Подвеска автомобиля предназначена для того, чтобы обеспечивать упругое соединение несущей системы с колесами автомобиля. Подвеска автомобиля должна:
1) обеспечивать плавность хода автомобиля;
2) ограничивать поперечный крен автомобиля;
3) обеспечивать затухание колебаний кузова и колес;
4) обеспечивать надежную передачу продольных и поперечных сил от колес к кузову;
5) обеспечивать постоянство колеи и углов установки колес.
Подвески автомобилей в зависимости от характера взаимодействия колес и кузова делятся на зависимые и независимые.
Зависимая подвеска имеет жесткую связь между колесной парой, поэтому перемещение одного из колес в поперечной плоскости автомобиля приводит к перемещению другого колеса, что, в свою очередь, влечет за собой крен всего автотранспортного средства.
Независимая подвеска отличается отсутствием жесткой связи между колесной парой, каждое колесо подвешено к раме (кузову) независимо от другого. Поэтому при наезде одного из колес на неровности дорожного покрытия его перемещения не вызывают перемещений другого колеса, тем самым сильно уменьшается возможность наклона кузова и повышается устойчивость автомобиля при движении.
Гидравлические и пневматические подвески позволяют регулировать высоту пола или дорожного просвета. Комбинированные подвески включают в себя основные и дополнительные элементы, позволяющие корректировать упругую характеристику.
В общем случае подвеска автомобиля включает в себя:
1) упругий элемент, в качестве которого применяются: листовые рессоры; цилиндрические пружины; торсионы (стержни, работающие на скручивание); неметаллические элементы, которые обеспечивают работу подвески за счет упругости резины, сжатого воздуха или жидкости; а также комбинированные упругие элементы, которые состоят из металлических и неметаллических материалов;
2) направляющее устройство, которое обеспечивает передачу толкающих, тормозных и боковых усилий от колес на раму или кузов автомобиля. В пружинной подвеске роль направляющего устройства выполняют рычаги и штанги, а в рессорной подвеске — сама листовая сталь;
3) гасящий элемент, предназначенный для гашения амплитуды колебаний кузова и колес при наезде на неровности дорожного полотна. В качестве гасящего элемента чаще всего применяют жидкостные амортизаторы.
Конструкция зависимой подвески
В качестве упругих элементов в зависимой подвеске выступают продольные полуэллиптические рессоры, которые работают совместно с гидравлическими амортизаторами. Рессора передней подвески включает в себя несколько стальных упругих листов различной длины, которые скрепляются между собой хомутами и крепятся к балке переднего моста при помощи стремянок. Концы рессор фиксируются в кронштейне. Для облегчения вертикального хода подвески передний конец рессоры зафиксирован неподвижно, а задний конец рессоры имеет возможность перемещаться при ее прогибах в резиновой подушке кронштейна.
Передний конец рессоры задней подвески крепится к лонжерону рамы шарнирно. через палец, соединенный с рамой. Такое соединение обеспечивает передачу продольных усилий при движении автомобиля. Задний, конец рессоры свободно перемещается в продольном направлении между сухарями кронштейна при прогибе рессоры. На верхнюю часть основной рессоры стремянками крепится дополнительная рессора. Дополнительные рессоры применяют, как правило, на грузовых автомобилях. Концы дополнительной рессоры крепятся возле опорных кронштейнов. Когда автомобиль находится в нагруженном состоянии, концы дополнительной рессоры упираются в кронштейны основной рессоры и воспринимают нагрузку вместе с ней. Без нагрузки дополнительные рессоры не работают.
Конструкция независимой подвески
Независимая подвеска чаще всего применяется на легковых автомобилях. На автомобилях с классической схемой компоновки чаще всего применяются рычажно-пружинные бесшкворневые или шкворневые подвески. Рассмотрим конструкцию независимой подвески на примере двухрычажной бесшкворневой подвески, которая состоит из:
1) верхнего и нижнего рычагов, которые крепятся с одной стороны на осях к кузову автомобиля или к опоре поперечины и к поперечине подвески, а с другой стороны к поворотной стойке колеса при помощи верхнего и нижнего шаровых шарниров;
2) спиральной цилиндрической пружины, которая размещается между рычагом и кузовом или поперечиной подвески;
3) амортизатора, который установлен внутри пружины;
4) стабилизатора поперечной устойчивости, который ограничивает поперечные колебания кузова автомобиля и боковой крен. При возникновении бокового крена стержень стабилизатора начинает закручиваться, и возникающая вследствие этого сила упругости стремится выправить положение кузова.
Конструкция однорычажной подвески типа «Мак-Ферсон» состоит из:
1) телескопической гидравлической амортизационной стойки, которая выполняет роль основного элемента подвески. Амортизационная стойка выполняет функции амортизатора, гасящего колебания кузова, а также функции направляющего устройства, которое определяет перемещение колеса относительно кузова автомобиля.
2) спиральной цилиндрической пружины;
3) поперечного рычага;
4) стабилизатора поперечной устойчивости.
Подвеска типа «Мак-Ферсон» применяется на переднеприводных автомобилях. Основными преимуществами данной конструкции являются ее простота, компактность, значительное расстояние между опорами пружин, снижающее передаваемое от них на кузов усилие, а также минимальное число шарнирных соединений в подвеске. Характерной особенностью передней подвески переднеприводных автомобилей является близкое к нулю или даже отрицательное значение углов развала и схождения колес. Расположение передних колес под такими углами обеспечивает их параллельность при движении в тот момент, когда на них передается усилие от автомобильного двигателя.
В отличие от переднеприводных подвеска колес автомобилей с классической схемой компоновки имеет положительное значение углов развала и схождения.