Автомобилно окачване. Устройство и предназначение

Автомобилното окачване свързва носещата част на автомобила с колелата. Всъщност това е система за окачване, която включва редица части и възли. Същността му е да поеме въздействието на различни сили, които възникват в процеса на движение по пътя и да направи връзката между тялото и колелата еластична.

Окачването - предно и задно - заедно с рамата, гредите на осите и колелата съставляват шасито на автомобила.

Редица характеристики на автомобила се определят пряко от типа и специфичния дизайн на окачването. Сред основните такива параметри са управлението, стабилността и дори гладкостта.

Нерессорната маса е набор от компоненти, които пряко влияят на пътя с теглото си. На първо място, това са колела и части на окачването и спирачни механизми, директно свързани с тях.

Всички останали компоненти и части, чието тегло се пренася върху пътя чрез окачването, съставляват ресорната маса.

Съотношението на ресорната и нересорната маса оказва много силно влияние върху характеристиките на шофиране на автомобила. Колкото по-малка е масата на нерессорните компоненти спрямо пружинираните, толкова по-добро е управлението и плавността на возенето. До известна степен това подобрява и динамиката на автомобила.

Твърде много неподрессорена маса може да причини повишена инерция на окачването. В този случай шофирането по вълнист път може да повреди задния мост и да доведе до сериозна катастрофа.

Почти всички компоненти на окачването са свързани с нерессорното тегло на автомобила. Следователно е разбираемо желанието на инженерите да намалят теглото на окачването по един или друг начин. За тази цел дизайнерите се опитват да намалят размерите на частите или да използват по-леки сплави вместо стомана. Всеки спечелен килограм постепенно подобрява ходовите характеристики на автомобила. Същият ефект може да се постигне чрез увеличаване на пружинираната маса, но за това ще трябва да добавите много значително тегло. За леките автомобили съотношението е приблизително 15:1. В допълнение, увеличаването на общата маса влошава динамиката на ускорението.

По отношение на комфорта

Превозно средство в движение постоянно вибрира. В този случай могат да се разграничат относително нискочестотни и високочестотни трептения.

От гледна точка на комфорта, броят на вибрациите на тялото в минута трябва да бъде в диапазона от 60 до 120.

Освен това, поради използването на гуми и други еластични компоненти, неподрессорените маси изпитват вибрации с по-висока честота - около 600 в минута. Конструкцията на окачването трябва да сведе до минимум такива вибрации, така че да не се усещат в купето.

И разбира се, ударите и ударите са неизбежни по време на шофиране, чиято интензивност зависи от състоянието на пътната настилка. Една от важните задачи на окачването е ефективната борба с въздействието на разклащане поради неравности по пътя.

По отношение на управляемостта

Превозното средство трябва да поддържа зададена посока на движение и в същото време лесно да я променя по желание на водача. Една от функциите на окачването е да осигури достатъчна стабилизация на управляваните колела, така че автомобилът да продължи да се движи по права линия, независимо от случайните неравности, които възникват поради дефекти на пътната настилка.

При добра стабилизация, управляваните колела се връщат в неутрална позиция с малка или никаква намеса на водача и колата се движи по права линия, дори ако воланът не се държи.

Как се движат колелата спрямо пътя и каросерията до голяма степен се определя от кинематиката на окачването.

По отношение на сигурността

Окачването трябва да осигурява оптимално сцепление на гумите с пътното платно, така че контактното петно ​​да остане постоянно по време на движение. Динамичните промени в настройките (подравняване и т.н.), както и геометрията на окачването, трябва да бъдат минимални. Това е особено вярно при шофиране през неравности по пътя и завиване. Дизайнът трябва да включва елементи, които намаляват търкалянето и минимизират вероятността от плъзгане и преобръщане на машината, с други думи, осигуряват достатъчна стабилност.

Автомобилното окачване обикновено се състои от направляващи механизми, еластични компоненти, гасител на вибрации, стабилизираща щанга, както и крепежни елементи, регулиращи и контролни устройства.

Водещи механизми 

На първо място, това са различни лостове, за които можете да научите повече, както и всички видове тяга, стелажи, удължители. От тях зависи как и в какви граници е възможно да се движат колелата по различни оси и в различни равнини. Освен това те предават теглителни и спирачни сили, както и странични влияния, например по време на завой.

В зависимост от вида на използваните направляващи механизми, всички окачвания могат да бъдат разделени на два големи класа - зависими и независими.

При зависимия и двете колела на една ос са здраво свързани едно с друго с помощта на мост (напречна греда). В този случай изместването на едно от колелата, например при движение през яма, ще доведе до подобно изместване на другото.



При независимо окачване няма такава твърда връзка, така че вертикалните премествания или наклони на едно колело практически нямат ефект върху другите.



И двата класа имат своите предимства и недостатъци, които определят обхвата на тяхното приложение. Що се отнася до леките автомобили, тук явно предимство се оказа на страната на независимите окачвания. Въпреки че в много случаи задната ос все още е монтирана зависима, понякога можете да намерите и полунезависима система с торсионен лост.

На предната ос зависимото окачване, поради високата си здравина и простотата на дизайна, все още е актуално за камиони, автобуси и някои SUV.

Сравнението на зависимите и независимите системи е посветено на.

Дизайнът може да включва различен брой лостове и те могат да бъдат разположени по различни начини. Според тези характеристики могат да се разграничат еднолостови, двулостови и многораменни окачвания с надлъжно, напречно или наклонено разположение.

Еластични елементи 

Те включват пружини, торсионни щанги, различни видове пружини, както и гумено-метални панти (безшумни блокове), благодарение на които лостовете и пружините са подвижни. Еластичните елементи поемат удари при неравности по пътя и значително смекчават въздействието им върху купето, двигателя с вътрешно горене и други компоненти и системи на автомобила. И разбира се, повишават нивото на комфорт за тези в кабината.

Най-често при проектирането на независимо окачване се използват цилиндрични спирални пружини, изработени от специална пружинна стомана по специална технология. Такива еластични елементи са надеждни, не се нуждаят от поддръжка и в същото време ви позволяват да получите най-добрата гладкост. В леките автомобили пружините са почти напълно заменили пружините.



Фигурата показва схематично разположение на пружинно окачване с две носачи.

В пневматичното окачване като еластичен елемент се използват въздушни пружини. Чрез промяна на налягането на газа в цилиндъра в това изпълнение е възможно бързо да се регулира твърдостта на системата, както и количеството на просвета. Автоматичната адаптация се постига благодарение на система от сензори и електронен блок за управление. Въпреки това, цената на такова устройство е много висока и се инсталира само на елитни автомобили. Освен това адаптивното въздушно окачване е много трудно и скъпо за ремонт и в същото време доста уязвимо при лоши пътища.



гасител на вибрации 

Той изпълнява своята роля. Той е предназначен да потиска вибрациите, възникващи от използването на еластични компоненти, както и резонансни явления. При липса на амортисьор вибрациите във вертикална и хоризонтална равнина значително намаляват управляемостта и в някои случаи могат да доведат до авария. 

Много често амортисьорът се комбинира с еластични елементи в едно устройство - което незабавно изпълнява набор от функции.

Анти-ролка 

Тази част е монтирана както на предния, така и на задния мост. Той е проектиран да намали страничното накланяне при завиване и да намали вероятността от преобръщане на машината.



Можете да научите повече за устройството и принципа на работа на стабилизатора.

крепежни елементи 

За свързване на частите на окачването към рамката и помежду си се използват три вида закрепвания - болтови, с и чрез еластични компоненти (гумено-метални панти и втулки). Последните, освен че изпълняват основната си задача, спомагат и за намаляване нивата на шум, като поглъщат вибрации в определен честотен спектър.

Обикновено дизайнът предвижда и ограничители за хода на лостовете. Когато автомобилът премине значителна неравност, гумената броня ще поеме удара, преди амортисьорът да достигне горната или долната си граница. По този начин се предотвратява преждевременната повреда на амортисьора, неговата горна опора и долния тих блок.

Темата е твърде обширна, за да обхване всички нейни аспекти в една статия. Освен това инженерите-конструктори непрекъснато работят за подобряване на съществуващите устройства и разработване на нови. Най-обещаващата посока са системите с автоматично адаптиране към специфични пътни условия. В допълнение към вече споменатите въздушни ресори се използват например регулируеми стабилизатори, които могат да променят твърдостта си според сигнал от ECU.



В редица автомобили са монтирани регулируеми амортисьори, които променят твърдостта на окачването поради работата на електромагнитен клапан.

В хидропневматичното окачване ролята на еластични компоненти играят сфери, отделни изолирани участъци от които са пълни с газ и течност. В системата Hydractive хидропневматичната сфера е част от стойката на окачването.



Всички тези опции обаче са скъпи, така че повечето шофьори трябва да се задоволят с най-добрите MacPherson и пружинни системи с две носачи днес.

Никой не е застрахован от проблеми по нашите пътища, така че няма да е излишно да се запознаете със знаците за възможни такива. И не забравяйте да прочетете.