Передняя подвеска автомобиля: устройство, назначение и принцип работы

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.

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.

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.

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.

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 устройство – обеспечивает 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.

• 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.

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.

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.

• средняя управляемость.

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.

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

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

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.

Передняя подвеска автомобиля: устройство, назначение и принцип работы

Сегодня займемся рассмотрением устройства передней подвески автомобиля, из каких деталей она состоит, какие типы существуют. Зачем она нужна, как её самостоятельно диагностировать, что делать, если появился стук. Как она работает.

Сегодня рассмотрим большой вопрос, поэтому некоторые моменты, которые требуют пристального внимания, затронем в другой статье. Пишите в комментариях, если эта тема вам интересная.

Назначение передней подвески

Основное предназначение – обеспечить комфортное и безопасное перемещение пассажиров и грузов в автомобиле. Она соединяет колеса с кузовом машины.

Комфорт

Если бы не было передней и задней подвески в автомобиле, то все неровности дорожного покрытия передавались бы на кузов. В салоне было не комфортно ездить, все удары от дороги пассажиры чувствовали бы «пятой точкой».

Представьте себе телегу. Поездка по кочкам на таком транспортном средстве превращается в «зубодробительное» приключение. Поэтому в устройстве подвески автомобиля предусмотрены пружины, которые поглощают энергию и смягчают удары от колёс.

Безопасность

Благодаря ей, колеса постоянно прижаты к дорожному полотну. При наезде на кочку, колесо подпрыгивает. В это время оно теряет сцепление с дорогой, автомобиль становиться неконтролируемым. Чтобы минимизировать время отрыва от земли, используют амортизатор. Он придавливает колесо к поверхности.

Это в большей степени важно для передней подвески автомобиля. Так как спереди находятся управляемые колеса, которые задают направление движение транспортного средства, потеря сцепления с дорогой чревато аварией.

Такой же эффект достигается во время прохождения поворотов, особенно на большой скорости. Внутреннее колесо хочет «взлететь» над дорогой. Чтобы не вылететь в кювет, детали передней подвески придавливают колесо и минимизируют крены кузова. Повышается управляемость и безопасность движения.

Представьте, у вас на скорости лопнуло колесо. Если это произойдет сзади, просто услышите хлопок и машина завиляет задом. Если это произойдет спереди, очень трудно будет удержать авто, можно вылететь с дороги. Поэтому, стук в передней подвеске или любая другая её неисправность сильно повлияет на безопасность поездки.

Устройство

В зависимости от типа автомобильной подвески, она состоит из таких основных деталей:

1. Пружины или рессоры. Последние устанавливаются на грузовых машинах.
2. Амортизаторы. Бывают регулируемые и нет.
3. Рычаги. Их в конструкции может насчитываться от 2 до 8 штук. Это зависит от типа передней подвески.
4. Стойки и стабилизатор поперечной устойчивости.
5. Шаровые опоры, сайлентблоки и втулки.

Все детали передней подвески можно разделить на несколько классов в зависимости от назначения.

Отвечающие за положение колес относительно кузова. К ним относятся рычаги, стойки стабилизатора и сам стабилизатор поперечной устойчивости, шаровые шарниры, сайлентблоки.

Обеспечивающие гашение ударов колеса об дорогу. Пружины, рессоры, торсионные элементы, пневмобаллоны.

Демпфирующие детали. Они должны гасить раскачку кузова при работе упругих элементов. К ним относятся амортизаторы.

Какие типы передней подвески существуют

Различают зависимую и независимую переднюю подвеску. Первый тип в современных авто почти не применяется, а второй встречается повсеместно. Он обладает рядом неоспоримых преимуществ: улучшенная управляемость, повышенный комфорт на неровной дороге, безопасность передвижения.

Среди передних подвесок легкового автомобиля большую популярность заслужила схема Макферсон – с направляющими стойками.

Основное отличие этого типа – совместное использование амортизатора и пружины в едином узле и одного рычага. Амортизационная стойка принимает на себя нагрузки во время движения машины по дороге. Она отвечает за поворот колеса, смягчение и демпфирование ударов. Нижний рычаг только контролирует траекторию колеса. Он распределяет все усилия от него на кузов авто.

Такая схема передней подвески отлично подходит для легковых автомобилей с передним приводом. Потому что точка крепления рычага к ступице находиться ниже оси вращения колёс. Это обеспечивает удобное соединение приводов коробки с колесом.

В таком типе используется стабилизатор поперечной устойчивости торсионного типа. В его конструкции движущимися деталями являются стойки крепления к амортизатору.

Достоинства:

1. Простота конструкции и дешевизна изготовления.
2. Занимает мало места в подкапотном пространстве машины.
3. Небольшое количество деталей подвески обеспечивает простоту диагностики, низкую стоимость эксплуатации и ремонта.

Двухрычажный тип

В такой схеме используется два поперечных рычага. Верхний крепиться к брызговику, нижний – к поперечной балке или подрамнику. Пружина и амортизатор не является единой конструкцией, поэтому менять их проще. Стабилизатор поперечной устойчивости крепится к рычагам, в этой конструкции нет стоек.

Такая схема передней подвески используется в заднеприводных автомобилях, где нет необходимости присоединения приводов коробки передач к колесам. Ярким примером такого типа служит ВАЗ 2107.

Недостатки:

1. Больше элементов в конструкции.
2. Громоздкость.
3. Дороговизна ремонта и обслуживания.

Существует многорычажка, пневмоподвеска на пневмобаллонах, магнитная, с регулируемыми амортизаторами и стабилизаторами. О других типах подвески автомобиля я расскажу в следующий раз.

Как проверить

Диагностику подвески можно провести самостоятельно если услышали стук или посторонний металлический звук. Это нужно делать с определенной периодичностью. Потому что все детали, содержащие в своей конструкции резину, приходят в негодность. Резина имеет свой срок эксплуатации, по истечению которого, она теряет свои упругие свойства.

Первым делом проверяются сайлентблоки и втулки. Наличие на них трещин или разрывом потребует их замены. Частой причиной стука в подвеске является разрушение резино-металлических шарниров.

Диагностика шаровых опор проводится при помощи монтировки. Проверяется наличие люфта пальца и корпуса. Исследуется защитный пыльник. На нём не должно быть трещин и разрывов.

На резиновых втулках проверяется люфт. Если он есть, значит они своё отслужили. Это может привести не только к появлению стука, но ухудшению управляемости автомобиля на дороге. Как говорят: «Машина стала расхлябанной».

Как она работает

При наезде на кочку, переднее колесо автомобиля резко поднимается. Инерция удара передается на пружину или пружинную стойку, смотря какой тип подвески установлен. Пружина, сжимаясь, гасит часть энергии удара, а часть передается на кузов, от чего он начинает подниматься.

Чтобы остановить его, в работу включаются амортизаторы. Они не позволяют ему резко подняться. Происходит гашение энергии разжатия пружин. То же самое происходит, когда кузов авто резко идёт вниз, колесо опускается, и пружины разжимаются. Происходит демпфирование, амортизаторы снижают амплитуду колебания автомобиля.

Рычаги не позволяют колесу смещаться в поперечном и продольном направлении. При помощи их оно соединяется с силовыми элементами кузова. На неровностях, колесо может двигаться только в вертикальном направлении.

При прохождении поворотов на большой скорости, в работу вступает стабилизатор поперечной устойчивости. Он минимизирует крены автомобиля. Сохраняется управляемость и комфорт движения. Эта деталь передней подвески является архаизмом. В современных автомобилях его роль заменяет пневмоподвеска. Компьютер самостоятельно контролирует угол наклона авто и корректирует высоту подъема амортизаторов.

Основные функции и характеристики передней подвески автомобиля

Для большей безопасности движения автопроизводители в подавляющем большинстве выбирают для переднего моста независимые схемы подвесок.

Дорога не бывает идеально гладкой: ямы, трещины, кочки, колдобины – постоянные спутники автомобилистов. Малейшая неровность отзывалась бы на ездоках, не будь передней подвески автомобиля. Наравне с задней демпфирующей системой, конструкция работает на нивелирование дорожных препятствий. Рассмотрим особенности механизма, функции, принцип действия.

Что такое передняя подвеска автомобиля

Колеса машины связаны с кузовом через гибкую прослойку – автомобильную подвеску. Сложная и стройная совокупность узлов и деталей физически соединяет неподрессоренную часть и подрессоренную массу авто.

Но механизм выполняет и другие задачи:

• передает на кузов вертикальные моменты и силы, возникающие от контакта колесных движителей с дорожным полотном;
• обеспечивает нужное перемещение колес относительно несущей основы машины;
• отвечает за безопасность едущих в автотранспорте;
• создает плавность хода и удобство передвижения.

Скорость – важное условие, однако перемещение с комфортом – еще одно основное требование путешественников к транспортному средству. Проблему мягкой поездки решали еще в конных экипажах, подкладывая подушки под сидения пассажиров. Такая примитивная система подрессоривания в современных легковых машинах трансформировалась в разнообразные типы передних подвесок автомобиля.

Что такое передняя подвеска автомобиля

Где находится

Комплекс компонентов входит в состав шасси. Устройство связывает переднюю пару покрышек с силовой конструкцией автомобиля вне зависимости от привода. Механизм крепится подвижными соединениями с передними колесами и кузовом (или рамой).

Из чего состоит

Детали подвески в любой схеме оборудования по функционалу делятся на следующие группы:

• Упругие элементы. Сюда относятся рессоры и пружины, пневмобаллоны и торсионы, а также резиновые демпферы, гидропневматические устройства. Задачи деталей: гасить удары на кузов, ограничивать вертикальные ускорения, сохранять целостность жестких креплений автоподвески.
• Направляющие механизмы. Это продольные, поперечные, сдвоенные и прочие рычаги, а также реактивные штанги, которые определяют направление перемещения скатов по треку.
• Гасящие автокомпоненты. Витые пружины долго раскачивали бы автомобиль вверх-вниз, но амплитуду колебаний демпфирует амортизатор.

Описание составляющих передней подвески автомобиля неполное без резинометаллических шарниров и прокладок, ограничителей хода, стабилизатора поперечной устойчивости.

Подвесные агрегаты имеют большую градацию. Но основное деление идет по устройству направляющих механизмов на три класса:

1. Зависимая подвеска. Пара передних колес жестко связана между собой одной осью. Когда машина одним колесом попадает в яму, меняется угол наклона обоих скатов относительно горизонтальной плоскости. Что передается пассажирам: их бросает из стороны в сторону. Это иногда наблюдать на внедорожниках и грузовиках.
2. Независимый механизм. Каждое колесо передней подвески автомобиля справляется с дорожными неровностями самостоятельно. При наезде на булыжник пружина одной автопокрышки сжимается, упругий элемент на противоположной стороне растягивается. И несущая часть авто сохраняет относительно ровное положение на дороге.
3. Полунезависимое устройство. В конструкцию внедрена торсионная балка, которая скручивается в моменты наездов на препятствия. От чего зависимость колесных движителей снижается.

Электромагнитные регулируемые, пневматические и прочие вариации подвесок относятся к одному из этих типу механизмов.

Как работает

Передняя подвеска автомобиля сохраняет контакт покрышек с дорогой и их положение в пространстве. А также направляет и стабилизирует движение транспортного средства. Во время езды задействован весь комплекс узлов и деталей приспособления.

Работа системы подрессоривания переднеприводного авто (равно как и заднеприводного) выглядит так:

• Автомобиль наехал на препятствие. Шина, связанная с другими компонентами подвески, подскакивает вверх. В вертикальном движении колесо меняет положение тяг, рычагов, кулаков.
• Обретенная энергия удара поступает на амортизатор. Находящаяся в покое пружина после наезда на камень сжимается. И таким образом поглощает передающуюся с ходовой на несущую часть авто энергию.
• Сжатие пружины запускает смещение штока амортизатора. Колебания гасят резинометаллические втулки.
• После поглощения удара пружина в силу своих физических свойств стремится в исходную позицию. Распрямляясь, деталь возвращает в первоначальное положение и остальные составляющие подвески.

Все существующие виды конструкций передних подвесок легкового автомобиля действуют аналогично.

Схема конструкции

Для большей безопасности движения автопроизводители в подавляющем большинстве выбирают для переднего моста независимые схемы подвесок.

Источник https://techautoport.ru/hodovaya-chast/podveska/podveska-avtomobilya.html

Источник https://avtoyoutube.ru/perednyaya-podveska-avtomobilya.php

Источник https://avtoshark.com/article/repairs/chassis-repairs/perednyaya-podveska-avtomobilya/