит удары и помогает поддерживать контакт с шиной. Система рулевого управления: механизм, который позволяет водителю вести и направлять транспортное средство. Шины и колеса: компоненты, обеспечивающие движение автомобиля за счет сцепления и/или трения с дорогой
Как долго служат подвески автомобилей?
Подвеска вашего автомобиля обычно нуждается в ремонте или замене деталей, таких как амортизаторы и стойки, примерно через 50 000 миль.
Что вызывает проблемы с подвеской автомобиля?
Поскольку подвеска автомобиля состоит из множества деталей, в любой части подвески может возникнуть ряд проблем. Как правило, сильные удары и значительные неровности, такие как выбоины или дорожные препятствия, приводят к проблемам с подвеской или ее повреждениям.
Как узнать, повреждена ли подвеска?
Признаки повреждения подвески могут включать занос, занос во время поворотов, неровную езду, при которой вы чувствуете каждую неровность дороги, и рывки при движении вперед при остановке.
Много дополнительной информации
Статьи по теме
Другие полезные ссылки
Автомобильные Библии: полное руководство по подвеске автомобиля
Амортизаторы и стойки Monroe Техническая поддержка
Samarins.com: Как проверить подвеску и рулевое управление автомобиля при покупке подержанного автомобиля
Источники
«Подвеска Bose». Edmunds.com, Внутренняя линия. По состоянию на 26 апреля 2005 г.
http://www. cars.com/carsapp/national/?szc Cars.com Глоссарий Подвеска на двойных поперечных рычагах.
Клайнс, Том. 2004 Лучше жить через любопытство. Популярная наука. 3 декабря.
ДиПьетро, Джон. 2004. http://www.edmunds.com/insideline/do/Features/articleId»
http://www.edmunds.com/insideline/do/Features/articleId» Encyclopedia Britannica 2005, s.v. «демпфирование». CD-ROM, 2005.
http://www.edmunds.com/insideline/do/Features/articleId»Kahn, Dan. http://www.monroe.com/tech_support/tec_default.asp http://www.rodandcustommagazine.com/techarticles /135_0312_solid/ Амортизаторы и стойки Monroe. Техническая поддержка, техническое обучение.
Шерман, Дон. Американец: Как обстоят дела сегодня, Нью-Йорк: Crown Publishers,
.

Процитируйте это!
Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:
William Harris & Kristen Hall-Geisler «Как работает подвеска автомобиля» 11 мая 2005 г.
HowStuffWorks.com. 14 ноября 2022 г.
Citation
Как работает подвеска автомобиля | Как работает
«» Вся мощность, вырабатываемая двигателем автомобиля, бесполезна, если водитель не может управлять автомобилем. Вот где в дело вступает система подвески автомобиля. Bicanski на Pixnio
Когда люди думают о характеристиках автомобиля, они обычно думают о мощности, крутящем моменте и ускорении с нуля до 60. Но вся мощность, вырабатываемая поршневым двигателем, бесполезна, если водитель не может управлять автомобилем. Вот почему автомобильные инженеры обратили свое внимание на систему подвески практически сразу после освоения четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.
Работа подвески автомобиля заключается в максимальном увеличении трения между шинами и дорожным покрытием, обеспечении устойчивости рулевого управления при хорошей управляемости и обеспечении комфорта пассажиров. В этой статье мы рассмотрим, как работают автомобильные подвески, как они развивались с годами и куда движется конструкция подвесок в будущем.
Объявление
Если бы дорога была идеально ровной, без неровностей, подвески были бы не нужны. Но дороги далеко не ровные. Даже на недавно вымощенных автомагистралях есть незначительные дефекты, которые могут взаимодействовать с колесами автомобиля. Именно эти несовершенства прикладывают силы к колесам. Согласно законам движения Ньютона, все силы имеют как величину , так и направление . Выбоины на дороге заставляют колесо двигаться вверх и вниз перпендикулярно поверхности дороги. Величина, конечно, зависит от того, попадает ли колесо в гигантскую шишку или крошечное пятнышко. В любом случае, автомобильное колесо испытывает вертикальное ускорение при прохождении дефекта.
«» Подвеска вашего автомобиля максимизирует трение между шинами и дорогой и обеспечивает устойчивость рулевого управления.
© 2018 HowStuffWorks
Без промежуточной конструкции вся вертикальная энергия колеса передается на раму, которая движется в том же направлении. В такой ситуации шины могут полностью потерять контакт с дорогой. Затем под действием нисходящей силы тяжести шины могут снова удариться о поверхность дороги. Что вам нужно, так это система, которая будет поглощать энергию колеса с вертикальным ускорением, позволяя раме и кузову двигаться без помех, в то время как шины будут двигаться по неровностям дороги.
Изучение сил, действующих на движущийся автомобиль, называется динамика автомобиля , и вам необходимо понимать некоторые из этих понятий, чтобы понять, почему вообще необходима подвеска. Большинство автомобильных инженеров рассматривают динамику движущегося автомобиля с двух точек зрения:
Плавность хода : способность автомобиля сглаживать неровную дорогу
Управляемость : способность автомобиля безопасно ускоряться, тормозить и поворачивать
Эти две характеристики можно далее описать тремя важными принципами — изоляция дороги , устойчивость на дороге и прохождение поворотов . В таблице ниже описаны эти принципы и то, как инженеры пытаются решить проблемы, уникальные для каждого из них.
«» В этой таблице описывается изоляция дороги, сцепление с дорогой и повороты дороги.
© 2018 HowStuffWorks
Подвеска автомобиля с ее различными компонентами обеспечивает все описанные решения.
Давайте посмотрим на части типичной подвески, переходя от общей картины шасси к отдельным компонентам, из которых собственно состоит подвеска.
Реклама
Содержание
Детали подвески автомобиля
Амортизаторы: Амортизаторы
Амортизаторы: стойки и стабилизаторы поперечной устойчивости
Типы подвески: передняя
Типы подвески: Задняя
Специализированные подвески: Baja Bug
Специализированные подвески: гонщики Формулы-1
Специализированные подвески: Hot Rods
htm»> Детали подвески автомобиля
Подвеска автомобиля фактически является частью шасси, которое включает в себя все важные системы, расположенные под кузовом автомобиля. К этим системам относятся:
Рама : конструктивный несущий компонент, поддерживающий двигатель и кузов автомобиля, которые, в свою очередь, опираются на подвеску
Система подвески : установка, поддерживающая вес, поглощающая и амортизирующая удары и помогающая поддерживать контакт с шинами
Система рулевого управления : механизм, позволяющий водителю направлять и направлять транспортное средство
Шины и колеса : компоненты, обеспечивающие движение автомобиля за счет сцепления и/или трения с дорогой
Таким образом, подвеска является лишь одной из основных систем любого автомобиля.
Advertisement
Имея в виду этот общий обзор, пришло время взглянуть на три основных компонента любой подвески: пружины, амортизаторы и стабилизаторы поперечной устойчивости.
Пружины
Современные пружинные системы основаны на одной из четырех основных конструкций:
Винтовые пружины являются наиболее распространенным типом пружин и, по сути, представляют собой усиленный торсионный стержень, намотанный вокруг оси. Винтовые пружины сжимаются и расширяются, чтобы поглощать движение колес.
Листовые рессоры состоят из нескольких слоев металла (называемых «листьями»), соединенных вместе, чтобы действовать как единое целое. Листовые рессоры впервые использовались на конных повозках и встречались на большинстве американских автомобилей до 19 века.85. Они до сих пор используются на большинстве грузовиков и большегрузных транспортных средств.
Торсионные стержни используют свойства скручивания стального стержня, чтобы обеспечить работу, подобную винтовой пружине. Вот как они работают: один конец стержня крепится к раме автомобиля. Другой конец прикреплен к поперечному рычагу, который действует как рычаг, перемещающийся перпендикулярно торсиону. Когда колесо наезжает на неровность, вертикальное движение передается на поперечный рычаг, а затем, посредством рычажного действия, на торсион. Затем торсион скручивается вдоль своей оси, создавая усилие пружины. Европейские автопроизводители широко использовали эту систему, как и Packard и Chrysler в Соединенных Штатах, на протяжении 19 века.50-х и 1960-х годов.
Пневматические амортизаторы состоят из цилиндрической воздушной камеры, расположенной между колесом и кузовом автомобиля, и используют сжимающие свойства воздуха для поглощения вибрации колеса. Сегодня эта технология используется во многих роскошных автомобилях, но на самом деле этой концепции уже более века, и ее можно найти в багги, запряженных лошадьми. Пневматические рессоры той эпохи делались из наполненных воздухом кожаных диафрагм, очень похожих на меха; они были заменены пневматическими рессорами из формованной резины в 1930 с.
В зависимости от того, где на автомобиле расположены рессоры — т. е. между колесами и рамой — инженеры часто считают удобным говорить о подрессоренной массе и неподрессоренной массе .
Пружины: Подрессоренная и неподрессоренная масса
Подрессоренная масса — это масса автомобиля, опирающегося на рессоры, а неподрессоренная масса — это масса между дорогой и пружинами подвески. Жесткость пружин влияет на реакцию подрессоренной массы во время движения автомобиля. Автомобили со слабой подвеской, такие как роскошные автомобили (например, Mercedes-Benz C-Class), могут проглатывать неровности и обеспечивать сверхплавную езду; однако такой автомобиль склонен нырять и приседать во время торможения и ускорения, а также имеет тенденцию к раскачиванию или крену кузова на поворотах. Автомобили с жесткой подвеской, такие как спортивные автомобили (например, Mazda Miata MX-5), менее снисходительны к ухабистым дорогам, но они хорошо минимизируют движения кузова, а это означает, что их можно вести агрессивно даже на поворотах.
Таким образом, хотя пружины сами по себе кажутся простыми устройствами, разработка и внедрение их в автомобиль, чтобы сбалансировать комфорт пассажиров и управляемость, является сложной задачей. И что еще более усложняет ситуацию, пружины сами по себе не могут обеспечить идеально плавную езду. Почему? Потому что пружины отлично поглощают энергию, но не так хорошо рассеивают ее. Для этого требуются другие конструкции, известные как демпферы .
Реклама
Амортизаторы: Амортизаторы
Если нет амортизирующей конструкции , автомобильная пружина будет растягиваться и высвобождать энергию, которую она поглощает от удара, с неконтролируемой скоростью. Пружина будет продолжать подпрыгивать со своей собственной частотой до тех пор, пока не будет израсходована вся первоначально вложенная в нее энергия. Подвеска, построенная только на рессорах, обеспечит чрезвычайно резвую езду и, в зависимости от местности, сделает автомобиль неуправляемым.
Введите амортизатор или демпфер, устройство, которое контролирует нежелательное движение пружины посредством процесса, известного как демпфирование . Амортизаторы замедляют и уменьшают величину вибрационных движений, превращая кинетическую энергию движения подвески в тепловую энергию, которая может рассеиваться через гидравлическую жидкость. Чтобы понять, как это работает, лучше всего заглянуть внутрь амортизатора, чтобы увидеть его структуру и функции.
Реклама
Амортизатор представляет собой масляный насос , расположенный между рамой автомобиля и колесами. Верхнее крепление амортизатора соединяется с рамой (т. е. с подрессоренной массой), а нижнее крепление соединяется с осью рядом с колесом (т. е. с неподрессоренной массой). В двухтрубная конструкция , один из самых распространенных типов амортизаторов, верхнее крепление соединяется со штоком поршня, который в свою очередь соединяется с поршнем, который в свою очередь сидит в трубке, заполненной гидравлической жидкостью. Внутренняя трубка известна как напорная трубка, а внешняя трубка известна как резервная трубка. В резервной трубке хранится избыточная гидравлическая жидкость.
Когда колесо автомобиля наталкивается на неровность дороги и вызывает скручивание и раскручивание пружины, энергия пружины передается на амортизатор через верхнюю опору, вниз через шток поршня и в поршень. Отверстия перфорируют поршень и позволяют жидкости просачиваться, когда поршень движется вверх и вниз в напорной трубке. Поскольку отверстия относительно крошечные, через них проходит лишь небольшое количество жидкости под большим давлением. Это замедляет поршень, который, в свою очередь, замедляет пружину.
Амортизаторы работают в два цикла — цикл сжатия и цикл растяжения . Цикл сжатия происходит, когда поршень движется вниз, сжимая гидравлическую жидкость в камере под поршнем. Цикл расширения происходит, когда поршень движется к верхней части напорной трубы, сжимая жидкость в камере над поршнем. Типичный легковой автомобиль или легкий грузовик будет иметь большее сопротивление во время цикла растяжения, чем во время цикла сжатия. Имея это в виду, цикл сжатия управляет движением неподрессоренной массы автомобиля, а цикл растяжения контролирует более тяжелую подрессоренную массу.
Все современные амортизаторы чувствительны к скорости — чем быстрее движется подвеска, тем большее сопротивление оказывает амортизатор. Это позволяет амортизаторам приспосабливаться к дорожным условиям и контролировать все нежелательные движения, которые могут возникнуть в движущемся транспортном средстве, включая отскок, раскачивание, пикирование при торможении и приседание с ускорением.
Реклама
Амортизаторы: стойки и стабилизаторы поперечной устойчивости
Другой распространенной демпфирующей конструкцией является стойка — по сути, амортизатор, установленный внутри винтовой пружины. Стойки выполняют две функции: они выполняют амортизирующую функцию как амортизаторы и обеспечивают структурную поддержку подвески автомобиля. Это означает, что стойки обеспечивают немного больше, чем амортизаторы, которые не поддерживают вес автомобиля — они контролируют только скорость, с которой вес передается в автомобиле, а не сам вес.
Поскольку амортизаторы и стойки очень важны для управления автомобилем, их можно считать важными элементами безопасности. Изношенные амортизаторы и стойки могут привести к чрезмерному переносу веса автомобиля из стороны в сторону и спереди назад. Это снижает способность шины сцепляться с дорогой, а также управляемость и эффективность торможения.
Реклама
Стабилизаторы поперечной устойчивости
Стабилизаторы поперечной устойчивости (также известные как стабилизаторы поперечной устойчивости) используются вместе с амортизаторами или стойками для придания движущемуся автомобилю дополнительной устойчивости. Стабилизатор представляет собой металлический стержень, который охватывает всю ось и эффективно соединяет каждую сторону подвески вместе.
Когда подвеска одного колеса перемещается вверх и вниз, стабилизатор передает движение другому колесу. Это создает более ровную езду, а уменьшает раскачивание автомобиля . В частности, он борется с креном автомобиля на подвеске при поворотах. По этой причине почти все автомобили сегодня оснащены стабилизаторами поперечной устойчивости в качестве стандартного оборудования, хотя, если это не так, комплекты позволяют легко установить стабилизаторы в любое время.
Реклама
Типы подвески: передняя
До сих пор наши обсуждения были сосредоточены на том, как работают пружины и амортизаторы на любом конкретном колесе. Но четыре колеса автомобиля работают вместе в двух независимых системах — два колеса, соединенные передней осью, и два колеса, соединенные задней осью. Это означает, что автомобиль может иметь и обычно имеет разный тип подвески спереди и сзади.
Многое зависит от того, связывает ли колеса жесткая ось или колеса могут двигаться независимо. Прежняя аранжировка известна как зависимая система , в то время как последняя компоновка известна как независимая система . В следующих разделах мы рассмотрим некоторые распространенные типы передней и задней подвески, которые обычно используются в обычных автомобилях.
Объявление
Зависимые передние подвески
Зависимые передние подвески имеют жесткую переднюю ось, соединяющую передние колеса. По сути, это выглядит как прочный стержень под передней частью автомобиля, удерживаемый листовыми рессорами и амортизаторами. Зависимая передняя подвеска, распространенная на грузовиках, не использовалась в обычных автомобилях в течение многих лет.
Независимая передняя подвеска
В этой конфигурации передние колеса могут двигаться независимо. Стойка Макферсона , разработанная Эрлом С. Макферсоном из General Motors в 1947 году, является наиболее широко используемой системой передней подвески, особенно в автомобилях европейского происхождения.
Стойка MacPherson объединяет амортизатор и винтовую пружину в единый узел. Это обеспечивает более компактную и легкую систему подвески, которую можно использовать для автомобилей с передним приводом.
«» Подвеска на двойных поперечных рычагах на выставке в музее Toyota в Нагое, Япония.
Wikimedia Commons (CC BY SA 4.0)
Подвеска на двойных поперечных рычагах , также известная как подвеска с А-образными рычагами или подвеска с рычагами управления, является еще одним распространенным типом передней независимой подвески.
Хотя существует несколько различных возможных конфигураций, в этой конструкции обычно используются два рычага в форме поперечных рычагов для определения местоположения колеса. На каждом поперечном рычаге, который имеет два положения крепления к раме и одно на колесе, установлен амортизатор и цилиндрическая пружина для поглощения вибраций. Подвеска на двойных поперечных рычагах позволяет лучше контролировать угол развала колес, который описывает степень наклона колес внутрь и наружу. Они также помогают свести к минимуму крен или раскачивание и обеспечивают более стабильное ощущение рулевого управления. Из-за этих характеристик подвеска на двойных поперечных рычагах часто используется на передних колесах больших автомобилей.
Теперь давайте посмотрим на некоторые распространенные задние подвески.
Реклама
Типы подвески: Задняя
Зависимые задние подвески
Если задние колеса автомобиля соединяет неразрезная ось, то подвеска, как правило, достаточно простая — либо на листовой рессоре, либо на винтовой. В прежней конструкции листовые рессоры прижимались непосредственно к ведущему мосту. Концы листовых рессор крепятся непосредственно к раме, а амортизатор крепится к хомуту, удерживающему пружину на оси. В течение многих лет американские производители автомобилей отдавали предпочтение этой конструкции из-за ее простоты.
Та же базовая конструкция может быть достигнута с винтовыми пружинами, заменяющими листы. При этом пружина и амортизатор могут монтироваться как единое целое или как отдельные компоненты. Когда они разделены, пружины могут быть намного меньше, что уменьшает количество места, которое занимает подвеска.
Реклама
Независимая задняя подвеска
Если и передняя, и задняя подвески независимы, то все колеса установлены и подпружинены по отдельности, что в рекламе автомобилей рекламируется как «независимая подвеска четырех колес». Любую подвеску, которую можно использовать на передней части автомобиля, можно использовать и на задней, а версии передних независимых систем, описанных в предыдущем разделе, можно найти на задних осях. Разумеется, в задней части автомобиля отсутствует рулевая рейка — узел, включающий ведущую шестерню и позволяющий колесам поворачиваться из стороны в сторону. Это означает, что задние независимые подвески могут быть упрощенными вариантами передних, хотя основные принципы остаются прежними.
Далее мы рассмотрим подвески специальных автомобилей.
Реклама
Специализированные подвески: Baja Bug
По большей части эта статья была посвящена подвескам основных передне- и заднеприводных автомобилей — автомобилей, которые ездят по обычным дорогам в нормальных условиях вождения. А как насчет подвески специальных автомобилей, таких как хот-роды, гоночные автомобили или экстремальные внедорожники? Хотя подвески специальных автомобилей подчиняются тем же основным принципам, они обеспечивают дополнительные преимущества, уникальные для условий вождения, в которых они должны двигаться. Далее следует краткий обзор конструкции подвески для трех типов специальных автомобилей — Baja Bugs, гоночных болидов Формулы-1 и хот-родов в американском стиле.
Baja Bugs
Volkswagen Beetle, или Жук, суждено было стать фаворитом среди любителей бездорожья. Благодаря низкому центру тяжести и расположению двигателя над задней осью полноприводный Bug справляется с бездорожьем так же, как и с некоторыми полноприводными автомобилями. Конечно, VW Bug не готов к бездорожью с заводской комплектацией. Большинство жуков требуют некоторых модификаций или преобразований, чтобы подготовить их к гонкам в суровых условиях, таких как пустыни Нижней Калифорнии.
Объявление
Одно из самых важных изменений происходит в подвеске. Торсионная подвеска, стандартное оборудование для передней и задней части большинства Bugs в период с 1936 по 1977 год, может быть поднята, чтобы освободить место для тяжелых внедорожных колес и шин. Более длинные амортизаторы заменяют стандартные амортизаторы, чтобы поднять кузов выше и обеспечить максимальный ход колес. В некоторых случаях преобразователи Baja Bug полностью удаляют торсионы и заменяют их несколькими Coil-over systems , продукт послепродажного обслуживания, который сочетает в себе пружину и амортизатор в одном регулируемом блоке. Результатом этих модификаций является транспортное средство, которое позволяет колесам перемещаться по вертикали на 20 дюймов (50 сантиметров) или более с каждой стороны. Такой автомобиль может легко перемещаться по пересеченной местности и часто «прыгает» по стиральной доске в пустыне, как камень по воде.
Реклама
Специализированные подвески: гонщики Формулы-1
Гоночный автомобиль Формулы-1 представляет собой вершину автомобильных инноваций и эволюции. Легкие композитные кузова, мощные двигатели V10 и усовершенствованная аэродинамика позволили создать более быстрые, безопасные и надежные автомобили.
Чтобы сделать мастерство пилота ключевым фактором отличия в гонке, к конструкции гоночных автомобилей Формулы-1 применяются строгие правила и требования. Например, правила, регулирующие конструкцию подвески, гласят, что все гонщики Формулы-1 должны иметь обычные пружины, но они не допускают активных подвесок с компьютерным управлением. Для этого автомобили оснащены многорычажной подвеской , в которой используется многорычажный механизм, эквивалентный системе двойных поперечных рычагов.
Реклама
Напомним, что конструкция с двумя поперечными рычагами использует два рычага управления в форме поперечных рычагов для управления движением вверх и вниз каждого колеса. У каждого рычага есть три монтажных положения — два на раме и одно на ступице колеса — и каждое соединение шарнирно закреплено, чтобы направлять движение колеса. Во всех автомобилях основным преимуществом подвески на двойных поперечных рычагах является контроль . Геометрия рычагов и эластичность соединений дают инженерам полный контроль над углом поворота колеса и другими динамическими характеристиками автомобиля, такими как подъем, приседание и пикирование.
Однако, в отличие от дорожных автомобилей, амортизаторы и винтовые пружины гоночного автомобиля Формулы-1 не крепятся непосредственно к рычагам управления. Вместо этого они ориентированы по длине автомобиля и управляются дистанционно с помощью ряда толкающих и тянущих стержней. Они переводят движения колеса вверх-вниз в возвратно-поступательные движения пружинно-демпферного аппарата.
Реклама
Специализированные подвески: Hot Rods
Эпоха классического американского хот-рода длилась с 1945 примерно до 1965 года. Как и Baja Bugs, классические хот-роды требовали от своих владельцев значительных модификаций. Однако, в отличие от Bugs, которые построены на шасси Volkswagen, хот-роды были построены на множестве старых, часто исторических моделей автомобилей: автомобили, выпущенные до 1945 года, считались идеальным материалом для трансформации хот-родов, потому что их кузова и рамы часто были в хорошей форме. , а их двигатели и трансмиссии нуждались в полной замене. Для энтузиастов хот-родов это было именно то, что они хотели, поскольку это позволяло им устанавливать более надежные и мощные двигатели, такие как Ford V8 с плоской головкой или Chevrolet V8.
Один популярный хот-род был известен как T-bucket , потому что он был основан на Ford Model T. Стандартная передняя подвеска Ford Model T состояла из цельной двутавровой балки переднего моста (зависимая подвеска). , U-образная багги-рессора (листовая рессора) и радиусный стержень в форме поперечного рычага с шариком на заднем конце, который поворачивался в чашке, прикрепленной к трансмиссии.
Advertisement
Инженеры Ford создали модель T для высокой езды с большим количеством движений подвески, идеальный дизайн для грубых, примитивных дорог 19-го века.30 с. Но после Второй мировой войны хот-роддеры начали экспериментировать с более крупными двигателями Cadillac или Lincoln, что означало, что радиусный стержень в форме поперечного рычага больше не применялся. Вместо этого они сняли центральный шар и прикрутили концы поперечного рычага к раме. Эта конструкция « с разделенным поперечным рычагом » опустила переднюю ось примерно на 1 дюйм (2,5 сантиметра) и улучшила управляемость автомобиля.
Чтобы опустить ось более чем на дюйм, потребовалась совершенно новая конструкция, которую предоставила компания Bell Auto. На протяжении 19В 40-х и 1950-х годах Bell Auto предлагала осей с опускаемой трубой , которые опускали автомобиль на целых 5 дюймов (13 сантиметров). Трубчатые оси были изготовлены из гладких стальных труб и сбалансированы по прочности с превосходной аэродинамикой. Стальная поверхность также лучше воспринимала хромирование, чем кованые оси с двутавровой балкой, поэтому хот-роддеры часто предпочитали их и из-за их эстетических качеств.
Однако некоторые энтузиасты хот-родов утверждали, что жесткость трубчатой оси и ее неспособность изгибаться ухудшают ее способность справляться с нагрузками при вождении. Чтобы приспособиться к этому, хот-роддеры представили четырехбалочная подвеска с двумя точками крепления на оси и двумя на раме. В каждой точке крепления концы стержней авиационного типа обеспечивали достаточное движение под любым углом. Результат? Четырехбалочная система улучшила работу подвески в любых условиях вождения.
Для получения дополнительной информации о подвеске автомобиля и смежных темах перейдите по ссылкам ниже.
Реклама
Первоначально опубликовано: 11 мая 2005 г.
Подвеска автомобиля Часто задаваемые вопросы
Что делает подвеска для автомобиля?
Работа подвески автомобиля заключается в максимальном увеличении трения между шинами и дорожным покрытием, обеспечении устойчивости рулевого управления при хорошей управляемости и обеспечении комфорта пассажиров.
Из каких частей состоит подвеска автомобиля?
Подвеска автомобиля фактически является частью шасси, которое включает в себя все важные системы, расположенные под кузовом автомобиля. Эти системы включают в себя: Рама: конструктивный несущий элемент, поддерживающий двигатель и кузов автомобиля, которые, в свою очередь, опираются на подвеску. Система подвески: установка, которая поддерживает вес, поглощает и гасит удары и помогает поддерживать контакт с шиной. Система рулевого управления: механизм, который позволяет водителю вести и направлять транспортное средство. Шины и колеса: компоненты, обеспечивающие движение автомобиля за счет сцепления и/или трения с дорогой
Как долго служат подвески автомобилей?
Подвеска вашего автомобиля обычно нуждается в ремонте или замене деталей, таких как амортизаторы и стойки, примерно через 50 000 миль.
Что вызывает проблемы с подвеской автомобиля?
Поскольку подвеска автомобиля состоит из множества деталей, в любой части подвески может возникнуть ряд проблем. Как правило, сильные удары и значительные неровности, такие как выбоины или дорожные препятствия, приводят к проблемам с подвеской или ее повреждениям.
Как узнать, повреждена ли подвеска?
Признаки повреждения подвески могут включать занос, занос во время поворотов, неровную езду, при которой вы чувствуете каждую неровность дороги, и рывки при движении вперед при остановке.
Много дополнительной информации
Статьи по теме
Другие полезные ссылки
Автомобильные Библии: полное руководство по подвеске автомобиля
Амортизаторы и стойки Monroe Техническая поддержка
Samarins.com: Как проверить подвеску и рулевое управление автомобиля при покупке подержанного автомобиля
Источники
«Подвеска Bose». Edmunds.com, Внутренняя линия. По состоянию на 26 апреля 2005 г.
http://www.