Устройство подвески грузового автомобиля

Особенности подвесок грузовых автомобилей

Задняя рессорная подвеска грузового автомобиля:
1 — ушко рессоры;
2 — резиновая втулка;
3 — кронштейн;
4 — втулка;
5 — болт;
6 — шайба;
7 — палец;
8 — резиновые втулки;
9 — шайба пружинная;
10 — гайка;
11 — кронштейн;
12 — втулка резиновая;
13 — втулка;
14 — пластина серьги;
15 — болт;
16 — хомут;
17 — коренной лист;
18 — листы рессоры;
19 — дополнительная рессора;
20 — стремянка;
21 — накладка;
22 — задний мост;
23 — амортизатор;
24 — резиновая подушка;
25 — лонжерон рамы

В конструкции большинства грузовых автомобилей, прицепов и автобусов применяются зависимые подвески на продольных полуэллиптических листовых рессорах. В грузовых автомобилях и автобусах нагрузка на задний мост может меняться в значительных пределах в зависимости от массы перевозимого груза и количества пассажиров. Поэтому рессорная подвеска заднего моста, помимо основной рессоры, содержит дополнительную — подрессорник. Основная рессора средней частью крепится с помощью специальных хомутов — стремянок — к балке моста. Концы рессоры крепятся к раме автомобиля посредством специальных кронштейнов. Поскольку длина рессоры при ее прогибе изменяется, один из концов рессоры должен иметь возможность продольного перемещения относительно рамы. С этой целью применяют специальные кронштейны с качающейся серьгой, скользящие и эластичные опоры.
Подрессорник имеет меньшее число листов, чем основная рессора. В средней части он также крепится к балке моста, обычно сверху основной рессоры, а его концы не крепятся к раме. На раме, напротив плоских концов подрессорника, устанавливают упорные кронштейны. Когда автомобиль не нагружен, работает только основная рессора. При определенной нагрузке основная рессора прогибается так, что концы подрессорника упираются в кронштейны, и рессоры начинают работать совместно. При этом суммарная жесткость подвески увеличивается.

Пневматическая подвеска автобуса

В подвеске современных грузовых автомобилей, прицепов, полуприцепов и автобусов часто применяется пневматическая подвеска. Пневмоподвеска легче рессорной, обеспечивает более высокую плавность хода и дает возможность регулировать расстояние от грузовой платформы или пола кузова до поверхности дороги. Это особенно важно для грузовых автомобилей, где необходимо облегчить процесс погрузки-разгрузки автомобиля у пандусов, складских помещений и т. п. Некоторые автомобили имеют специальные пульты управления для регулировки высоты грузовой платформы при нахождении водителя вне автомобиля. Пневматическая подвеска автобусов обеспечивает постоянство уровня пола вне зависимости от количества пассажиров, что увеличивает комфорт и безопасность при их посадке и высадке. Конструкция пневматических подвесок некоторых автобусов дает возможность дополнительно понижать уровень пола на остановках.

Если соседние мосты многоосного грузового автомобиля, прицепа или полуприцепа расположены близко друг от друга, может применяться балансирная подвеска. При таких подвесках мосты качаются на соединенных с ними и с рессорами балансирных рычагах. При этом рессоры воспринимают только силу тяжести автомобиля, а тяговая и тормозная силы, а также реактивный и тормозной моменты передаются толкающими и реактивными штангами. Соседние мосты опираются на концы общих рессор, а рессоры средней частью крепятся к ступицам, которые могут поворачиваться относительно оси балансира закрепленной на раме.

Назначение, устройство и виды подвесок автомобиля

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

История появления

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

Зависимая подвеска с поперечным расположением рессоры

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

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

Основные функции и характеристики подвески автомобиля

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

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

Дрифт-кар с жесткой подвеской

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

Автомобиль класса «Люкс» с энергоемкой подвеской

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

Внедорожник с длинноходной подвеской

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

Устройство подвески

Любая подвеска автомобиля состоит из следующих основных элементов:

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

Классификация подвесок

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

Зависимая подвеска

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

Отличия зависимой и независимой подвески

  • простая и надежная в эксплуатации;
  • высокая грузоподъемность.
  • плохая управляемость;
  • плохая устойчивость на больших скоростях;
  • меньшая комфортабельность.

Независимая подвеска

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

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

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

Полузависимая подвеска

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

Виды независимых подвесок

МакФерсон

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

Двухрычажная передняя подвеска

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

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

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

Двухрычажная передняя подвеска

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

Пневматическая подвеска

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

Гидравлическая подвеска

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

Спортивные независимые подвески

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

Подвески типа push-rod и pull-rod

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

Различие спортивных подвесок push-rod и pull-rod

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

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

Читайте также:  Устройство кузова легкового автомобиля

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

Назначение и устройство подвески автомобиля

Подвеска служит для смягчения и поглощения толчков и ударов, возникающих при движении автомобиля по неровной дороге.

На грузовых автомобилях применяют зависимые подвески, при которых оба колеса одного моста имеют упругую связь с рамой. При наезде одного колеса на неровность его перемещение относительно рамы передается другому колесу.

На автомобилях различают переднюю подвеску, связывающую передний мост с рамой и заднюю подвеску, которая соединяет с рамой одновременно промежуточный и задний мост.

Передняя подвеска рассматриваемых автомобилей (КамАЗ-4310, Урал-4320, ЗИЛ-131) зависимая, рес­сорная, с телескопическими амортизаторами.

На автомобиле КамАЗ-4310 эта подвеска состоит из двух продоль­ных полуэллиптических рессор 12 (рис. 126) с деталями крепления, четырех опорных кронштейнов 9 и 23, четырех резиновых буферов 4 и 6, двух амортизаторов 13. Каждая рессора набрана из 15 листов разной длины, изготовленных из упругой стали. Верхний самый длинный лист называется коренным, он имеет прямоугольное сечение, остальные – Т-образное. В каждом листе выполнена выдавка, которая входит в углубление нижележащего листа, тем самым листы фиксируются от продольных смещений. От поперечных смешений листы удерживаются хомутиками.

Рис. 126. Передняя подвеска автомобиля КамАЗ-4310: 1 -болт крепления ушка; 2 – стяжной болт; 3 – накладка ушка; 4, 8 – буферов; 5 – стремянка; 6 – накладка реестры; 7 – кронштейн опоры кабины; 9, 23 – кронштейн рессоры; 10 – накладка коренного листа; 11 – палец, кронштейна; 12 – рессора; 13 – амортизатор; 14 – втулка амортизатора; 15 – кронштейн амортизатора; 16 – палец амортизатора; 17 -балка моста; 18 -проставка рессоры; 19 -масленка; 20 -палец ушка; 21 – втулка ушка; 22 – ушко рессоры; 24 – накладка стремянок.

В среднем части рессора с помощью двух стремянок крепится к балке моста. Между рессорами и мостом устанавливаются проставки 18.

На переднем конце коренного листа крепится ушко 22, в которое запрессована втулка 21. С помощью пальца 20 передний конец рессоры закреплен в кронштейне 23 рамы. Трущиеся поверхности втулки и пальца смазываются через пресс-масленку 19.

Задний конец рессоры скользкий, опирается на кронштейн 9 через наклепанную на коренной лист накладку 10. В кронштейне установлен сменный сухарь и боковые вкладыши, закрепленные стяжным болтом, на который надета втулка. Конец второго листа рессоры изогнут, тем самым он удерживает рессору от выпадения из кронштейна при провисании моста.

При наезде колеса на препятствие рессора выпрямляется и удли­няется, при этом накладка 10 коренного листа скользит по сухарю заднего кронштейна. Энергия удара поглощается рессорой и не передается на раму. При больших прогибах рессора сначала касается дополнительного буфера 8, а затем упирается в основной буфер 4. Дополнительный буфер ограничивает прогиб заднего конца рессоры и уменьшает поворот переднего моста вверх при торможении автомобиля. После съезда колеса с препятствия рессора принимает первоначальную форму, рама с закрепленными на ней агрегатами и кузовом совершает колебания, которые гасятся амортизаторами. Толкающий тормозные усилия передаются от моста на раму через рессору и детали ее крепления.

Передняя подвеска автомобиля Урал-4320 имеет аналогичное устройство. Отличие, кроме размеров и форм деталей, состоит в следующем: рессора набрана из 10 листов, из которых два верхних имеет одинаковую длину, а на заднем конце загнут третий лист; основной резиновый буфер закреплен вместе с накладкой к средней части рессоры, задние кронштейны рессор соединены между собой стяжкой.

У автомобиля ЗиЛ-131 передняя подвеска имеет такое же устройст­во, как и на автомобилях КамАЗ-4310 или Урал-4320. Передние рессоры имеют по 17 листов у автомобилей с лебедкой и по 15 листов у автомобилей без лебедки. Основной буфер закреплен в центре рессоры.

Рис. 127. Гидравлический амортизатор: I – проушина; 2 – кожух; 3, 4 – сальники; 5 – перепускной клапан; 6, 15- отверстия в поршне; 7 – клапан отдачи; 8, 11 – пружины; 9 – впускной клапан: 10 – клапан сжатия; 12, 13 -отверстия в основании; 14 – поршень; 16 – корпус; 17 – цилиндр; 18 – шток; 19 – отверстие в направляющей штока.

Основными, частями амортизатора (рис.127) являются корпус 16, рабочий цилиндр 17, кожух 2, поршень 14 со штоком 18, клапан сжатия 10, клапан отдачи 7, перепускной клапан 5, впускной клапан 9. Рабочий цилиндр размешен внутри корпуса, снизу к нему приварено основание, а сверху цилиндр закрывается направляющей штока. Внутри цилиндра перемещается поршень, соединенный со штоком. В поршне имеется два ряда отверстий, расположенных по окружностям. Отверстия 6 на большом диаметре закрываются перепускным пластинчатым клапаном 5, отверстия на меньшем диаметре 15 перекрыты снизу тарелкой клапана отдачи 7. В основании цилиндра имеется один ряд отверстий по окружности, которые закрываются сверху впускным клапаном 9. В центре основания расположен клапан 10 сжатия.

Пространство между цилиндром и поршнем называется резервной полостью, вместе с рабочим цилиндром она заполнена жидкостью.

Выход штока из цилиндра уплотняется резиновым сальником 3. Между обоймой сальника и направляющей штока установлен сальник 4, уплотняющий резервную полость.

Работа амортизатора. При плавном ходе сжатия поршень переме­шается вниз, под ним создается давление, за счет чего открывается перепускной клапан 5 на поршне, и жидкость перетекает в пространство над поршнем. Вся жидкость из-под поршня не может перетечь в пространство над поршнем, так как часть объема выше поршня занимает шток. Поэтому часть жидкости через приоткрывающийся клапан сжатия 10 перетекает в резервную полость.

При резком сжатии под поршнем создается большое давление, клапан сжатия открывается на большую величину. Жидкость перетекает через клапан 5 в пространство над поршнем и через клапан 10 в резервную полость.

При плавном ходе отдачи давление создается в пространстве над поршнем. Жидкость перетекает через отверстия 15 и щели в клапане отдачи 7 в пространство под поршнем. Одновременно в это же пространство поступает жидкость из резервной полости через впускной клапан 9.

При резком ходе отдачи давление над поршнем возрастает быстро. Жидкость, преодолевая усилие пружины, открывает клапан 7 и проходит в пространство под поршнем. Одновременно часть жидкости из резервной полости проходит через впускной клапан 9 в пространство под поршнем.

Во всех случаях при перетекании жидкости через узкие отверстия клапанов создается трение жидкости о стенки отверстий и между ее слоями. За счет этого трения и гасятся колебания рамы. При трении выделяется теплота, поэтому исправно работающий амортизатор должен быть теплым.

Рис. 128 Задняя подвеска трехосного автомобиля: 1 – промежуточный мост; 2, 3 – кронштейны реактивных штанг; 4, 8 -кронштейны рессор; 5 – рессора; 6,15 – кронштейн подвески; 7 -стремянка; 9 – задний мост; 10, 11, 14-реактивные штанги; 12 – балансир; 13 – ось.

Задняя подвеска (рис. 128) трехосных автомобилей зависимая, рессорная, балансирная. Основными частями такой подвески являются две перевёрнутые рессоры 5, два балансира, две оси 13 (на автомобилях Урал-4320 и ЗиЛ-131 – одна общая ось), два кронштейна б осей, два кронштейна задней подвески, шесть реактивных штанг 10, 11, 14, четыре резиновых буфера.

Ось 13 запрессована в кронштейн 6, который закреплен шпильками к кронштейну 15, последний крепится болтами к лонжерону рамы. По концам осей 13,на двух втулках каждый, устанавливаются балансиры 12. От осевых смешений балансир фиксируется разрезной гайкой, стянутой болтом. Смазка трущихся поверхностей балансира осуществляется маслом, заливаемом через верхнее отверстие в крышке балансира, слив масла – через нижнее отверстие, -отверстия закрываются пробками. Со стороны кронштейна б балансир уплотняется сальником и резиновыми кольцами.

Рессора в средней части крепится к балансиру двумя стремянками 7. Концы рессор устанавливаются свободно в кронштейнах балок мостов.

Резиновые буфера, прикрепленные к лонжеронам рамы, ограничива­ют ход мостов вверх и смягчают удары балок о раму.

Реактивные штанги служат для передачи толкавших и тормозных усилий от балок мостов на раму, они также воспринимают от мостов реактивные моменты, возникающие при трогании с места или торможении. Каждый мост имеет по три штанги – одну верхнюю и две нижние. Штанга состоит из стержня и двух головок. На автомобилях КамАЗ-4310 и Урал-4320 в головках штанг установлены шаровые пальцы с вкладышами и пружиной, головка закрывается крышкой. Для смазки трущихся по­верхностей шарнира в головке имеется пресс-масленка. На автомобиле ЗиЛ-131 в головке установлен шаровой палец и обойма с вкладышами. Вкладыш изготовлен из тканой ленты, пропитанной специальным составом. Шарнир уплотнен резиновым чехлом. В процессе эксплуатации шарниры реактивных штанг на этом автомобиле смазки не требуют.

Реактивные штанги крепятся к кронштейнам подвески и рычагам мостов.

При балансирной подвеске оба моста образуют общую тележку, которая может качаться вместе с рессорами на оси и, кроме того, вследствие прогиба рессор каждый мост может перемещаться независимо, что обеспечивает хорошую приспособляемость колес к неровностям дороги.

Подвеска грузового автомобиля

На грузовых автомобилях встречаются несколько видов подвески. Для каждого вида подвески характерны свои конструкционные особенности и характеристики эксплуатации. Подвеской называется комплект деталей, которые крепят колеса автомобиля к кузову. Сам механический узел включает в себя несколько элементов. За счет элементов подвески снижается уровень вибрации при пересечении автомобилем дороги с неровностями. От эффективности работы подвески зависит не только гашения вибрации, но и уровень гашения шума извне, который возникает при вождении автомобиля.

Особенности конструкции подвески грузовых авто

Подвеска грузового автомобиля эталонного типа должна иметь облегченную конструкцию и должна быть выполнена из прочных материалов. Основная задача подвески заключается в недопущении крена, который превышает уровень предельного наклона автомобиля. Раскачка кузова не должна превышать предельных значений при экстренном торможении и преодолении поворотов.

Кинематические характеристики колес и рулевое управление должны соответствовать эксплуатационным характеристикам подвески грузового автомобиля. За счет качества подвески обеспечиваются оптимальная регуляция углов колес. Все автомобильные подвески для грузовых автомобилей делятся на:

При выборе подвески для установки на грузовой автомобиль необходимо учитывать упругость основного элемента. Встречаются также пружинные подвески и рессорные, гидропневматические и пневматические, торсионные подвески для грузовых автомобилей.

У всех перечисленных видов подвесок для грузовых автомобилей имеются свои преимущества эксплуатации. Но в зависимости от дорожных условий и особенностей автомобиля могут встречаться и недостатки эксплуатации подвески.

При создании модификации автомобиля все достоинства и недостатки подвески учитываются конструкторами. На сегодняшний день можно отметить, что производители грузовых автомобилей используют разные типы подвесок на передние и задние колеса автомобилей. Наиболее удачным видом подвески считается конструкция Макферсона. Эта конструкция подвески используется еще с 50-х годов прошлого столетия.

Читайте также:  Устройство поршня

Отличительная черта данного типа подвески заключается в дешевизне производства. Компактная однорычажная конструкция используется и в современных грузовых автомобилях. В подвеске имеется стабилизатор поперечной устойчивости и стойка с амортизаторами внутри пружин. Стойка выполнена в форме свечи и верхушкой крепится к кузову грузового автомобиля. В нижней части стойка крепится к поворотному кулаку. Грузовые автомобили с таким типом подвески можно встретить практически у всех мировых производителей.

Виды подвесок грузовых автомобилей

Однако кинематические характеристики подвески Макферсона оставляют желать лучшего. При смене колеи движения наблюдаются ощутимые вибрации, ходовое движение подвески вверх и вниз имеет несовершенные характеристики. Наиболее часто при производстве грузовых автомобилей используются подвески с двумя продольными или поперечными рычагами. В зависимости от хода самой подвески отмечаются значительные изменения развала.

Дешевое производство таких подвесок позволяет их повсеместно использовать в современных грузовых автомобилях. Классическая схема подвески используется чаще и подразумевает наличие облегченной конструкции и высоких кинематических характеристик. Такой тип подвески отлично справляется с задачами регуляции крена и кивков. Однако для установки такого типа подвески необходимо наличие большого свободного пространства.

Рычажная схема в подвесках используется для того, чтобы не допускать переход колес в определенные плоскости. У такого типа подвески имеется несколько преимуществ, в частности, при наличии такой подвески на грузовом автомобиле отмечается хорошая управляемость. Но у такого типа подвески имеется высокая цена, что обуславливает ее использование на больших грузовых автомобилях коммерческого типа. Такая подвеска имеет большой вес и большой размер. Для снижения веса подвески используются различные инженерные решения, в частности, широко стал применяться сплав алюминия для облегчения веса подвески. В таком типе подвески используются либо амортизаторы, либо пневматические элементы.

В торсионной подвеске используется длинный стержень, основной элемент работает на кручение. В конструкции такой подвески имеется пружина, которая монтируется на переднюю ось и напрямую связана с рычагом. Простота и надежность функционирования такой подвески – это основные преимущества эксплуатации такого типа подвески на грузовых автомобилях. Конец торсиона может крепиться к кузову в любом месте. При езде на автомобиле это позволяет добиться равномерного распределения нагрузок. В результате при ударе о неровную поверхность гасятся даже сильные вибрационные шумы. Гидропневматический тип подвески широко используется в автомобильной отрасли.

Эксплуатация подвески

Для сохранения эксплуатационных характеристик подвески в процессе использования автомобиля следует проводить постоянный осмотр подвески и использовать услуги сервиса для диагностики проблем с подвеской. В процессе эксплуатации автомобиля подвеска подвергается высоким нагрузкам, которые могут привести к необходимости замены отдельных элементов подвески.

Система подвески в грузовом автомобиле имеет сложную конструкцию и перед каждым рейсом следует проверять подвеску не предмет механических повреждений. Каждые 2-3 тысячи километров следует проводить тщательный осмотр подвески.

В автомобиле подвеска является наиболее уязвимой системой, особенно это касается интенсивных условий эксплуатации автомобиля. Производителями грузовых автомобилей допускается использование в ремонте и обслуживании подвески только оригинальных запчастей. Решить некоторые проблемы с подвеской позволяет внешний тюнинг автомобиля.

Подвески грузовиков

Продолжение темы о подвесках, использующихся на коммерческом транспорте

При создании грузового автомобиля подвеске уделяется все большее внимание. Ведь от ее совершенства зависят не только плавность хода, но и проходимость машины, безопасность движения, устойчивость, надежность, долговечность грузовика и даже расход топлива.

Как известно, грузовые автомобили работают на дорогах разных категорий: от магистральных автострад до грунтовых дорог в строительных карьерах, не говоря уже о бездорожье. В зависимости от конкретных условий конструктор выбирает величину дорожного просвета машины между поверхностью дороги и нижними точками ходовой части и ее органов. Чем хуже условия, в которых предстоит работать машине, тем просвет должен быть больше, несмотря на некоторые негативные последствия, а именно: повышение центра тяжести, снижение устойчивости и т.д.

На современных грузовых автомобилях можно встретить как зависимые, так и независимые подвески колес. При этом в силу экономической целесообразности наибольшее распространение получили рессорные подвески жестких балок мостов и только на магистральных тягачах в качестве упругих элементов прижились пневмобаллоны. Большее разнообразие конструктивных схем наблюдается на специальных военных машинах, к стоимости которых не предъявляются столь жесткие требования, как у обычных коммерческих грузовиков. На военных машинах можно встретить пружины и торсионы, гидропневматические элементы и стеклопластиковые рессоры, однако не эти транспортные средства будут объектом нашего внимания. Для нас наибольший интерес представляют действительно массовые конструкции. Начнем знакомство с самых характерных из применяемых рессорных подвесок. Оценим их «плюсы» и «минусы».

Чем хороша рессора? Тем, что это уникальное устройство (оно, между прочим, в несколько раз старше самого автомобиля. – Ред.) в подвеске играет сразу едва ли не все роли. Она и упругий элемент, и направляющий аппарат. Ее использование облегчает сборку и ремонт машины. Рессора проста по конструкции и в ремонте, но не лишена и целого ряда серьезных недостатков. К главным из них относятся: высокое межлистовое трение, способное сильно ухудшить плавность хода на хорошей дороге, а также большая материалоемкость в сочетании с технологической сложностью при производстве листов.

Листы для рессор изготавливают из дорогой, высокопрочной стали, содержащей кремний и марганец (55ГС, 55С2, 60С2), а также хром и никель (50ХГ). Чтобы рессоры могли выдерживать высокие, многократно повторяющиеся напряжения, возникающие во время прогиба, на поверхности листов после термообработки не должно быть обезуглероженных участков, трещин и других дефектов, а этого можно добиться только при довольно дорогом технологическом процессе. Предел текучести стали, идущей для изготовления листов рессоры, должен быть не менее 1 150 Н/см 2 . Отсюда и высокая стоимость рессоры.

Рессоры стремятся делать возможно более длинными, поскольку возникающие в них напряжения обратно пропорциональны квадрату длины. При недостаточной длине в коренном листе могут возникнуть большие напряжения, для уменьшения которых кривизну остальных листов делают такой, чтобы они воспринимали часть нагрузки коренного и нескольких следующих за ним листов, разгружая их.

Несмотря на то, что рессоры известны уже несколько столетий, их долговечность, обусловленная начальными напряжениями, сложным напряженным состоянием, динамическим и повторяющимся воздействием разнообразных сил, остается невысокой. По сравнению с торсионами и пружинами рессора работает в менее благоприятных условиях; ее усталостная прочность в 4 раза меньше, чем у торсиона. В настоящее время при эксплуатации в хороших дорожных условиях (асфальтовое покрытие) долговечность рессор магистральных грузовиков составляет 100 – 150 тыс. км пробега, но в плохих условиях (грунтовые дороги, работа на стройках) она падает вдвое и доходит до 10 – 15 тыс. км в случае применения рессор, изготовленных ремонтными предприятиями.

Листы рессоры имеют в свободном состоянии разную кривизну, поэтому уже при сборке в них появляются начальные напряжения (наибольшие в коротких листах). Рессора, являющаяся упругим и направляющим элементом подвески, испытывает изгиб в вертикальной плоскости, прогиб от вертикальных сил, воспринимает продольные силы и их моменты, а также осевое сжатие от продольных сил, изгиб в горизонтальной плоскости от боковых сил и кручение от их моментов. Самым напряженным является коренной лист, поэтому его делают или толще остальных, или для усиления ставят два-три коренных листа.

Для увеличения долговечности рессор применяют некоторые приемы, к которым относятся:

а) разгрузка рессоры от некоторых действующих сил. Для уменьшения скручивания рессоры концы ее заделывают в резиновые опорные подушки, а введением дополнительного упора ограничивают изгибающий момент, действующий на рессору при торможении. Дополнительные тяги (соединяющие мост и раму) в настоящее время устанавливаются на большинстве рессорных передних подвесок, концы рессор при этом крепят к кузову двумя стремянками;

б) уменьшение напряжений в рессоре. Это достигается ограничением средних амплитуд колебаний колеса относительно кузова введением дополнительно упругих элементов (например, резиновых, работающих на старте) и достаточного увеличения сопротивления амортизаторов. Напряжения могут быть уменьшены изменением формы поперечного сечения листов, что вызывает перераспределение нормальных напряжений. Последнее требует пояснения.

В напряженной рессоре верхняя часть сечения работает на растяжение, нижняя – на сжатие. При прямоугольном сечении рессоры расстояние от нейтральной линии до наиболее удаленных точек (верхних и нижних) одинаково, поэтому одинаковы и наибольшие рабочие напряжения – растягивающие и сжимающие. Поломки рессор чаще всего бывают усталостного происхождения. При переменных напряжениях пределы выносливости стали становятся разными: меньшими при растяжении и большими при сжатии. В связи с этим были предложены сечения листов, при которых наибольшие напряжения растяжения меньше, чем наибольшие напряжения сжатия. Если сечение имеет кромки или одну канавку, то нейтральная линия смещается вверх, расстояние до наиболее удаленных точек сечения уменьшается, соответственно падают напряжения расстояния;

в) упрочнение рессоры. Усталостные разрушения рессорного листа начинаются с очагов, возникающих на поверхности, испытывающей растягивающие напряжения, или в углах сечения. В связи с этим широкое применение получило поверхностное упрочнение дробеструйной обработкой часто одного коренного листа со стороны, испытывающей растяжение. Эффект от обдувки значительно повышается при использовании межлистовых прокладок. Межлистовое трение приводит к появлению зон с высокими контактными напряжениями, что в условиях колебаний вызывает задиры на поверхности листов и в конечном счете появление очагов общего разрушения. Это явление ослабляется при введении межлистовых прокладок.

Коррозия в процессе эксплуатации автомобиля значительно ослабляет эффект поверхностного упрочнения. Именно это объясняет то, что некоторые владельцы «Волг» рессоры задней подвески заключают в чехлы. Срок службы рессорной подвески ограничивается в большой степени износом шарниров. Применение резиновых и пластмассовых втулок, устанавливаемых в шарнирах, способно эту проблему снять, но только для не тяжелой техники (обычно до 6 т полной массы).

Недостатком рессор является их линейная характеристика жесткости (т.е. прогиб пропорционален прикладываемому усилию), в то время как желательно иметь прогрессивное увеличение жесткости по мере прогиба. Некоторого изменения жесткости рессоры можно достичь установкой серьги с наклоном (на легких и средних грузовиках) или за счет цилиндрической задней опоры (на тяжелых грузовиках). Но оба способа позволяют реализовать нелинейность лишь в очень малых пределах.

Читайте также:  Устройство шасси автомобиля

Изменение жесткости рессорной подвески чаще всего достигают введением подрессорника или нижней дополнительной (иногда однолистовой) рессоры, делающей характеристику подвески прогрессивной (жесткость ступенчато увеличивается при ходе колеса вверх).

Трение в рессоре в прошлом позволяло обходиться без специальных амортизаторов в подвеске грузовых автомобилей, что удешевляло машину и упрощало уход за ней. В настоящее время скорости движения грузовиков выросли настолько, что для обеспечения безопасности движения и плавности хода установка амортизаторов стала необходима, так же, как и борьба с трением в листах рессор. Причин две: из-за неблагоприятного закона изменения трения и нестабильности его величины при эксплуатации. При малых толчках, когда сила, передающаяся через рессору, меньше силы трения между листами, рессора «блокируется», неровности компенсируются только шинами, и плавность хода значительно ухудшается. Те же силы трения при колебаниях большой амплитуды не способствуют достаточному их затуханию. У рессор, работающих без смазки, сила трения может достигать 25% от упругой силы рессоры. Для обеспечения хорошей плавности хода автомобиля сила трения не должна превышать 5 – 8%. Замечено, что в грузовых автомобилях с высокой посадкой водителя силы межлистового трения вызывают крайне неприятные колебания головы водителя вдоль продольной оси машины.

Для уменьшения межлистового трения изготовители применяют малолистовые рессоры (в том числе однолистовые переменной толщины и ширины), листы специальной формы, вводят смазку и вставки между листами.

Продолжение темы о подвесках, использующихся на коммерческом транспорте

Подвеска автомобиля: виды, устройство и принцип работы

Подвеска – как много в этом звуке… Во всех смыслах. Что что, а звучать она умеет. В зависимости от конструкции, подвеска может быть простой, а может иметь сложнейшую конструкцию. Точно так же она может быть и надежной, и наоборот, «сыпаться» после каждой тысячи километров.

За время своего существования подвеска автомобиля прошла огромный эволюционный путь. Когда-то рессорная система считалась верхом прогресса, а сегодня конструкцию современных подвесок можно можно сравнить с произведением искусства – настолько это совершенные, сложные и дорогие устройства.

Назначение и устройство подвески автомобиля

Итак, каково назначение автомобильной подвески? Она, как и ее далекие предшественники, устанавливаемые еще в конные экипажи, предназначена для того, чтобы сделать передвижение более комфортным и безопасным. Упругие элементы подвески демпфируют удары, толчки и вибрацию, которые сопровождает любую поездку по любой дороге.

Однако одним только комфортом задачи подвески не ограничиваются. Вторая ее функция – помощь при маневрах. Сложность конструкции подвески зачастую обусловлена именно этой причиной: инженеры пытаются еще добавить устойчивости, управляемости, безопасности автомобилю.

И, наконец, современная подвеска здорово помогает тормозить, поглощая инерцию движения вперед. По качеству торможения иногда можно определить, как настроена и насколько функциональна подвеска.

Что входит в устройство подвески? Говоря просто, всё, что находится между колесами и силовой рамой автомобиля. Это всем известные амортизаторы (куда ж без них), пружины, рычаги, тяги, стабилизаторы, шаровые опоры, сайлентблоки и другие элементы. Условно их можно разделить на такие категории:

  1. Все виды пружин, рессор и торсионов относятся к упругим элементам подвески. Их задача – принимать на себя и отпружинивать толчки от езды по неровностям.
  2. Все виды амортизаторов (обычные масляные и газомасляные, пневматические, магнитные) относятся к демпфирующим элементам подвески. Они должны поглощать удары и тряску, не пуская их дальше на кузов автомобиля.
  3. Рычаги, поворотные кулаки, поперечные тяги с это направляющие элементы. Их задача – формировать правильное положение колеса при повороте и движении по прямой. Для разворота колес достаточно рулевого механизма, но для того, чтобы колесо занимало правильное положение во время маневров, нужны элементы подвески.
  4. Сайлентблоки, шаровые опоры и другие мелкие резинометаллические детали нужны не только для скрепления между собой всех элементов подвески, но и для частичного смягчения вибрации и ударов.
  5. Стабилизатор поперечной устойчивости, как понятно из названия, предназначен для выравнивания кузова в поворотах, чтобы автомобиль при резких маневрах не заваливался набок.

Принцип работы подвесок автомобиля

Будь это подвеска КамАЗа, Мерседеса или старенькой Оки, принцип ее работы не меняется. И вряд ли изменится в ближайшее время, несмотря на обилие новых инженерных идей.

Основной принцип действия любой подвески заключается в следующем: энергию удара (это попавшее в ямки или наскочившее на камень колесо) преобразовывается в энергию движения отдельных частей подвески. Как это проявляется?

  1. Колесо наехало на камень. Оно приподнялось над плоскостью, по которой катилось, и вместе с ним изменили положение рычаги, поворотный кулак, тяги.
  2. Дальше в дело включается амортизатор: он сжимается, задействуя для этого кинетическую энергию толчка колеса снизу вверх. Одновременно с ним сжимается и пружина, которая до того была в относительно спокойном положении.
  3. Упругое сжатие амортизатора и пружины, перемещение штока, частичное поглощение удара резинометаллическими втулками – всё это гасит удар и не дает ему пройти дальше на силовой каркас машины.
  4. А дальше должна быть «отдача», и ее роль выполняют опять-таки пружины. Распрямляясь, пружина возвращает в исходное положение амортизатор – вот последний шаг, который делает подвеска, сталкиваясь с трудностями.

Конечно, есть и альтернативные виды конструкции, но если разобраться, их принцип работы точно такой же.

Классификация подвесок

Совершенствуя конструкцию автомобильной подвески, инженеры пускались во все тяжкие. Тут тебе и многорычажка, и обычная зависимая балка, и прыгающая подвеска Боуза… И все они нашли своих поклонников и ненавистников. Классификация подвесок уже довольно сложная, поскольку в одном автомобиле могут комбинироваться разные конструктивные особенности и решения.
Что, вы еще не видели прыгающую подвеску?

Зависимая

Самая старая конструкция, пришедшая в автомобилестроение их эпохи конных экипажей. Основной ее элемент – жесткая неразрывная ось, которая связывает два колеса, в результате чего они не могут смещаться относительно друг-друга. То есть, если одно колесо наехало на камень, второе отклонится в сторону вместе с ним. Самый простой для понимания вариант – это колёсики в детских машинках, именно так их насаживают на одну ось.

Правда, наши автомобили ушли далеко вперед от игрушечных, поэтому балка (ось), соединяющая два колеса, снабжена амортизаторами, пружинами, поперечными тягами. Однако из всех разновидностей это самая простая, неубиваемая и дешевая подвеска, в которой редко возникают неисправности.

Независимая

Творение сумрачного немецкого гения. Независимая – потому что каждое колесо движется независимо от второго в паре. То есть, если одно колесо наехало на камень, оно поднимется вместе с рычагами и пружинами со своей стороны, в то время как второе на это не среагирует и не меняет своего положения. Независимая подвеска очень комфортна для пассажиров, но может иметь много отдельных элементов, каждый из который рано или поздно выходит из строя.

Полунезависимая

Это особый вид подвески с торсионной балкой. В качестве общей оси для двух колес установлена П-образная торсионная (скручивающаяся) балка. Схема ее конструкции дает колесам небольшую степень свободы, поскольку установленная с преднатягом балка слегка «играет», частично гася крены в поворотах.

Пневматическая

Она перекочевала в легковые автомобили с тяжелого транспорта. Вместо металлических пружин в ней используются баллоны со сжатым воздухом, которые накачиваются до определенного давления. Давление в баллонах может быть разным, в результате меняются и характеристики подвески. Ставят ее на люксовые автомобили в качестве дополнительной опции.

Торсионная

Такой тип подвески в легковых автомобилях встречается редко. Больше подходить для крупногабаритного транспорта. Характерной особенностью в этой подвеске есть использование продольных торсионов, который работает на скручивание, пытаясь выровнять авто при попадании на неровности.

Рессорная

Такая подвеска редко используется на легковом транспорте, разве что на некоторых внедорожниках. Зато очень распространенна на грузовых автомобилях и автобусах. Особенность подвески заключается в использовании рессор как демпферной составляющей, для гасения ударов.

Гидравлическая

Она отличается конструкцией амортизаторов, на которых установлен дополнительный резервуар с гидравлической жидкостью. Если в остальных вариантах подвески амортизаторы – просто скучный утилитарный элемент, в гидравлической подвеске для них открываются новые перспективы. Прежде всего это возможность контролировать высоту клиренса и жесткость реакции подвески. Также она может адаптироваться под манеру вождения и дорожные условия.

МакФерсон

Та же независимая подвеска, на редкость удачная – со стойкой МакФерсон (она же MacPherson, она же качающаяся свеча), благодаря которой удалось избавиться от одного из рычагов. Стойка МакФерсон крепится к ступице колеса и корпусу автомобиля, так что успешно заменяет один из рычагов подвески. В большинстве случаев так делается передняя подвеска.

Особенность стойки не только в точках крепления. Она объединила в одной конструкции амортизатор и пружину, что серьезно экономит место. Кроме того, многие производители выпускают стойку, которая состоит из отдельного амортизационного блока и держателя-«стакана», что серьезно удешевляет техническое обслуживание.

Многорычажная

Одна из самых сложных механических конструкций подвески. В ней на одну ось (в большинстве случаев многорычажка ставится как задняя подвеска) ставится 7-10 продольных и поперечных рычагов, каждый из которых берет на себя определенную функцию во время движения. Соединения между рычагами выполнено с помощью сайлентблоков, которые помогают гасить вибрации и колебания. Такая подвеска, пожалуй, самая мягкая и комфортная, но не дай боже ее чинить…

Электромагнитная (магнитная)

Самый прогрессивный на сегодняшний день вид подвески. Вместо жидкости или воздуха в ней использованы преобразователи с мощными магнитами. По команде от блока управления на магниты подается электричество, благодаря чему электромагнитные амортизаторы меняют жесткость, клиренс автомобиля, управляемость. Если вы хоть раз видели танцующие или прыгающие автомобили, на них точно будет стоять именно электромагнитная подвеска.

Заключение

Это всего лишь краткое описание основных видов подвесок легковых автомобилей. Если разбираться более глубоко, есть другие, довольно необычные конструктивные решения. Да и выводы можно сделать неоднозначные, ведь каждый автопроизводитель привносит какие-то свои «фишки» в конструкцию подвески. Зато потребителям предоставляются любые типы подвесок на выбор: мягкие, спортивные, стандартные и эксклюзивные. И это отлично.

Ссылка на основную публикацию