Меню Закрыть

Рессорная подвеска это: Рессорная подвеска: принцип работы и виды

Содержание

Рессорная подвеска: принцип работы и виды

Рессорная подвеска – одна из разновидностей подвески автомобиля. В качестве основных упругих элементов используются рессоры –металлические листы различной длинны, уложенные в несколько рядов и скрепленные при помощи специальных хомутов, стремянок. Рессора (от фр. resort – пружина), как правило, имеет форму половинки эллипса.

Назначение

На некоторых моделях автомобилей устанавливается подвеска рессорного типа, чаще всего это грузовые автомобили, или серьезные машины для эксплуатации вне дорог, которая предназначена для решения следующих задач:

  • Повышение плавности движения
  • Обеспечение преодоления сложных участков дороги
  • Снижение нагрузки на трансмиссию
  • Увеличение грузоподъёмности, по сравнению с другими типами подвески

Конструкция рессорной подвески обеспечивает:

  • Гашение колебаний обеспечивают амортизаторы, они нужны для обеспечения постоянного сцепление шин с дорожным полотном, уменьшая продольное раскачивание автомобиля .  
  • Соединение кузова с подвеской. Достигается благодаря использованию системы рычагов, связывающую ходовую часть и раму или кузов автомобиля.

Концы рессоры крепятся к кузову при помощи специальной серьги (стальная качающаяся скоба), или шарнирного соединения. Благодаря такому типу соединения листовая рессора надежно фиксируется по отношению к кузову автомобиля и, одновременно, может перемещаться в продольном направлении.
К средней части рессоры крепится мост, чаще всего задний, для этого используются детали под названием стремянки.

Сфера применения

В современных легковых авто рессорная подвеска почти не встречается. Чаще ее можно увидеть у техники с большой грузоподъемностью – грузовых транспортных средств, трейлеров и т. п.

Некоторые производители современных авто используют однолистовые рессоры, работающие в паре с амортизатором и позволяющие снижать интенсивность колебаний кузова во время движения транспортного средства.

У данного типа подвески уровень комфортности во время езды существенно ниже по сравнению с другими типами подвесками. Кроме того, из-за конструктивных особенностей подвески ограничивается ход рулевой рейки (основной элемент системы рулевого управления), что снижает точность и четкость управления автомобилем.

Разновидности используемых рессор

Для современных авто серийного производства используются следующие типы упругих элементов рессорной подвески:

Много листовые, одно листовые и совмещенные, состоящие из нескольких блоков ,они чаще всего применяются на грузовиках, пока нет нагрузки работает только один блок рессор.

Также встречается торсионный тип, который представляет собой упругий стальной стержень, работающий на скручивание.

Для изготовления рессор применяется специальная конструкционная листовая сталь следующих марок:

  • 50ХГА;
  • 50 ХГФА;
  • 55С2А;
  • 65СГВА;
  • 70.

Использование вышеперечисленных марок стали повышает механическую износостойкость готовых изделий.

Преимущества и недостатки

К плюсам использования рессор в подвеске автомобиля можно отнести:

  • Простоту изготовления деталей
  • Низкую стоимость листов
  • Высокую надежность, которая обеспечивается толстым слоем металла
  • Доступность использования на дорогах с разным качеством поверхности


Из недостатков выделяют следующие:

  • Большой вес системы
  • Необходимость постоянного ухода, частого обслуживанияи переборки

Как продлить эксплуатационный ресурс

Чтобы рессорная подвеска эффективно работала в течение длительного времени, необходимо обеспечить правильную эксплуатацию автомобиля и уделять внимание вопросам технического обслуживания.

Периодические осмотры состояния рессор и своевременные чистки предотвратят преждевременный износ листов.

В процессе повседневной эксплуатации автомобиля желательно выбирать ровные асфальтированные дороги с качественным покрытием. А при перевозке грузов не следует превышать допустимый тоннаж.

На износ рессор также влияет качество управления автомобилем. Не следует допускать резких разгонов и торможения, рванного темпа езды. При появлении скрипа в нижней части кузова рекомендуется проверить наличие смазки в соприкасающихся поверхностях, а также подтянутьстремянки.

Правильная эксплуатация автомобилей с рессорной подвеской – гарантия длительной, безупречной службы как рессор, так и самого ТС. 

Рессорная подвеска

Что представлеят собой рессорная подвеска, и для каких автомобилей она подходит

Ходовая часть

Назначение

Подвеска является важнейшей составляющей автомобиля – ведь без подвески это будет уже не автомобиль, а просто телега c мотором. Помимо обеспечения упругой связи между кузовом и колесами, подвеска выполняет еще несколько ключевых функций. Она регулирует плавность хода, благодаря чему езда становится комфортной. Также подвеска контролирует проходимость машины, её устойчивость во время различных маневров, помогает противодействовать заносам и опрокидыванию, а значит, служит залогом безопасности движения.

У любой подвески есть три базовых элемента – гасящий, упругий и направляющий. В роли гасящего элемента выступают, как правило, амортизаторы. Амортизаторы работают на сцепление шин с дорогой и смягчают удары машины о различные неровности. Направляющие элементы – это рычаги. Именно они соединяют кузов и колеса. Что касается упругих элементов, то они предназначены для того, чтобы обеспечивать так называемую подпружиненность кузова и препятствовать образованию кренов.

Подвеска бывает механической и пневматической.

Рессорная подвеска – один из видов механической подвески. В качестве упругих элементов в ней выступают листовые рессоры (от фр. resort – пружина). Несколько десятков лет назад этот тип упругих элементов был самым распространенным. Сегодня рессорная подвеска используется обычно в конструкции автомобилей, обладающих высокой грузоподъемностью.

История рессорной подвески насчитывает сотни и даже тысячи лет. Еще в I веке до н.э. римляне сооружали подрессоренные телеги, незаменимые в военных походах и мирных путешествиях. Роль подвески выполняли кожаные ремни либо цепи. В Китае эпохи династии Чжоу подобные транспортные средства также были в ходу. Правда, после упадка цивилизации их секрет был утрачен. В России рессорные подвески начали применять в начале XIX века. Они пришли на замену пружинам в конструкции карет. В грузовых автомобилях рессоры располагаются над мостом – такая подвеска у отечественных КамАЗ, ЗИЛ, и у российского внедорожника УАЗ. Рессорная подвеска легковых машин, напротив, находится под мостом. Такой подвеской с рессорами, к примеру, были оборудованы автомобили «Волга».

Устройство и принцип работы

Листовая рессора подвески состоит из стальных листов различной длины, соединенных между собой специальными хомутами.

Посередине листовая рессора крепится к мосту, на котором ось с колесами. Концы рессоры соединяются с кузовом автомобиля серьгами или шарнирами. Иногда встречаются конструкции, в которых листовая рессора изгибается, подобно упругой балке. Листов может быть от одного до нескольких. В последнее время наблюдается тенденция более частого использования монолистовых (или однолистовых) рессор. Разумеется, работают они в паре с амортизаторами, помогающими гасить колебания кузова. Такие рессоры долгое время были популярны в США, а в Европе их начали применять только в 1970 году. Монолистовые рессоры использовались в старых моделях Ford. В современных легковых автомобилях рессорная подвеска используется очень редко. Дело в том, что во время движения листы испытывают большую нагрузку, а из-за этого ухудшается управляемость машины на большой скорости.

Плюсы и минусы. Вопросы эксплуатации

Среди безусловных преимуществ рессорной подвески – дешевизна, надежность и простота конструкции. В процессе движения она реагирует не только на вертикальные нагрузки, но и на боковые, возникающие во время поворота, а также на продольные, сопровождающие разгон и торможение. Рессорная подвеска устойчива к перегрузам и отлично переносит плохие дороги. Использование рессор позволяет отказаться от применения дополнительных элементов и сложных устройств, таких как реактивные штанги, различные рычаги, втулки и др.

К минусам данного вида подвески обычно относят недолговечность – при постоянной загруженности рессоры быстро проседают. Также во избежание скрипящих и дребезжащих звуков во время езды необходимо регулярно менять прокладки и смазывать листы. Многие водители отмечают, что в сравнении с гидропневматической подвеской, устройство которой несравнимо сложнее, обслуживание рессорной выходит несколько дороже.

Подвеска на коротких рессорах весьма жесткая. Но её можно сделать и очень мягкой – достаточно лишь увеличить размер рессор. К примеру, советские «Чайка» и «ЗИЛ» имели весьма комфортабельную рессорную подвеску именно за счет таких манипуляций.

Думаете, что знаете о подвеске все? А вот и нет — Журнал «4х4 Club»

Преимущества независимой подвески, казалось бы, очевидны. О чем тут говорить? Однако понятие это объединяет огромное количество различных конструкций… Давайте сразу определимся с терминологией. Зависимая подвеска – та, в которой правое и левое колеса жестко соединены металлической конструкцией, называемой балкой моста.


Каждое вертикальное перемещение одного колеса сопровождается как минимум наклоном другого. В этом и проявляется зависимость. В подвеске независимой такой связи нет, правое колесо может перемещаться вверх-вниз совершенно без связи с левым и наоборот, потому что каждое из колес соединяется с кузовом, рамой или подрамником индивидуальными рычагами.  Виды подвесок различают еще и по тому, какой упругий элемент применяется. Это могут быть рессоры, пружины, торсионы и пневмобаллоны. Наиболее распространенный вариант – пружины. Современная пружина неоднородна, имеет более покладистую часть, мягко гасящую небольшие неровности на ровной дороге, и жесткий участок, работающий при сильных сжатиях.
  Пружины подходят для легковых автомобилей, у которых разница между пустой и груженой машиной не столь велика.

Простой заменитель пружины – пневмобаллон.  Благодаря близкой к пружине цилиндрической форме его установка в машину столь же проста. Пневмоподвеску можно адаптировать по жесткости к любой нагрузке благодаря тому, что давление в баллонах легко менять.



Механизм Уатта. Эластокинематическая задняя балка, жесткая возле колес и эластичная посередине


Другое применение пневмоподвески – изменение высоты пневмобаллонов, а вместе с ними и дорожного просвета. Многие люксовые внедорожники — скажем, Range Rover, Mercedes-Benz ML,  Audi Q7 – умеют приседать на скорости и вставать на цыпочки на бездорожье, а некоторые могут почти лечь на брюхо для удобства посадки-высадки.

Минусы – сложность конструкции пневмосистемы и уязвимость самих баллонов, которые трудно сделать устойчивыми к воздействию абразива – песка и мелких камушков.

Впрочем, современная пневматика у тех же Range Rover гораздо надежнее той, что заслужила печальную славу модели лет десять назад. 

ПРОСТОЕ ЖЕЛЕЗО

Еще один способ получить неубиваемую, выносливую и предельно простую подвеску – поставить рессоры. Они хороши там, где неприхотливость должна сочетаться с большими нагрузками – как весовыми, так и от плохой дороги. Подобную подвеску применяют на задней оси подавляющего большинства пикапов, что и позволяет использовать их как мини-грузовики.

Но рессора – палка о двух концах и в прямом, и в переносном смысле. Главный недостаток – высокая жесткость и связанный с ней дискомфорт для пассажиров – перекрывается выгодой от конструктивной простоты. Рессора сочетает в себе оба компонента подвески – связь, передающую продольные, поперечные и вертикальные нагрузки от колес на кузов, и упругий элемент. Но и платит рессорная подвеска за свою высокую прочность дубовостью и внезапными «взбрыками».



Двухрычажка.   Подвеска на двух поперечных треугольных рычагах. Сочетает простоту конструкции с комфортностью


НА СКРУЧИВАНИЕ
Торсионная подвеска попала на автомобили прямиком с армейской техники. Работающий на скручивание упругий элемент компактен, что позволяет уместить его в небольшом пространстве – например, вдоль рамы, как это сделано спереди у Toyota LC 200. Торсионы не уступают в выносливости рессорам, однако связаны с необходимостью применения очень прочной рамы или подрамника, хорошо противостоящих местным нагрузкам на скручивание. Вот тут мы подошли к еще одной характеристике подвесок, далеко не очевидной, но оказывающей решающее значение на выбор упругого элемента.

ДАЙТЕ МНЕ ТОЧКУ ОПОРЫ…
Дело в том, что подвески по-разному концентрируют на кузове нагрузки от собственной работы, и потому организация силовых элементов в каждом случае должна быть своя.

Обычные пружины, как и пневмоэлементы, располагают, как правило, рядом с колесом или над ним. В кузове для них должна присутствовать опорная поверхность в виде перевернутого «стакана». Вокруг него – многочисленные усилители от моторного щита, передних стоек дверей, брызговиков. «Стакан» буквально имплантирован в кузов и передает нагрузки многим его частям.



Торсионы. Отмеченные красным продольные стержни работают на скручивание. Предельно компактный и долговечный вариант


А ведь помимо пружин нужно еще и дать место для крепления рычагов подвески или подрамника. Поэтому кузов автомобиля с такой подвеской рассчитывается с учетом местной прочности вокруг «стакана», которая распределяется различными связями вплоть до крыши. Проще говоря, пружинная и пневмоподвеска часто содружествуют с несущими кузовами – именно благодаря их развитой силовой конструкции, позволяющей передавать разнообразные нагрузки на все без исключения элементы.

Совсем другое дело – рессоры. Для ее крепления достаточно прямой балки под кузовом, на которой соберутся все нагрузки. Сам кузов при этом освобожден от дополнительных растяжек и укосин.

Ровно так же работают и торсионы. И для них прямой кусок рамы – лучший вариант крепления. Отсюда практически повальное применение рессор и торсионов как элементов, не требующих несущего кузова, в машинах с рамой или мощными полурамами.



Многолистные рессоры. Сегодня пакет плоских рессор сокращен до двух, а то и одного листа


ДРУЖБА ДРУЖБОЙ, А ТАПКИ ВРОЗЬ
Теперь взглянем на подвеску под другим углом и разберемся с зависимостью или независимостью колес в ней.

Зависимой мы называем подвеску с парой колес, жестко соединенной одной осью. Главные плюсы такой подвески – высокая прочность и очевидная простота постройки. Минус – нарушение пятна контакта одного из колес оси ведет к неминуемому нарушению и у другого. Это критично для управляемости на высокой скорости.

Но там, где главное не скорость, а прочность, выносливость, проходимость и способность победить препятствие любой ценой, мост незаменим. Именно поэтому самые вездеходные из автомобилей довольствуются неразрезными мостами не только сзади, но и спереди. И потому же быстрая поездка на них по асфальту не приносит радости. Тяжелые и хорошо артикулирующие на бездорожье мосты на асфальтовой глади начинают излишне «играть», отклоняя автомобиль от желаемой траектории.



Ведущий мост. Объединяющий в себе функции трансмиссии, подвески и рулевого управления, передний ведущий мост сколь тяжел, столь же и надежен



ЛЕГКИМ ПО ТЯЖЕЛОМУ

Если врезать как следует пинг-понговым мячиком по бильярдному шару, последний скорее всего не шелохнется. Если сменить мячик на другой бильярдный шар, вся энергия передастся стоящему. Так же обстоит дело с влиянием колес автомобиля и всего, что к ним приделано, на кузов. Тяжелый мост с парой больших колес передаст на кузов и на ваше сиденье профиль колдобины со стопроцентной точностью, тогда как элемент подвески полегче «съест» неровность, а несравнимо более тяжелый кузов качнется немного. Кузов при этом зовется подрессоренной массой, а мосты с колесами, напрямую контактирующие с дорогой, – неподрессоренной. Общий принцип таков, что подрессоренная масса (кузов) должна быть несоизмеримо тяжелее неподрессоренной, а путь к автомобилю-перине лишь один: суммарный вес колес и мостов должен быть пренебрежимо мал в сравнении с весом кузова-мотора-пассажиров.

Мост столь тяжел потому, что он, как и рессора, «един в двух лицах» – и силовая балка, прочно соединяющая правое колесо с левым, и вместилище части трансмиссии от кардана к колесам, включая самый массивный ее элемент – главную передачу с дифференциалом.



Пневматика. На этой передней подвеске отлично видна пневматическая «нога» с черной резиновой камерой


Многорычажка. Mercedes традиционно использует заднюю подвеску с несколькими рычагами (на рисунке бирюзовые)


РАЗДЕЛИТЬ ФУНКЦИИ

Разъединением двух составляющих и озаботились инженеры спортивных авто начала ХХ века. Появилась рычажная подвеска – самая разнообразная с точки зрения конструктивного исполнения. Рычаг может быть один, но бывает и 2, 3, 4, и даже 5 рычагов на каждое колесо. Такие элементы обычно имеют название «связей», по их числу типы рычажных подвесок и именуются. Самый простой вариант – с парными треугольными рычагами (сверху и снизу) – можно смело отнести к классическим конструкциям, имеющим максимальную прочность и удовлетворительные геометрические характеристики. Так устроена передняя подвеска «Нивы», Nissan Terrano II или огромного Infiniti QX56.

Но с ростом динамики требования к тонкостям настройки подвески оказались еще выше. Половинки передних рычагов разъединили, их стало по четыре на колесо (передняя подвеска Audi Allroad). Многорычажную подвеску спереди и сзади использует и Mercedes-Benz ML. И все ради правильного наклона ведущих колес в напряженном повороте. Минус многорычажки – большое количество элементов и громоздкость.


КАЧАЮЩАЯСЯ СВЕЧА И ЭЛАСТОКИНЕМАТИКА

Убрать наиболее мешающиеся – верхние — рычаги, заменив их опорой в виде качающейся амортизаторно-пружинной стойки, получилось у фордовского инженера Эрла Стили МакФерсона еще в 1948 году. Главный плюс его подвески  – дешевизна и простота технологической сборки. При огромном выигрыше в неподрессоренной массе МакФерсон умеренно отслеживает неровности пути и не бьет по карману владельца. 100% сегодняшних автомобилей с поперечным силовым агрегатом спереди имеют такую подвеску.

Еще один эластичный элемент подвески – стабилизатор поперечной устойчивости, соединяющий правые и левые колеса упругой связью и догружающий внутреннее (обычно разгруженное) колесо в крутом повороте. Препятствующий вывешиванию одного колеса (и стало быть, ограничивающий артикуляцию) стабилизатор у Toyota Land Cruiser 200 имеет разобщающие левые и правые половинки муфты с электроуправлением.

Итак, несколько простых подвесочных рецептов для автомобилей различных ниш мы наметили:
– массовые городские кроссоверы бюджетного ценового сегмента почти всегда имеют McPherson спереди и многорычажку сзади;
– полноценные кроссоверы подороже получают в придачу многорычажку спереди, часть их меняет пружины на пневмобаллоны;
– классика тяжелого бездорожья и не менее классические пикапы сохранили как минимум задний неразрезной мост с рессорами, а некоторые автомобили, хотя и избавились от рессор в пользу пружин, сохранили оба жестких моста (LR Defender, Mercedes-Benz G-класса, «УАЗ»).  

Подвески грузовиков с металлическим упругим элементом – Основные средства

Простейшая рессорная подвеска
переднего моста грузового автомобиля ►

В. Мамедов

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/см2. 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.

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.

Что такое рессоры и какие достоинства у рессорной подвески

Достоинство рессор – это их простота. В наши дни рессорная подвеска практически не применяется, однако она имеет довольно много положительных качеств. Рессора воспринимает не только вертикальную нагрузку, но и другие силы (продольные при разгоне и торможении, боковые – при повороте).

Ранее мы уже описывали самые распространенные виды и типы подвесок автомобилей. А в этот раз речь пойдет о том, что такое рессоры и какие достоинства и недостатки имеет рессорная подвеска.

Достоинства рессор

Рессорная подвеска имеет несколько преимуществ перед другими типами подвесок:

  • При использовании рессор отпадает необходимость в различных рычагах и реактивных штангах. Сравнивая заднюю рессорную подвеску у Волги и пружинную у Жигулей, можно сразу заметить, что у последней гораздо больше рычагов и соответственно запрессованных в них резиновых втулок, которые достаточно часто требуют замены. Разборка такой конструкции после пары лет эксплуатации может доставить немало “приятных” минут. А в независимой подвеске рычагов и сайлент-блоков еще больше.
  • Еще одно достоинство рессорной подвески – ее компактность. Рессоры не выступают в багажник, как пружины, поэтому нередко их ставят вместо пружин на грузопассажирские модификации легковых автомобилей (пикапы, “пирожки”).

Распространено заблуждение, будто подвеска на рессорах обязательно жесткая. В принципе ее можно сделать достаточно мягкой, хотя рессоры при этом получаются длинными. Вспомните Чайку и ЗИЛы-«членовозы» – хотя сзади там стоят рессоры, подвеска у них явно комфортабельнее, чем у тех же Жигулей.

Недостатки рессор

К недостаткам рессорной подвески можно отнести необходимость периодической смазки и замены пластмассовых прокладок между листами рессор, иначе они начинают скрипеть и “дробить” на неровностях. Из-за межлистового трения рессора помогает амортизаторам демпфировать колебания. Если амортизаторы “убитые” (как проверить амортизаторы), это незаметно, но если они работают нормально, такая “помощь” приводит к тому, что мелкие неровности беспрепятственно передаются на кузов.

Правда в последнее время все большее распространение получают малолистовые и даже однолистовые рессоры из композитных материалов, в которых межлистовое трение существенно снижено или вообще отсутствует.

Не способствует популярности рессорной подвески и тот факт, что ее достаточно трудно сделать независимой.

Тюнинг рессор на УАЗ 452

Что такое подвеска и для чего она необходима?

Работа подвески основывается на преобразовании энергии удара при наезде на неровность в перемещение упругого элемента подвески, вследствие чего сила удара, что передаётся на кузов, уменьшается и плавность хода возрастает. Подвеска автомобиля обеспечивает упругую связь рамы или кузова с мостами и колёсами, плавность хода, устойчивость и проходимость автомобиля. Плавность определяет комфортность езды. Устойчивость определяет способность противодействовать заносам и опрокидыванию, т.е. безопасность. Проходимость определяет способность преодолевать различные препятствия. Заметим, что здесь не обходится без компромиссов. Поскольку эти требования весьма противоречивы. Например, мягкое подрессоривание иногда ухудшает устойчивость автомобиля. И наоборот повышение жесткости ухудшает комфортность езды, уменьшает ресурс. И так далее. Подвеска состоит из трех основных частей: упругого элемента, направляющего устройства и гасительного элемента.
Как упругий элемент у подвески используются металлические листовые элементы, цилиндрические пружины, торсионы (стержни, которые работают на кручение). Не металлические пружинные элементы обеспечивают пружинные свойства подвески за счет упругости резины, сжатого воздуха или жидкости; они менее распространенны, чем металлические. Иногда в подвесках используются комбинированные пружинные элементы, которые складываются из металлических и неметаллических элементов.
Направляющее устройство подвески передает толкающие, тормозные и боковые усилия от колес на раму или корпус автомобиля. В случае пружинной подвески направляющим устройством служат грузы и штанги подвески. В рессорной подвеске сама листовая рессора передает продольные и боковые усилия, благодаря чему конструкция подвески упрощается.

Гасительный элемент подвески предназначен для гашения колебаний кузова и колес в случае наезда на препятствия и называется амортизатором. На автомобилях используются жидкостные амортизаторы. Принцип их действия заключается в преобразовании энергии колебания за счет трения жидкости в тепловую энергию с последующим ее рассеиванием. Подвески обычно классифицируются по их кинематике и по упругому элементу. Кинематические подвески разделяются на два основных типа: зависимые и независимые. По упругому элементу пружинные, где в качестве упругого элемента используются витая пружина, рессорные, торсионные и даже гидравлические и пневматические.
А теперь поговорим о разновидностях зависимых и независимых подвесок подробнее. Зависимые подвески широко применялись в джипах второй мировой войны Виллис , Додж ? . Они должны очень нравиться джипперам, поскольку отличаются неприхотливостью в обслуживании, конструктивной простотой. В сочетании с упругими рессорными элементами они обеспечивают достаточную комфортность передвижения. Однако имеют и свои недостатки. Они не отвечают требованиям управляемости автомобиля. На скоростных участках дороги с неровностями они склонны к уводу автомобиля в сторону. Зависимая подвеска обеспечивает жесткую связь между правым и левым колёсами, в результате чего перемещение одного из них в поперечном направлении передаётся другому, что приводит к наклону кузова.

Зависимая рессорная подвеска так называется неразрезная балка-мост с упругим элементом в виде рессоры. Она состоит из собственно балки с размещённым внутри редуктором, полуосями, подшипником, тормозным щитом, тормозным механизмами и ступицами колёс и собственно самих колёс. Посредством кованых скоб балка соединяется с рессорой. Рессора передним концом жестко соединяется с кузовом при помощи осевого шарнира. Задний конец оснащен серьгой, обеспечивающей при сжатии рессоры плавное изменение её длины, т.е. при жёстком креплении она работать не будет. При эксплуатации такой подвески следует следить за исправностью амортизаторов, целостности рессор, состоянии резинометаллических втулок, которые могут применятся в шарнирных соединениях, где серьга крепится к кузову и где рессора крепится к серьге. Также существуют зависимые подвески с пружинным элементом. Это модификация зависимой балки подвески. Применяется она на Нивах, вазовской классике , а также на иномарках начала 80-х : Opel Record, Audi 80,100(неведущие). Состоит и балки с вышеперечисленными внутренностями, также из пружин, амортизаторов и пяти реактивных тяг: одной поперечной и четрёх продольных. Они обеспечивают жесткость относительно продольной и поперечной осей автомобиля. В рессорной продольную жесткость обеспечивают рессоры. По эксплуатационным показателям рессорная подвеска выигрывает у пружинной, поскольку рессоры за счёт своего внутреннего трения листов дают значительное демпфирование колебаний и по комфортности передвижения превосходят пружинные элементы.

Передние зависимые подвески представляют из себя практически неизменную заднюю подвеску, но в сочетании с поворотными шарнирами. Типичный представитель таких подвесок Mercedes G-klasse, Jeep Cherockee, Nissan Patrol и конечно же УАЗ, который и сегодня оспаривает право быть лучшим джипом. Как показывают гонки, созданный когда-то по заказу армии и внедрённый в серийное производство, УАЗ является серьезным конкурентом для многих импортных внедорожников. Независимая подвеска характеризуется отсутствием жесткой связи между колёсами одного моста. Каждое колесо подвешено независимо от другого. В результате чего при наезде одним колесом на неровность, его колебания не передаются другому колесу, уменьшается наклон кузова и повышается в целом стойкость автомобиля во время движения. Весьма разнообразны. Они делятся на два основных типа: свечные и рычажные. Свечные — Максферсон, рычажные поперечнорычажные, двухрычажные, продольнорычажнае, косорычажные. Рычажные хороши тем, что достаточно просты по своей конструкции. Они отвечают требованиям управляемости автомобиля. Даже на самых неровных участках дороги при правильном балансе и распределении сил и моментов рычажные подвески обеспечивают должную управляемость и устойчивость. Наиболее любимы конструкторами рычажных подвесок поперечно-рычажные. Они по преминению охватывают самую широкую гамму автомобилей: от Формулы 1 до знаменитого Hummer.

Поперечно-рычажные подвески.

Широко применяются на обычных автомобилях, часто на спортивных и суперкарах, таких как Jaguar XJ 200, Chevrolet Corvette, также являются основными для гоночных машин класса формула от Ф-1600 до Ф1. Из внедорожников стоит отметить успешное применение двухрычажных поперечных подвесок на Багги . В сочетании с такими элементами, как блокировка осевого дифференциала, они успешно применяются на этих типах машин. Багги не полноприводники, у них всего один ведущий мост, как правило, задний, на который приходится от 50 до 70% веса. Также такие стоят на Mitsubishi Pagero, вышеупомянутом Hummer, и на всех паркетных внедорожниках. Из отечественной техники успешное применение нашла двурычажно поперечная передняя подвеска на Ниве. Она здесь достаточно компактна, жестка, надежна и проста.

Поперечно-рычажные подвески бывают двух типов: двухрычажно — поперечные и однорычажно-поперечные. Двурычажно – поперечная подвеска состоит из нижнего рычага, шарнирно закреплённого с кузовом(в основном на подрамнике) и повотным кулаком, если это передняя, и тормозным щитом в заднем варианте; верхнего рычага, шарнирно соединенного с кузовом и кулаком или щитом амортизатора, и пружинной стойки в сочетании с витыми пружинными элементами. Основной недостаток этих подвесок в шарнирном сочленении с кузовам применены резинометаллические втулки(сайлентблоки) долговечность которых весьма ограничена. А их замена дело, требующее определённой квалификации.

Про однорычажно-поперечные ничего сказать не могу, т.к. не обладаю информацией, но знаю, что такая используется на Hummer. Также существует ещё один тип рычажной подвески продольно — рычажная. Она неприхотлива и надёжна. Яркий пример ее применения автомобиль Запорожец ЗАЗ 968 . При всем скептическом отношении к Запорожцу , зимой в Карпатских горах была такая ситуация. Другие автомобили при подъеме в гору по гололеду применяли специальные траки колесные цепи. Только в этом случае им удавалось более-менее сносно двигаться вверх. А Запорожец , оснащенный такой подвеской и посредственной резиной с мелким протектором, успешно карапкался. Этим он, правда, обязан еще и своей загруженностью заднего моста. Двигатель стабильно прижимает его к грунту. Конструкторская мысь, заложенная в ней, достойна восхищения. Благодоря своей простоте она нашла приминение в кроссе. Техническое обслуживание сводится к внешнему осмотру(наличие трещин корозии и т.д.), смазке и замене амортизаторов.

Подвеска типа Макферсон

Про данную подвеску поговорим подробнее. И для начала углубимся в историю. Фордовского инженера, шотландца по происхождению, — некого МакФерсона до 1950 года мало кто знал. Он всего лишь хотел упростить технологию сборки передней независимой автомобильной подвески, и его первоначальный замысел был прост. Традиционная для тех лет передняя подвеска присоединялась к поперечине несущего кузова или лонжеронной рамы в четырех точках с каждой стороны. Она состояла из двух расположенных друг над другом поперечных треугольных (вильчатых) рычагов, соединенных шкворнем. Ярким примером подобной конструкции может служить подвеска Москвича 407-й модели. Но сборка ее при массовом производстве дело трудоемкое.

Поэтому МакФерсон и выдвинул идею крепления подвески только в двух точках (не считая стабилизатора) с каждой стороны. При этом амортизатор становился направляющим элементом подвески, а на колесо приходился один нижний поперечный рычаг, причем не треугольный, а одинарный. Он, конечно, не мог передавать продольные усилия, скажем, при торможении. Для этого МакФерсон предложил использовать плечо стабилизатора поперечной устойчивости этот элемент все равно не бывает постоянно нагружен. Но главным в предложенной конструкции был отказ от верхнего рычага. Вместо него пружина и соосный с ней амортизатор в верхней части соединялись с кузовом посредством мягкой резиновой подушки. Отсутствовал и шкворень. Его роль играл телескопический амортизатор, у которого относительно штока поворачивался жестко связанный с цапфой колеса стакан. Весь узел подвески мог обходиться без поперечины. Производственников такая конструкция очень устраивала, а вот эксплуатационников не совсем. При вертикальном ходе колеса нижний рычаг описывал дугу, и точка контакта шины с дорогой постоянно перемещалась вправо и влево. Больше того, по той же причине довольно заметно изменялся угол развала колес. В результате траекторная устойчивость автомобиля оставляла желать лучшего. Изобретение МакФерсона стали называть подвеской типа качающаяся свеча . Специалисты предпочитают другое определение подвеска на направляющих и амортизационных стойках . Точно, но уж очень длинно. Поначалу казалось, что недостатков этого изобретения не так уж много. Но практика выявила несколько важнейших. К ним относятся излишняя чувствительность к дисбалансу колес, усиленное трение между штоком и цилиндром амортизатора (а следовательно, и износ), повышенная передача на кузов дорожных вибраций и шумов, а также недостаточная жесткость в продольном направлении пары рычаг плечо стабилизатора . Конечно, это была плата за преимущества такой подвески! И, возможно, ей бы со временем дали отставку, но с каждым годом уменьшавшееся свободное пространство в моторном отсеке, особенно с распространением переднеприводных моделей, заставило конструкторов неустанно совершенствовать схему МакФерсона. При переднем приводе силовой агрегат выгодно устанавливать поперечно. В этом случае только подвеска МакФерсона могла существовать с двигателем, простирающимся от одной колесной арки до другой. Из-за этого, собственно, и возродился интерес к шотландской штучке. Вместо поперечного рычага в виде бесхитростной дешевой балочки инженеры вновь вернулись к треугольному рычагу (естественно, имевшему уже две, а не одну точку опоры),очень жесткому в продольном направлении. Пружину сместили относительно оси амортизатора, да еще оба эти узла наклонили внутрь, чтобы получить отрицательное плечо обкатки. Эти меры позволили заметно снизить трение в амортизаторной стойке и уменьшить износ. Для лучшей изоляции кузова от дорожных шумов пришлось снова ввести в обиход поперечину подвески так называемый подрамник, который соединяется с кузовом через резиновые подушки. В верхней опоре амортизаторной стойки шток соединили с кузовом посредством резиновой шайбы хитрой конструкции. Для пружины ввели упорный шариковый подшипник. Но головоломки оставались.

Одну из них как ремонтировать стойку инженер МакФерсон даже не предвидел. Выходило, что надо демонтировать всю подвеску, поскольку амортизатор составлял одно целое с цапфой. В конце концов решение нашлось цапфу колеса и стойку стали делать раздельными и соединять болтами. С точки зрения технологов это был не лучший выход, но большинство инженерных решений в автомобилях компромиссы. Другая головоломка произвольное изменение развала колес и перемещение точки контакта шины с дорогой. Это уже врожденный недостаток схемы МакФерсона. Изжить ее практически не возможно, но самые сложные ее узелки мало помалу удаетсясвести к минимуму. Так что спустя почти 60 лет эволюции свечная подвеска стала вполне работоспособной и получила широкое распространение на легковых машинах малого, среднего классов и частично большого. Перед самым началом Великой отечественной войны группа энтузиастов из города Запорожье взялась за постройку легковой машины самоделки. Руководил ее созданием некий Л.Д. Ковалев. Отсюда и условное название этого авто ЛДК. Любопытный факт: у него была независимая гидропневматическая подвеска всех колес, по схеме очень похожая на ту, что через десять лет предложил шотландец МакФерсон. К сожалению, после войны следы этих талантливых людей потерялись.

Стержневой вопрос

Когда в послевоенные годы в СССР вспыхнула борьба с низкопоклонством перед Западом, в обиход вошло словосочетание упругий металлический стержень, работающий на скручивание. Оно относилось к элементу подвески автомобиля, призванному играть туже роль, что и рессоры, пружины или резиновые блоки. Но в отличие от них он работал только на скручивание (кстати, французское слово torsion и означает скручивание). Громоздкая конструкция из шести слов оказалась неудобной, и довольно быстро на смену ей пришел термин стержневая подвеска (она же — торсионная!).

Подвеска долгожительница.

Задняя подвеска де Дион изобретенная более ста лет назад, используется, как ни страно, до сих пор. Один из недостатков зависимой подвески ведущих колес большая неподрессорная масса, отрицательно влияющая на такие показатели, как комфорт автомобиля, его устойчивость и управляемость. В тех случаях, когда по финансовым или компоновочным соображениям конструкторы отказываются от независимой подвески, выручает старая, как сам автомобиль, система де Дион . В ней картер главной передачи закрепляется на поперечине рамы или на кузове, а привод колес осуществляется полуосями на шарнирах. При этом колеса соединяются изогнутой балкой. Подвеска остается зависимой, однако за счет крепления массивной главной передачи отдельно от моста неподрессорная масса существенно уменьшается. Список автомобилей, использующих задний ведущий мост типа де Дион , достаточно внушителен, и в нем не только такие известные машины, как Volvo 343/345 1975 года и Alfa Romeo 75 1985-го, но и модели из каталогов 2000 года: Aston Martin V8 Vantage, Caterham Super7 полноприводная Honda HR-V и ряд других.

Свое название подвеска получила по имени графа Альбера де Диона маркиза ле Валь, особы весьма эксцентричной, ловеласа, остряка и большого любителя технических нововведений. Их сиятельство жили в 1856-1946 годах. Однажды, прогуливаясь по парижской рю Перголез, граф заинтересовался миниатюрным паровым двигателем, выставленным в магазине игрушек. Де Дион пожелал познакомиться с его создателем слесарем Жоржем Бутоном и его шурином, механиком Шарлем Арманом Трепарду. В 1883 году появилось предприятие De Dion. Bouton. Trepardoux . Граф играл в нем роль финансиста, Бутон технолога и сборщика, а Трепарду представлял конструкторское бюро в единственном лице. Но через какое-то время Трепарду вышел из дела, и компанию переименовали в De Dion — Buton . Просуществовала она до 1932 года. История умалчивает о причинах ухода Трепарду, однако не исключено, что виной тому стала склонность графа выдавать разработки конструктора за свои. Как бы там ни было, 20 марта 1893 года был запатентован задний мост де Дион . О неподрессореных массах ни граф, ни Бутон, ни Трепарду и понятия не имели к созданию этого узла их подтолкнула интуиция. Дело в том, что в первых конструкциях трициклов и квадрициклов De Dion-Buton двигатель закреплялся на задней оси. И езда по булыжным мостовым настолько растрясла мотор, что детали от него отваливались буквально на ходу. Узел решили оградить от тряски так и появился мост, или, как сегодня говорят, подвеска типа де Дион .

В тридцатые годы эта разработка привлекла конструкторов гоночных автомобилей. В 1935 году германская компания Horch вернула системе де Дион былую славу. В поисках компромисса В порожнем грузовике всегда трясет. В груженом заметно меньше. Причина заключается в неизменной удельной жесткости подвески независимо от того, рессорная она, пружинная или торсионная. А можно ли пропорционально нагрузке изменять удельную жесткость подвески, чтобы ход машины всегда был плавным?

На городских автобусах, магистральных автопоездах и карьерных самосвалах уже давно применяется пневматическая подвеска колес. Она состоит из резиновых пневмобалонов (по одному или несколько на каждом колесе), компрессора, воздушного фильтра, ресивера с перепускными клапанами и магистралей. Причем баллоны не всегда являются направляющими элементами подвески, соседствуя с рессорами или пружинами, тогда они играют роль лишь воздушных демпферов , как это было, например, на автобусе ЛИАЗ-667. Сжимаемый в баллонах под нагрузкой воздух приводит к прогрессивному увеличению удельной жесткости подвески. Кроме того, дополнительной подкачкой воздуха (или газа) можно приподнимать или опускать машину над дорогой. Благодаря пневматической подвеске магистральные тягачи получили способность приседать , подводя платформу под сцепное устройство трейлера, а современные городские автобусы на остановках слегка кренятся набок, облегчая доступ в салон детям и инвалидам.

Однако первые попытки применить пневмоподвеску на легковые автомобилях породили целую вереницу технических проблем. Эти машины существенно быстроходнее грузовиков. Им свойственны более резкие продольные колебания ( клевки при торможениях, приседания при разгонах) и поперечные крены в поворотах. С одной стороны, стремление как можно ниже положить на дорогу быстроходный легковой автомобиль создает ему трудности при переезде через бордюры и ухабы, с другой, машина с высоким клиренсом оказывается на автостраде довольно небезопасной. Первой подвеску с изменяемым дорожным просветом для легкового автомобиля создала французская фирма Citroen . Упругим элементом в амортизаторах служил сжатый азот, а силовым (образующим и передающим давление в системе) жидкость. Поэтому такая подвеска получила название гидропневма-тической. Гидронасос нагнетает жидкость из резервуара, а закрепленные рядом с амортизатором сферы. Внутри каждой разделены мембраной жидкость и газ. Таким образом в амортизаторах поддерживается необходимое давление, а крены машины постоянно компенсируются. Вдобавок встроенный в гидросистему кран позволяет регулировать количество циркулирующей в контурах жидкости, а значит, увеличивать или уменьшать дорожный просвет. В 1954 году эта схема была впервые применена на модели высшего класса Citroen 15-6 . А уже в октябре 1955 года новинка фирмы Citroen DS — вызвала на 42 Парижском автосалоне настоящий фурор. По тем временам это была чудо-машина. Ее гидропневматическая подвеска обеспечивала постоянство дорожного просвета независимо от количества пассажиров и багажа и потрясающе плавный ход. Эта машина могла накреняться вперед и назад, а также вывешивать любое колесо без домкрата! И наконец водитель Citroen DS мог по собственному усмотрению ступенчато изменять дорожный просвет. Это не только повышало устойчивость и активную безопасность автомобиля на шоссе (понижался центр тяжести, уменьшался поток воздуха под днищем, создающий подъемную силу), но и облегчало езду по бездорожью, что важно для изобилующей проселками Франции. Впоследствии такая схема подвески применялась на большинстве автомобилей марки Citroen и все время совершенствовалась. Новейшая разработка фирмы подвеска Hydroactive III -получила электронное управление при помощи датчиков, компьютера и исполнительных устройств. В результате клиренс модели Citroen С5 не только поддерживается, но и автоматически регулируется в зависимости от скорости движения, качества дорожного покрытия и стиля езды. Диапазон изменений дорожного просвета достигает 20-30 мм. Citroen сделал гидропневматическую подвеску своим коньком , применив ее раньше других. Однако аналогичную подвеску Hydrolastic в свое время устанавливала на свои малолитражные автомобили английская British Leyland Motor Corp., а фирма Lotus разработала гидропневматику для разведывательного танка Scorpion . У нас боевую машину десанта (БМД) с гидропневматической независимой подвеской всех катков выпускал с 1968 года Волгоградский тракторный завод. Машина должна была ложиться на брюхо, чтобы лучше прятаться на местности и проще загружаться в самолет. Изучением возможностей применения чисто пневматической подвески в легковых автомобилях занимались многие фирмы. Например, в 60-е годы Daimler-Benz ( Mercedes Benz 600 и Lincoln оборудовали ею серийные модели. А первым внедорожником, оснащенным подвеской колес на воздушных мешках, заменивших пружины, стал в 1992 году Range Rover LSE . Большие изыскания в этой области провели в 70-е годы Volkswagen и Audi совместно с компанией Fichtel und Sachs.

В итоге с весны 2000 года Audi выпустила на рынок полнопривобную модель Allroad с независимой пневматической подвеской колес, снабженной электронным блоком управления. На скорости выше 120 км/ч устанавливается величина просвета в 142 мм, на скорости 80 км/ч -167 мм, а ниже автомобиль поднимается на 192 мм над дорогой. Кроме автоматического изменения клиренса, возможно ручное, позволяющее водителю задрать машину на высоту 208 мм.

Схожую с Audi Allroad конструкцию пневматической подвески получил полноприводный концепт — кар Volkswagen AAC : у него независимая длинноходная подвеска на двойных поперечных рычагах. Диапазон изменения клиренса с тремя фиксированными позициями просто громадный от 280 мм до 390 мм. В настоящее время Toyota для своего внедорожника Land Cruiser 100 ( он же Lexus LS400 ) предлагает в качестве опции систему Automatic High Control (AHC). Изменение клиренса происходит по четырем фиксированным положениям на 50 мм вниз или вверх от базовой величины в 220 мм. Переключение позиций происходит в течение 7 секунд после нажатия водителем кнопки на центральной консоли.

Что дальше? С развитием компьютерных и производственных технологий сфера применения систем изменяемого клиренса будет только расширяться.

Типы подвесок на прицепной технике УРАЛСПЕЦТРАНС

  версия в формате PDF

Рессорно-балансирная подвеска с реактивными штангами (центральный балансир)

Соседние оси полуприцепа свободно опираются на концы общих рессор. Рессора средней частью крепится к ступице оси балансира при помощи стремянок. Ось балансира неподвижно фиксируется на раме полуприцепа. При таком креплении на рессоры действует только сила тяжести полуприцепа, а тяговая и тормозная силы передаются реактивными штангами. Ход осей по вертикали ограничивается отбойниками с резиновыми демпферами. 
Такая подвеска предназначена для более мягкого и плавного хода, при наезде одного из колес на препятствие значительно снижается вертикальное перемещение несущей рамы полуприцепа. Основными преимуществами данного типа подвески является максимальное сцепление с грунтомнаименьшее динамическое воздействие на раму полуприцепа при работе в тяжелых условиях и наименьший износ элементов ходовой частиПодробнее


Рессорно-балансирная подвеска без реактивных штанг (центральный балансир)

Такой тип подвески служит для упругого соединения рамы с осями полуприцепа, смягчая динамические воздействия, возникающие при наезде на неровности дороги. Конструктивная простота рессорно-балансирной подвески без реактивных штанг и отсутствие элементов требующих постоянного обслуживания больше всего соответствует таким условиям эксплуатации. Рессора средней частью с помощью стремянок крепится к оси балансира. Качающаяся опора, шарнирно установленная на балансирной оси, неподвижно фиксируется к раме полуприцепа. Концы рессоры жестко зафиксированы в специальных кронштейнах на балках осей. При таком исполнении усиленная рессора гасит вертикальные нагрузки, передает боковые усилия от осей на раму, а также воспринимает продольные силы и реактивные моменты. Подробнее


Рессорно-балансирная подвеска

Полуэллиптические продольные рессоры удерживают каждую ось полуприцепа, кроме этого, на раме закреплены ушки крайних рессор, что обеспечивает безопасность всей установки. Между собой свободные концы соседних рессор соединяются качающимся балансиром. Такая конструкция обеспечивает независимый ход колес по вертикали. При движении, рессоры являются амортизирующим элементом и воспринимают вертикальную и боковую нагрузку. Тяговая и тормозная силы передаются реактивными штангами. Периодическое техническое обслуживание сводится к минимуму за счет отсутствия дополнительных элементов и простоты конструкции. Рессорно-балансирная подвеска является наиболее жесткой среди всех типов, обеспечивая тем самым максимальную устойчивость полуприцепа на дороге. Применение рессорной подвески оптимально для прицепной техники эксплуатирующейся на дорогах общего пользования и по умеренному бездорожью. Среди преимуществ рессорной подвески можно отметить ее дешевизну, надежность и долговечность. Подробнее


Пневматическая подвеска

Пневматическая подвеска является сравнительно новой, наиболее совершенной, стремительно развивающейся и чаще применяемой на современных моделях прицепной техники. Система пневматической подвески позволяет регулировать степень жесткости упругих элементов в зависимости от загрузки, тем самым решая проблемы плавности хода, неравномерности загрузки, изменения погрузочной высоты и т. п. В такой подвеске рама полуприцепа соединяется с осями пневмоподушками — резиновыми упругими элементами, в которых компрессором поддерживается высокое давление. Подушки обеспечивают только демпфирование. Жесткую связь осей с рамой обеспечивают полурессоры. Раскачку на неровностях гасят установленные диагонально амортизаторы. Подробнее

 


 

КОМБИНИРОВАННАЯ ПОДВЕСКА

  Комбинированная трехосная подвеска полуприцепа состоит из двухосной рессорно-балансирной тележки без реактивных штанг с дополнительной осью на пневматической подвеске с системой принудительного подъема оси. Комбинированная подвеска обладает высокой грузоподъемностью и надежностью. Рессорно-балансирная подвеска обеспечивает уверенную эксплуатацию полуприцепа в тяжелых дорожных условиях, наличие подъемной оси позволяет, при необходимости, снизить и равномерно распределить нагрузку на оси полуприцепа при движении на участках с регламентированной осевой нагрузкой. ПОДРОБНЕЕ

 


Расшифровка типа подвески в наименовании полуприцепов УРАЛСПЕЦТРАНС

Преимущества и недостатки листовых рессор

Листовые рессоры практически мертвы как технология в автомобильном мире. Но неужели у них были какие-то достоинства? Поясним …

Почти в каждом обзоре автомобилей в какой-то момент будет упоминаться что-то о демпфировании и настройке подвески.Амортизаторы, пружины, койловеры, элитные вещи вроде амортизаторов Ohlins; Вы, наверное, слышали все это раньше. Однако не нужно оглядываться слишком далеко, чтобы найти серийные автомобили из западного мира с подвеской на листовых рессорах. Впервые я наткнулся на них на MGC GT 1969 года и Austin Princess моего отца и всегда находил их ржавыми, грязными и, казалось, не подходящими для работы.

Листовые рессоры как единое целое восходят к римлянам, которые решили, что их колесницы нуждаются в некотором гашении при движении по неровным поверхностям.Листовые рессоры почти не менялись на протяжении столетий вплоть до начала 1900-х годов, когда был изобретен первый амортизатор (в том виде, в каком мы его сейчас), а затем в 1927 году его начали массово производить с Ford Model A.

Что такое листовые рессоры?

Листовые рессоры — это основная форма подвески, состоящая из слоев стали разного размера, наложенных друг на друга. Большинство пластинчатых пружин имеют эллиптическую форму за счет использования пружинной стали, которая обладает свойствами, позволяющими ей изгибаться при добавлении давления с любого конца, но затем возвращаться в исходное положение посредством процесса демпфирования. Сталь обычно разрезают на прямоугольные секции, а затем удерживают вместе металлическими зажимами с обоих концов и большим болтом в центре створок. Затем он крепится к оси автомобиля с помощью больших U-образных болтов, фиксируя подвеску на месте.

Эластичность пружинной стали обеспечивает гибкость подвески для комфорта и контроля автомобиля во время движения, а установка листовой рессоры зарекомендовала себя как жизнеспособный вариант для автомобилей в течение многих десятилетий, несмотря на то, что на самом деле встречается только на грузовиках и грузовиках. Военная техника в наши дни.

Какие преимущества?

Из-за огромного количества металла, уложенного вместе, листовые рессоры обеспечивают большую опору между колесами, осями и шасси автомобиля. Благодаря своей плотной конструкции они могут выдерживать огромные вертикальные нагрузки, поэтому их до сих пор используют в тяжелых отраслях промышленности. Вертикальная нагрузка также распределяется по всей длине листовой рессоры, а не резко через небольшую пружину и демпфер, которые потенциально могут создавать концентрированную силу, слишком большую для подвески.

В автомобиле демпфирование может быть чрезвычайно важной характеристикой. Если подвеска недостаточно демпфирована, автомобиль будет хорошо раскачиваться и подпрыгивать после наезда на любую неровность или выбоину на дороге.Это было важной характеристикой автомобилей, в которых использовались винтовые пружины до появления амортизаторов, и было невыгодно автомобилям при движении с любой реальной скоростью. Листовые рессоры намного лучше справлялись с демпфированием автомобиля из-за трения между каждой стальной пластиной, что значительно сокращало время отклика после вертикального изгиба подвески, что делало автомобиль гораздо более управляемым.

FEA-анализ монолистной пружины, показывающий распределение напряжения

Листовые рессоры были просты по конструкции и дешевы в производстве по сравнению с ранними пружинами и амортизаторами, поэтому они стали подходящей установкой, когда автомобили начали массовое производство, для обеспечения надежности при сохранении низких затрат.Однолистовые рессоры были самой простой конструкцией из всей партии, в которой использовался только один лист из пружинной стали, который сужался от толстого в середине к тонкому по краям (так называемые параболические листовые рессоры) для надлежащего распределения вертикальных нагрузок. Однако одностворчатую установку можно было использовать только на очень легких транспортных средствах из-за недостаточной прочности стержня.

Какие недостатки?

Большим недостатком листовых установок является то, что они не идеальны, когда дело доходит до настройки подвески.В гоночных автомобилях и автомобилях с высокими характеристиками жизненно важно иметь возможность управлять настройкой подвески в зависимости от условий вождения и различных стилей вождения, что в настоящее время намного проще с помощью регулируемых койловеров. Отсутствие регулируемости листовых рессор подчеркивается тем фактом, что концы листовых рессор прикреплены к шасси, что оставляет очень мало возможностей для укорачивания или удлинения створок. Таким образом, регулировка может быть осуществлена ​​только за счет прочности и гибкости материала, из которого изготовлены листовые рессоры.

Листы также допускают очень мало направлений движения и на самом деле предназначены только для вертикального движения, в то время как комбинация пружины и демпфера может использоваться в гораздо большем диапазоне движения. Пластинчатые рессоры прочно скреплены друг с другом и привинчены к шасси, а также прикреплены к оси, таким образом, практически не оставляя возможности для любого другого направления движения, которое может привести к сильному износу шарниров и соединений, удерживающих установку вместе.

Это соединение с ведущей задней осью может вызвать смешные динамические характеристики в автомобиле по сравнению с более современной независимой подвеской, чем славятся старые Мустанги.Задняя ось будет просто подпрыгивать на поворотах на высокой скорости, поскольку подвеска и ось вынуждены двигаться вместе, тогда как современная система демпфирования добавила бы гораздо больше самообладания к ощущениям от вождения.

По сравнению со спиральной пружиной, листовые рессоры, как правило, намного жестче просто из-за стальной конструкции и плотной упаковки, в которую они привинчены и зажаты. Таким образом, комфорт при езде не является характеристикой автомобилей, использующих листовые рессоры, популярность которых резко упала после того, как в 1970-х годах надлежащие амортизаторы были введены в повседневные автомобили рентабельным способом.

Но разве Корвет не использует листовые рессоры?

Над Corvette часто смеялись за то, что он придерживался старой технологии листовых рессор, но у Chevy есть реальная причина продолжать их использовать. Поперечная листовая рессора размещена вдоль задней оси и просто сохранена в качестве конструкции из-за того, что она хорошо работает и является гораздо более дешевой альтернативой койловерам. «Vette» всегда был «удачным» автомобилем, и, поскольку Chevrolet по-прежнему заявляет об удовлетворительной управляемости, он не видит причин менять его.

Chevrolet использует армированный волокном пластик (FRP) вместо стали, так как он может выдерживать примерно в пять раз больше энергии деформации, чем стандартная установка из пружинной стали, и при этом составляет треть веса.Испытания подвески обычно регулируются количеством циклов или колебаний, которые могут выдержать пружины. Монолистовая система из стеклопластика может выдерживать в десять раз больше циклов, чем стальной эквивалент, а отсутствие взаимодействия между листами, которое имеет место в многолистной пружине, означает, что подвеска остается гибкой, поддерживая уровни управляемости и комфорта езды.