Какво е зависимо и независимо окачване на автомобил?

Какво е зависимо и независимо окачване на автомобил?

Окачването е система, която свързва каросерията на автомобила с колелата. Предназначена е да потиска ударите и треперенето поради неравни пътища и да гарантира стабилността на машината при различни условия.

Основните части на окачването са еластични и амортизиращи елементи (ресори, пружини, амортисьори и гумени части), водачи (лостове и греди, свързващи тялото и колелата), опорни елементи, стабилизатори и различни свързващи части.

Има два основни типа окачване - зависимо и независимо. Това се отнася до зависимостта или независимостта на колелата на една и съща ос при шофиране по неравна настилка.

Зависимо окачване. Колелата на едната ос са здраво свързани помежду си и движението на едно от тях води до промяна в позицията на другото. В най-простия случай се състои от мост и две надлъжни пружини. Възможен е и вариант на водещи лостове.

Независимо окачване. Колелата на една и съща ос не са свързани помежду си и изместването на едното не влияе на позицията на другото.

Принципът на работа на зависимо окачване

Ако погледнете схемата на зависимо окачване, можете да видите, че връзката влияе върху вертикалното движение на колелата и тяхното ъглово положение спрямо равнината на пътя.

Когато едно от колелата се движи нагоре, второто ще се спусне, тъй като еластичните елементи и цялата направляваща лопатка са разположени вътре в коловоза на автомобила. Компресирането на пружината или пружината от лявата страна на автомобила разтоварва тялото, съответно дясната пружина е частично изправена, разстоянието между тялото и пътя отдясно се увеличава. Не винаги е недвусмислено, тъй като картината ще бъде изкривена от получените ролки на тялото и много зависи от височината на центъра на масата на автомобила и разстоянието по оста от пружината или лостовете до колелото. Такива ефекти, които карат превозното средство да се търкаля и има тенденция да се люлее, се вземат предвид при изчисляването на окачванията.

Тъй като и двете колела са в успоредни равнини, ако пренебрегнем изкуствено създадените ъгли на наклон, тогава наклонът на едно от тях, например наляво, ще накара второто да има подобен ъгъл в същата посока. Но по отношение на тялото, моментният ъгъл на наклон ще се промени по същия начин, но с обратен знак. Променящият се наклон на колелото винаги влошава сцеплението и при тази схема това се случва веднага и с двете колела на оста. Оттук и незадоволителното функциониране на зависимите окачвания при високи скорости със странични натоварвания в завоите. И недостатъците на такова окачване не се ограничават до това.

Ролята на пружина в общия смисъл на думата може да бъде директно типични пружинни конструкции, изработени от различни материали и с различен брой листове в комплекта, включително променлива твърдост (с пружини), както и пружини или въздушни пружини, подобни на ги в оформлението.

Ресорно окачване. Пружините могат да бъдат разположени надлъжно или напречно, да образуват различни дъги, от четвърт на елипса до пълна. Окачването на две полуелипсовидни пружини, разположени по протежение на тялото, отдавна се е превърнало в класика. Други дизайни са използвани през първата половина на миналия век.

Свойствата на листовата пружина са такива, че тя има нормализирана твърдост във вертикалната равнина, а във всички останали нейната деформация може да бъде пренебрегната, така че тази конструкция не съдържа отделна направляваща лопатка. Целият мост е прикрепен към рамката или към тялото изключително чрез пружините.

Този медальон включва:

• пружини, съдържащи един или повече плоски метални листа, понякога се използват композитни материали;
• скоби, закрепващи заедно пружинните листове на наборните конструкции;
• между листовете са разположени шайби против скърцане, които намаляват триенето и подобряват акустичния комфорт;
• пружини на окачването, които са допълнителни по-малки пружини, които влизат в действие, когато се избере част от хода на окачването и променят неговата твърдост;
• стълби, закрепващи пружината към гредата на моста;
• предни и долни монтажни скоби с втулки или безшумни блокове, които позволяват компенсиране на промяната в дължината на пружината по време на компресия, понякога се наричат ​​обеци;
• възглавници-разбивачи, които предпазват листовете от необратима деформация с максимално огъване в края на работния ход.

Всички зависими окачвания са оборудвани с отделно монтирани амортисьори, чийто тип и местоположение не зависят от вида на еластичния елемент.

Пружините са способни да предават теглителни и спирачни сили от гредата на оста към тялото с лека деформация, предотвратяват усукването на оста около собствената си ос и устояват на страничните сили в завои. Но поради несъответствието на изискванията за твърдост в различни посоки, те правят всичко еднакво зле. Но това не е задължително навсякъде.

При тежки многоосни превозни средства могат да се използват балансирани окачвания, когато една двойка пружини обслужва две съседни оси, лежащи в краищата им и е фиксирана върху рамката в центъра. Това е типично окачване на камион със своите предимства и недостатъци.

Ресорно зависимо окачване. Ролята на еластичния елемент се изпълнява от цилиндрични пружини или въздушни пружини, така че този тип изисква отделна направляваща лопатка. Може да бъде с различни конструкции, като най-често се използва система от пет реактивни пръта, два горни, два долни и един напречен (пръчка на Панхард).

Има и други решения, например от два надлъжни пръта с един напречен или със замяната на пръта на Panhard с паралелограмен механизъм на Watt, който по-добре стабилизира моста в напречна посока. Във всеки случай пружините работят само при компресия и всички моменти от моста се предават чрез реактивни тласъци с безшумни блокове в краищата.

Принципът на работа на независимото окачване

Независимите окачвания се използват широко в предните управляеми колела на леки автомобили, тъй като тяхното използване значително подобрява оформлението на двигателното отделение или багажника и намалява възможността за собствено колебание на колелата.

Като еластичен елемент в независимо окачване обикновено се използват пружини, малко по-рядко - торсионни пръти и други елементи. Това разширява възможността за използване на пневматични еластични елементи. Еластичният елемент, с изключение на пружината, практически не оказва влияние върху функцията на направляващото устройство.

За независими окачвания има много схеми на направляващи устройства, които се класифицират според броя на лостовете и местоположението на равнината на люлеене на лостовете.  

В независим фронт окачване на връзката, главината на колелото е монтирана с два конусовидни ролкови лагера с ъглов контакт върху цапфата на кормилния колян, който е свързан към стойката чрез шарнир. Аксиален сачмен лагер е монтиран между подпората и кормилния накрайник.

Стелажът е шарнирно свързан с резбови втулки към горния и долния виловидни лостове, които от своя страна са свързани към оси, закрепени към напречните греди на рамката с помощта на гумени втулки. Еластичният елемент на окачването е пружина, опряна с горния си край през виброизолиращо уплътнение в щампованата глава на напречната греда, а с долния си край в опорната чаша, завинтена към долните рамена. Вертикалното движение на колелата е ограничено от ограничителя на гумените буфери в гредата.

Вътре в пружината е монтиран двойнодействащ телескопичен хидравличен амортисьор, свързан с горния край към напречната рамка чрез гумени възглавници, а с долния край към долните лостове.

Напоследък окачването "люлееща се свещ" стана широко разпространено. Макферсън. Състои се от един лост и телескопична подпора, от една страна здраво свързана с кормилния накрайник, а от друга - фиксирана в петата. Петата е аксиален лагер, монтиран в гъвкав гумен блок, монтиран върху тялото.

Стелажът има способността да се клати поради деформацията на гумения блок и да се върти около ос, минаваща през аксиалния лагер, външната панта на лоста.

Предимствата на това окачване включват малък брой части, по-малко тегло и пространство в двигателното отделение или багажника. Обикновено стойката на окачването е комбинирана с амортисьор, а еластичният елемент (пружина, пневматичен елемент) е монтиран върху стойката. Недостатъците на окачването MacPherson включват повишено износване на направляващите елементи на подпората с големи ходове на окачването, ограничени възможности за различни кинематични схеми и по-високо ниво на шум (в сравнение с окачване на две носачи).

Устройството и работата на окачването на MacPherson е описано подробно по-долу..

Осцилиращото окачване има ковано рамо, към което рамото на стабилизатора е свързано чрез гумени подложки. Напречната част на стабилизатора е прикрепена към напречната греда на тялото с гумени подложки и стоманени скоби. По този начин диагоналното рамо на стабилизатора предава надлъжни сили от колелото към тялото и следователно формира част от интегрираното направляващо рамо на окачването. Гумените възглавници ви позволяват да компенсирате изкривяванията, които възникват, когато такова композитно рамо се люлее, а също така намаляват надлъжните вибрации, предавани от колелото към тялото.

Прътът на телескопичната подпора е фиксиран върху долната основа на гумения блок на горната пета и не се върти заедно с подпората и пружината, монтирани върху нея. В този случай, при всяко въртене на управляваните колела, багажникът също се върти спрямо пръта, премахвайки статичното триене между пръта и цилиндъра, което подобрява реакцията на окачването към малки нередности на пътя.

Пружината не е монтирана коаксиално на стойката, а е наклонена към колелото, за да се намалят напречните натоварвания върху пръта, неговия водач и бутало, които възникват под въздействието на вертикална сила върху колелото.

Характеристика на окачването на управляваните колела е, че трябва да позволява на колелото да прави завои, независимо от отклонението на еластичния елемент. Това се осигурява от така наречения шарнирен възел.

Окачването може да бъде шарнирно и без шарнирно:

1. При шарнирно окачване, шарнирът е фиксиран върху шарнир, който е монтиран с известен наклон спрямо вертикалата върху стойката на окачването. За да се намали моментът на триене в това съединение, могат да се използват иглени, радиални и аксиални сачмени лагери. Външните краища на рамената на окачването са свързани към стойката чрез цилиндрични съединения, обикновено направени под формата на смазани плъзгащи лагери. Основният недостатък на шарнирното окачване е големият брой панти. При люлеене на лостовете на направляващото устройство в напречната равнина е невъзможно да се постигне „ефектът против гмуркане“ поради наличието на центъра на надлъжната ролка на окачването, тъй като осите на люлеене на лостовете трябва да бъдат стриктно паралелен.
2. Бесшкворневите независими окачващи скоби, където цилиндричните панти на стелажа са заменени със сферични, са станали много по-разпространени. Дизайнът на тази панта включва щифт с полусферична глава, снабден е с керамично-метална опорна вложка, която работи върху сферичната повърхност на тялото на пантата. Пръстът лежи върху специална гумена вложка с найлоново покритие, монтирана в специален държач. Корпусът на пантата е прикрепен към рамото на окачването. Когато колелото се завърти, щифтът се върти около оста си във втулките. Когато окачването се отклони, щифтът, заедно с вложката, се люлее спрямо центъра на сферата - за това в тялото има овална дупка. Тази панта е носеща, тъй като чрез нея вертикалните сили се предават от колелото към еластичния елемент, пружината, която лежи върху долното рамо на окачването. Рамените на окачването са прикрепени към тялото или чрез цилиндрични плъзгащи лагери, или чрез гумено-метални панти, които работят поради деформацията на срязване на гумените втулки. Последните изискват смазване и имат виброизолиращо свойство.

Кое окачване е най-добро?

Преди да отговорите на този въпрос, трябва да разгледате предимствата и недостатъците на двата вида висулки.

Сред предимствата окачениимой окачвания - висока якост и надеждност на дизайна, равномерно сцепление с пътното платно и повишена стабилност при завой, както и неизменност на клиренса, ширина на коловоза и други индикатори за положение на колелата (много полезни при офроуд).

Сред недостатъците на зависимото окачване:

• твърдостта на окачването може да причини дискомфорт при шофиране по лош път;
• намален контрол на автомобила;
• сложността на корекцията;
• тежките части значително увеличават неподресорената маса, което се отразява негативно на гладкостта на возенето и динамичните характеристики на машината, а също така увеличава разхода на гориво.

Независимо окачване и неговите предимства:

• повишен комфорт при возене, тъй като сблъсъкът на едно от колелата с неравност по никакъв начин не засяга другото;
• по-малък риск от преобръщане при удар в сериозна дупка;
• по-добро управление, особено при висока скорост;
• намаленото тегло осигурява подобрена динамична производителност;
• широк набор от възможности за настройка за постигане на оптимални параметри.

Недостатъците включват:

• поради сложния дизайн услугата ще бъде скъпа;
• повишена уязвимост при шофиране извън пътя;
• ширината на коловоза и други параметри могат да се променят по време на работа.

Кое е по-добро? Окачването е един от най-често ремонтираните компоненти на машината. Това трябва да се вземе предвид при избора на автомобил. Ремонтът на независимо окачване ще струва повече от зависимо. В допълнение, независимият, най-вероятно, ще трябва да бъде ремонтиран по-често.Няма да е излишно да попитате за наличието на резервни части. Оригинални части с подходящо качество за чужди автомобили може да се наложи да поръчате отделно.

За шофиране предимно на асфалт най-добрият вариант е предното независимо окачване и задното зависимо. За SUV или друга кола, която се предполага, че се използва извън пътя, зависимото окачване е най-добрият избор - на двата моста или поне на задната. Мостът няма да задържи повечето мръсотия. И почвата и снегът ще се придържат много активно към частите на независимото окачване. В същото време, дори и с огънат мост на планински път, колата ще остане в движение. Но повредата на независимото окачване няма да позволи на колата да продължи да се движи. Вярно е, че в градски условия управлението с такава схема няма да бъде най-доброто.

През последните години производителите започнаха да оборудват някои автомобили с окачвания, които могат да работят в няколко режима. Тяхната електроника ви позволява бързо, в движение, да променяте параметрите в зависимост от пътната ситуация. Ако средствата позволяват, струва си да разгледате модели, които имат такава система.