Принцип работы подвески автомобиля анимация
Подвеска автомобиля — принцип работы, виды и неисправности
Подвеска представляет собой совокупность деталей и узлов, которые связывают между собой колеса транспортного средства с другими элементами его конструкции. Она является неотъемлемым элементом любого автомобиля. Действительно, система играет важное значение, делая передвижение на машине куда более комфортным, а управление – более предсказуемым. Поговорим более подробно, когда она появилась, как устроена, как работает и какие неисправности у нее чаще всего возникают.
Краткая история автомобильной подвески
Система подвески появилась задолго до изобретения автомобилей. Ее использовали для крепления конных экипажей к осям колес. В глубокой древности для этого применяли ремни, сделанные из нескольких толстых полос прочной кожи. Позднее, когда люди научились хорошо обрабатывать сталь и изготавливать из нее сложные изделия, их место заняли пружины, которые были более прочными, надежными и эффективными.
К современному состоянию подвеска приблизилась в XIX веке. Именно тогда были изобретены рессоры. Изначально их использовали на железной дороге чтобы смягчить ход вагона. Однако им быстро нашли применение на конных экипажах.
Когда в начале ХХ века были сконструированы первые автомобили, в них также использовали рессоры. Подвеска того времени была зависимой. Это означает, что колеса жестко закреплены на одной оси, которая опирается на рессоры. Из-за этого большая часть толчков и вибрации ощущается водителем и пассажирами, поэтому ехать зачастую некомфортно.
В 1933 году впервые увидела свет независимая подвеска. Ее применили на модели Mercedes-Benz-380. Ведущие задние колеса на ней по-прежнему находилась на одной оси. А вот передние колеса двигались независимо друг от друга. Благодаря этому гасилось гораздо больше толчков, чем прежде.
Такая схема применялась в легковых автомобилях до 1960-х годов. В начале 1970-х ее заменила другая. Она тоже была позаимствована у другого немецкого автомобиля – Фольксваген Жук образца 1961 года. В ее основе были продольные рычаги. Систему отдаленно напоминала разработка Макферсона, которая применялась на автомобилях Форд.
На сегодняшний день существует огромное количество самых разных подвесок. Каждая из них использует свою, уникальную технологию. Некоторые варианты и вовсе управляются бортовым компьютером. Тем не менее, в основе конструкции осталась система рычагов и стоек.
Как работает подвеска автомобиля
Основной принцип работы подвески заключается в поглощении энергии удара благодаря движению ее конструктивных элементов. Выглядит это следующим образом:
Таким образом, подвеска выполняет следующие функции:
Также существует подвеска двигателя, которая гасит удары, толчки и колебания, которые возникают при функционировании мотора.
Устройство подвески
Подвеска на разных моделях автомобилей имеет разное устройство. Однако элементы, из которых она состоит, можно разделить на несколько групп в зависимости от назначения. Они будут встречаться практически на каждой модели транспортного средства. Вот эти группы.
Виды подвесок автомобиля
Автомобильная подвеска в зависимости от конструктивных особенностей и строения бывает следующих видов.
Существуют и другие классификации. Например, в зависимости от способности к сжатию подвеску делят на 2 типа:
Первая чаще всего применяется на внедорожниках, так как позволяет преодолевать серьезные препятствия и обеспечивает постоянный контакт колес с дорожным покрытием. Вторая обычно используется на легковых (в том числе спортивных) автомобилях, так как улучшает управляемость транспортным средством.
Основные неисправности подвески и как их устранить
О неисправности подвески могут свидетельствовать следующие «симптомы»:
Если один из этих признаков замечен, значит, с подвеской или ходовкой проблемы.
Из-за чего могут возникнуть подобные неприятности? Вот наиболее распространенные неисправности.
Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/id/5aaa8710256d5c571b5de1c6/podveska-avtomobilia—princip-raboty-vidy-i-neispravnosti-5ede0fa07f274d4880651219
Подвеска автомобиля: виды, устройство и принцип работы
Подвеска – как много в этом звуке… Во всех смыслах. Что что, а звучать она умеет. В зависимости от конструкции, подвеска может быть простой, а может иметь сложнейшую конструкцию. Точно так же она может быть и надежной, и наоборот, «сыпаться» после каждой тысячи километров.
За время своего существования подвеска автомобиля прошла огромный эволюционный путь. Когда-то рессорная система считалась верхом прогресса, а сегодня конструкцию современных подвесок можно можно сравнить с произведением искусства – настолько это совершенные, сложные и дорогие устройства.
Назначение и устройство подвески автомобиля
Итак, каково назначение автомобильной подвески? Она, как и ее далекие предшественники, устанавливаемые еще в конные экипажи, предназначена для того, чтобы сделать передвижение более комфортным и безопасным. Упругие элементы подвески демпфируют удары, толчки и вибрацию, которые сопровождает любую поездку по любой дороге.
Однако одним только комфортом задачи подвески не ограничиваются. Вторая ее функция – помощь при маневрах. Сложность конструкции подвески зачастую обусловлена именно этой причиной: инженеры пытаются еще добавить устойчивости, управляемости, безопасности автомобилю.
И, наконец, современная подвеска здорово помогает тормозить, поглощая инерцию движения вперед. По качеству торможения иногда можно определить, как настроена и насколько функциональна подвеска.
Что входит в устройство подвески? Говоря просто, всё, что находится между колесами и силовой рамой автомобиля. Это всем известные амортизаторы (куда ж без них), пружины, рычаги, тяги, стабилизаторы, шаровые опоры, сайлентблоки и другие элементы. Условно их можно разделить на такие категории:
Принцип работы подвесок автомобиля
Будь это подвеска КамАЗа, Мерседеса или старенькой Оки, принцип ее работы не меняется. И вряд ли изменится в ближайшее время, несмотря на обилие новых инженерных идей.
Основной принцип действия любой подвески заключается в следующем: энергию удара (это попавшее в ямки или наскочившее на камень колесо) преобразовывается в энергию движения отдельных частей подвески. Как это проявляется?
Конечно, есть и альтернативные виды конструкции, но если разобраться, их принцип работы точно такой же.
Классификация подвесок
Совершенствуя конструкцию автомобильной подвески, инженеры пускались во все тяжкие. Тут тебе и многорычажка, и обычная зависимая балка, и прыгающая подвеска Боуза… И все они нашли своих поклонников и ненавистников. Классификация подвесок уже довольно сложная, поскольку в одном автомобиле могут комбинироваться разные конструктивные особенности и решения.
Что, вы еще не видели прыгающую подвеску?
Зависимая
Самая старая конструкция, пришедшая в автомобилестроение их эпохи конных экипажей. Основной ее элемент – жесткая неразрывная ось, которая связывает два колеса, в результате чего они не могут смещаться относительно друг-друга. То есть, если одно колесо наехало на камень, второе отклонится в сторону вместе с ним. Самый простой для понимания вариант – это колёсики в детских машинках, именно так их насаживают на одну ось.
Правда, наши автомобили ушли далеко вперед от игрушечных, поэтому балка (ось), соединяющая два колеса, снабжена амортизаторами, пружинами, поперечными тягами. Однако из всех разновидностей это самая простая, неубиваемая и дешевая подвеска, в которой редко возникают неисправности.
Независимая
Творение сумрачного немецкого гения. Независимая – потому что каждое колесо движется независимо от второго в паре. То есть, если одно колесо наехало на камень, оно поднимется вместе с рычагами и пружинами со своей стороны, в то время как второе на это не среагирует и не меняет своего положения. Независимая подвеска очень комфортна для пассажиров, но может иметь много отдельных элементов, каждый из который рано или поздно выходит из строя.
Полунезависимая
Это особый вид подвески с торсионной балкой. В качестве общей оси для двух колес установлена П-образная торсионная (скручивающаяся) балка. Схема ее конструкции дает колесам небольшую степень свободы, поскольку установленная с преднатягом балка слегка «играет», частично гася крены в поворотах.
Пневматическая
Она перекочевала в легковые автомобили с тяжелого транспорта. Вместо металлических пружин в ней используются баллоны со сжатым воздухом, которые накачиваются до определенного давления. Давление в баллонах может быть разным, в результате меняются и характеристики подвески. Ставят ее на люксовые автомобили в качестве дополнительной опции.
Торсионная
Такой тип подвески в легковых автомобилях встречается редко. Больше подходить для крупногабаритного транспорта. Характерной особенностью в этой подвеске есть использование продольных торсионов, который работает на скручивание, пытаясь выровнять авто при попадании на неровности.
Рессорная
Такая подвеска редко используется на легковом транспорте, разве что на некоторых внедорожниках. Зато очень распространенна на грузовых автомобилях и автобусах. Особенность подвески заключается в использовании рессор как демпферной составляющей, для гасения ударов.
Гидравлическая
Она отличается конструкцией амортизаторов, на которых установлен дополнительный резервуар с гидравлической жидкостью. Если в остальных вариантах подвески амортизаторы – просто скучный утилитарный элемент, в гидравлической подвеске для них открываются новые перспективы. Прежде всего это возможность контролировать высоту клиренса и жесткость реакции подвески. Также она может адаптироваться под манеру вождения и дорожные условия.
МакФерсон
Та же независимая подвеска, на редкость удачная – со стойкой МакФерсон (она же MacPherson, она же качающаяся свеча), благодаря которой удалось избавиться от одного из рычагов. Стойка МакФерсон крепится к ступице колеса и корпусу автомобиля, так что успешно заменяет один из рычагов подвески. В большинстве случаев так делается передняя подвеска.
Особенность стойки не только в точках крепления. Она объединила в одной конструкции амортизатор и пружину, что серьезно экономит место. Кроме того, многие производители выпускают стойку, которая состоит из отдельного амортизационного блока и держателя-«стакана», что серьезно удешевляет техническое обслуживание.
Многорычажная
Одна из самых сложных механических конструкций подвески. В ней на одну ось (в большинстве случаев многорычажка ставится как задняя подвеска) ставится 7-10 продольных и поперечных рычагов, каждый из которых берет на себя определенную функцию во время движения. Соединения между рычагами выполнено с помощью сайлентблоков, которые помогают гасить вибрации и колебания. Такая подвеска, пожалуй, самая мягкая и комфортная, но не дай боже ее чинить…
Электромагнитная (магнитная)
Самый прогрессивный на сегодняшний день вид подвески. Вместо жидкости или воздуха в ней использованы преобразователи с мощными магнитами. По команде от блока управления на магниты подается электричество, благодаря чему электромагнитные амортизаторы меняют жесткость, клиренс автомобиля, управляемость. Если вы хоть раз видели танцующие или прыгающие автомобили, на них точно будет стоять именно электромагнитная подвеска.
Заключение
Это всего лишь краткое описание основных видов подвесок легковых автомобилей. Если разбираться более глубоко, есть другие, довольно необычные конструктивные решения. Да и выводы можно сделать неоднозначные, ведь каждый автопроизводитель привносит какие-то свои «фишки» в конструкцию подвески. Зато потребителям предоставляются любые типы подвесок на выбор: мягкие, спортивные, стандартные и эксклюзивные. И это отлично.
Элементы и детали автомобильных подвесок, часть 2
Ну что, продолжаем разбираться в устройстве автомобильной подвески и ее составных элементов.
Как известно, различные детали подвески выполняют определенные функции, этих функций всего три :
Каждый элемент подвески занимается своим делом, но иногда и совмещают занятия, так, из прошлой статьи мы узнали, что многолистовые полуэллиптические рессоры выполняют сразу все эти функции, но с рессорами закончили.
Разберемся с отдельными элементами.
К направляющим элементам относятся рычаги и тяги.
Рычаги это силовые элементы подвески, которые воспринимают бОльшую часть продольных и поперечных нагрузок, а также в некоторых вариантах подвесок они выполняют несущую функцию, так как на них опирается упругий несущий элемент подвески.
Рычаги бывают продольными
В задней независимой подвеске
В задней зависимой подвеске
передней многорычажной подвеске под номером 5
В передней подвеске типа макферсон с раздельными рычагами, как пример кочерга от автоваза
Также рычаги бывают поперечными, из названия становится ясно, что они призваны воспринимать усилия, направленные в поперечном направлении.
Вот поперечный рычаг переднего макферсона от лады
Поперечный рычаг передней многорычажной подвески
Его всегда можно опознать по отсутствию места для крепления продольного рычага.
Поперечный рычаг задней многорычажной подвески
Также бывают рычаги совмещенные, это такие рычаги, которые совмещают в одном монолите продольный и поперечный рычаг, такие рычаги воспринимают одновременно усилия в продольном и поперечном направлении.
Такие рычаги бывают L-образными
Косыми, которые в основном применяются в задних подвесках
Логичнее было бы обозвать ее рычагом, но это тяга.
тоже самое относится к механизму Уатта, который преследует те-же цели, что и тяга Панара, но обладающий рядом преимуществ и состоящий из двух тяг и балансира, однако эти тяги тоже можно обозвать рычагами, и не ошибиться
Позже, в основных частях, мы на этих механизмах остановимся подробнее, не переживаем)
Далее, тяги бывают реактивными, это вспомогательные рычаги (да-да), которые помогают основным элементам подвески воспринимать различные усилия, такие как тяговые и продольные силы возникающие при S-образном изгибе рессор, предотвращая проворачивание ведущей оси в рессорных подвесках, и направляющие и удерживающие мост в случае с пружинной или иной нерессорной зависимой подвеской. И полностью нести функцию продольных рычагов, в этом вопросе понятие тяги весьма растяжимое.
Вот активные рулевые тяги.
Отличительная черта рулевых тяг в том, что она состоит из нескольких частей, среди которых всегда есть регулировочный механизм, позволяющий изменить длину тяги, та часть, которая подсоединяется к рулевому механизму, называется собственно рулевой тягой, а часть, подсоединяющаяся к поворотному кулаку, называется рулевым наконечником.
Пассивные рулевые тяги призваны изменять схождение (поворот колеса в горизонтальной плоскости) при работе подвески, на углы, заданные ее кинематикой, та самая «подруливающая» подвеска, применяется данная схема на задней оси в независимых типах подвесок, однако забегая вперед скажу, что эффект подруливания может быть реализован и без применения данных тяг, и даже в полузависимых подвесках с торсионной балкой.
Эти тяги часто обзывают «развальными».
Найти такую тягу очень легко она стоит параллельно горизонтальному рычагу, но намного короче, из-за чего ее радиус поворота не совпадает с радиусом поворота горизонтальных рычагов, и при артикуляции подвески меняется схождение, величина изменения задается на этапе конструирования длиной тяги. Также на креплении этой тяги обязательно присутствует механизм регулировки изначального схождения, который как правило представляет из себя эксцентриковые шайбы. И именно поэтому схождение на таких подвесках необходимо регулировать именно с той загрузкой, с которой автомобиль будет ездить большую часть времени. Отвлеклись.
Далее у нас остался один вид тяг, это тяги стабилизатора поперечной устойчивости, именуемые в народе по-разному, «линки, кости, яйца» и тд. Они связывают торсион стабилизатора поперечной устойчивости с любым рычагом подвески, амортизатором, либо с кузовом или рамой, при креплении торсиона к мосту или балке зависимой подвески.
Многорычажная подвеска (Multilink)
Многорычажная подвеска, или Multilink, – это результат усовершенствования двухрычажной независимой подвески легкового автомобиля. В отличие от стандартного исполнения, направляющие элементы представляют собой не единые V-образные рычаги, а отдельные независимые друг от друга детали. Их количество обычно варьируется от трех до пяти элементов. При изготовлении учитываются особенности конструкции остальных элементов подвески и их взаимодействие. Благодаря схеме Multilink ступичный узел получает дополнительные точки крепления и повышенную подвижность, что значительно улучшает ходовые качества и общую управляемость автомобиля.
История появления
Впервые многорычажная конструкция подвески была применена на спортивном купе Porshe 928 в 1979 году. В 1982 году модернизированная схема была использована на модели Mercedes 190. Особенность работы многорычажной конструкции подвески обеспечила автомобилю отменное прохождение поворотов. Этого удалось достичь путем создания эффекта подруливания нагруженного заднего колеса на несколько градусов внутрь поворота. Позже многорычажую подвеску стали использовать и остальные автопроизводители.
Элементы многорычажной подвески
Устройство передней подвески
Передняя подвеска Multilink состоит из следующих элементов:
Наличие шаровых опор в креплениях рычагов и ступицы позволяет осуществлять поворот колеса. Верхние рычаги нередко делаются регулируемыми по длине, что дает расширенные возможности для настройки параметров углов установки колес.
Устройство задней подвески
Многорычажная подвеска для задней оси имеет аналогичную конструкцию, кроме возможности поворота ступицы (исключение – подруливающая задняя подвеска). Самая простая схема включает в себя два поперечных и один продольный нижний рычаг. Роль верхней опоры выполняет амортизационная стойка, соединенная со ступицей колеса. Данная конструкция подвески Multilink отличается относительной простотой и доступностью производства.
Среди различных вариантов задних многорычажных подвесок могут встречаться подвески, включающие до пяти рычагов. Один из нижних является несущим, удерживая пружину и вес кузова. Амортизатор и пружина могут устанавливаться раздельно, либо в виде стойки Макферсон. В работе независимой задней подвески Multilink также принимает участие и стабилизатор поперечной устойчивости.
Принцип работы
Многорычажная подвеска может устанавливаться как на переднюю, так и на заднюю ось автомобиля. Независимые друг от друга верхние и нижние рычаги закреплены с одной стороны на кузове, с другой – на ступице колеса. Особенность работы данной подвески заключается в том, что ступица колеса способна изменять положение в горизонтальной плоскости, улучшая плавность хода на неровном покрытии и повышая устойчивость автомобиля при прохождении поворотов.
Преимущества
По сравнению с двухрычажной конструкцией, многорычажная подвеска имеет следующие плюсы:
Недостатки
Минусы, обусловленные конструктивными особенностями передней подвески Multilink:
Применение многорычажной подвески
Минусы применения схемы Multilink для передней подвески в виде удорожания автомобиля и дорогостоящего ремонта оправданы лишь при производстве дорогих автомобилей. Дополнительные рычаги сложной конструкции с шаровыми соединениями увеличивают стоимость всей схемы подвески. Также необходимо предусмотреть сложную структуру взаимодействия элементов, обладающих большей подвижностью, особенно при повороте колеса. В связи с этим передняя подвеска типа Multilink не применяется в основной массе легковых автомобилей, в производстве которых основными критериями остаются невысокая цена, надежность и ремонтопригодность.
Многорычажная подвеска для задних колес получила наибольшее распространение. По сравнению с усложненной конструкцией для передней оси, где необходимо обеспечивать поворот ступичного узла, стоимость изготовления задней подвески Multilink значительно ниже. Единственный дорогостоящий элемент – массивный несущий нижний рычаг, который воспринимает основную нагрузку. Остальные тяги и рычаги выполняют лишь роль направляющих.
Многорычажная подвеска может устанавливаться на моноприводные и полноприводные автомобили. В настоящее время она широко используется в производстве как легковых автомобилей, так и кроссоверов. Прогрессивная конструкция объединяет достоинства двухрычажной схемы – устойчивость и плавность хода, улучшая их благодаря раздельному расположению направляющих элементов. Подвеска Multilink позволяет повысить управляемость автомобиля, а также реализовать его наилучшее сцепление с дорожным покрытием.
Анимация работы подвески
Работа задней подвески Багги на А-образном рычагеПодробнее
The Forester Game (ЖД депо, рельсы, вагоны и анимация подвески)Подробнее
Работа передней подвески 3DПодробнее
Подвеска на двух поперечных рычагах (вид независимой подвески). 3д анимация.Подробнее
Подвеска МакФерсон (MacPherson suspension, «качающаяся свеча»)Подробнее
4к 60fps работа передней подвески в движении по асфальту и по кочкамПодробнее
Общее устройство подвески автомобиля. 3D анимация.Подробнее
Танк анимация №5 Настройка подвески колесаПодробнее
toyota superstrut suspension work/работа подвескиПодробнее
Работа подвески гусеничной платформы АрматаПодробнее
Работа передней подвески Нива,анимация.Подробнее
