Как работают автомобильные подвески

На первый взгляд кажется, что подвеска автомобиля работает довольно просто. Если неровности в конечном итоге становятся менее ухабистыми, то все хорошо, верно? На самом деле, система подвески требует много работы, а компоненты…

На первый взгляд кажется, что подвеска автомобиля работает довольно просто. Если неровности в конечном итоге становятся менее ухабистыми, то все хорошо, верно?

На самом деле система подвески имеет огромное количество функций, и ее компоненты должны выдерживать огромные нагрузки по сравнению с другими основными системами автомобиля. Система подвески расположена между рамой и колесами и служит нескольким важным целям. В идеале хорошо настроенная подвеска будет поглощать неровности и другие неровности дороги, чтобы люди в автомобиле могли путешествовать с комфортом. Хотя это очень важно с точки зрения пассажира, водитель заметит некоторые другие особенности системы подвески. Эта система также отвечает за максимально возможное удержание колес на земле.

Колеса чрезвычайно важны для производительности и безопасности автомобиля. Колеса — единственная часть автомобиля, которая касается дороги. Это означает, что они должны передавать мощность на землю и одновременно управлять автомобилем, а также нести ответственность за остановку транспортного средства. Без системы, поглощающей неровности и выбоины на дорогах, автомобиль будет трястись и раскачиваться на неровной поверхности, что сделает его практически непригодным для использования из-за отсутствия сцепления с дорогой. Хотя система подвески является отличным решением для ухабистых дорог, она значительно усложняет работу, если учесть, что колеса теперь несут ответственность за все свои стандартные обязанности и теперь должны перемещаться вверх и вниз, чтобы амортизировать удары от неровностей. ручка автомобиля как будто не на пружинах и ее бросает при каждом повороте.

Вот почему система подвески очень сложна. Здесь задействовано много деталей, и одна сломанная или изогнутая деталь может испортить всю установку.

Как работает система подвески?

По большей части современные автомобили имеют независимую переднюю и заднюю подвеску, что позволяет каждому колесу двигаться независимо от других. Однако в некоторых автомобилях используется более простая неразрезная ось из-за более низкой стоимости и более простой конструкции. Единственные неразрезные мосты, которые до сих пор используются в новых автомобилях, – это ведущие мосты. Ведущие оси имеют приводные колеса на каждом конце, а мертвые оси имеют свободно вращающиеся шины на каждом конце. Проблема с задними шинами, которые не движутся независимо друг от друга, заключается в том, что они всегда сохраняют один и тот же угол относительно друг друга, а не относительно поверхности дороги. Это означает меньшее сцепление с дорогой и меньшую предсказуемость в управлении. Вплоть до новейшей версии Ford Mustang использовал ведущий мост и подвергался резкой критике за жертвование производительностью ради ностальгической управляемости.

Балочные оси также вносят ненужный неподрессоренный вес. Неподрессоренная масса – это масса, не опирающаяся на подвеску. Масса, опирающаяся на подвеску, называется подрессоренной массой. Низкая неподрессоренная масса по сравнению с подрессоренной массой делает автомобиль более легким и динамичным. Противоположность обеспечивает резкую езду и ощущение меньшего контроля над автомобилем. Если дифференциал, передающий мощность на колеса через оси, прикреплен к раме или кузову автомобиля, а не к самой оси, то неподрессоренная масса значительно меньше. Это одна из важных причин, помимо многих других преимуществ возможности движения одного колеса, не оказывая существенного влияния на другие колеса, почему независимая подвеска почти повсеместно используется автопроизводителями для передних и задних колес своих автомобилей.

Независимая передняя подвеска позволяет каждому переднему колесу двигаться вверх и вниз с пружиной и амортизатором, прикрепленными к раме болтами на одном конце и рычагом или поперечным рычагом на другом конце. Рычаг управления прикреплен к передней части автомобиля ближе к центру на одном конце рычага, а поворотный кулак – на другом. Поперечный рычаг делает то же самое, за исключением того, что он прикрепляется к раме в двух точках, в результате чего деталь напоминает поперечный рычаг. Расположение каждого компонента в независимой системе передней подвески очень важно, так как передние колеса должны поворачиваться и поддерживать постоянное выравнивание, чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию автомобиля.

Независимая задняя подвеска использует ту же технологию, что и передняя, ​​без учета динамики рулевого управления, поскольку задние колеса обычно не управляются. Заднеприводные и полноприводные автомобили имеют дифференциал, установленный на раме посередине рычагов управления или поперечных рычагов, в то время как переднеприводные автомобили имеют очень простую заднюю подвеску, требующую только пружин и амортизаторов.

Амортизаторы и пружины обеспечивают всю амортизацию и сжатие при движении подвески. Пружины обеспечивают усилие, удерживающее подрессоренный вес от колес и сопротивляющееся сжатию. Амортизаторы представляют собой заполненные маслом цилиндры, которые заставляют подвеску сжиматься и разжиматься с постоянной скоростью, чтобы предотвратить подпрыгивание пружин вверх и вниз. Современные амортизаторы (или амортизаторы) чувствительны к скорости, а это означает, что они более плавно справляются с легкими ударами и оказывают большее сопротивление большим ударам. Думайте о пружинах как о сторожевых собаках, готовых яростно защищать автомобиль от ударов. Амортизаторы будут теми, кто держит поводки сторожевых собак, следя за тем, чтобы они не зашли слишком далеко и не принесли больше вреда, чем пользы.

Во многих автомобилях, особенно небольших, используются стойки МакФерсон, расположенные в центре винтовой пружины и действующие как амортизаторы. Это экономит место и легче.

Как система подвески повышает комфорт пассажиров?

Когда плавность хода или комфорт автомобиля хорошие, это означает, что подвеска имеет хорошую изоляцию от дороги. Подвеска может двигаться вверх и вниз, когда это необходимо, не тряся автомобиль. Водителю достается ровно столько ощущений от дороги, чтобы он знал о любых тревожных дорожных условиях и чувствовал полосу грохота, если въедет на обочину скоростной дороги.

Старые роскошные автомобили, а точнее американские роскошные автомобили, имеют такую ​​мягкую подвеску, что водитель чувствует себя так, как будто он управляет лодкой. Это не оптимально, так как чувство дороги (хотя бы немного) необходимо для сохранения ситуационной осведомленности во время вождения. Спортивные автомобили и компактные автомобили, настроенные на заводе, часто критикуют за плохую изоляцию от дороги. Производители этих автомобилей предполагают, что их демографическая группа предпочитает быстрое время круга на трассе, а не комфорт на дороге. Кроме того, транспортные средства, движущиеся со скоростью гоночной трассы, получают намного больше прижимной силы от воздуха, что может привести к непредсказуемому поведению удобной подвески, ориентированной на шоссе, особенно в поворотах.

Некоторые возможные проблемы с кузовом или поездкой, на которые следует обратить внимание, включают:

• Рулон кузова: Когда кузов автомобиля наклоняется наружу при прохождении поворотов. Все автомобили в той или иной степени делают это при повороте, но если кузов автомобиля слишком сильно кренится, то смещение веса может привести к тому, что автомобиль начнет вращаться, преждевременно выйдет из поворота или потеряет сцепление с дорогой на одном или нескольких колесах. .

• Нижний предел: Когда шины ударяются о кузов автомобиля при сжатой подвеске. Это происходит, когда у автомобиля недостаточно подвески, чтобы поглотить силу удара, по которому он движется. Отбойники могут предотвратить это, создавая подушку между подвеской и рамой, которая не позволяет шине подняться достаточно высоко, чтобы удариться о кузов автомобиля, но если они не соответствуют требованиям или отсутствуют, может возникнуть эта проблема. Опрокидывание может легко повредить кузов, колеса или систему подвески.

Как система подвески помогает автомобилю оставаться на дороге?

Способность автомобиля удерживать дорогу измеряется тем, насколько хорошо автомобиль может поддерживать хорошее сцепление с дорогой и равномерное распределение веса при воздействии различных сил. Чтобы чувствовать себя стабильно при остановке, автомобилю нужна подвеска, которая не позволяет передней части нырять вниз всякий раз, когда нажимаются тормоза. Для плавного разгона требуется подвеска, не позволяющая автомобилю приседать сзади при открытии дроссельной заслонки. Смещение веса дает половине колес большую часть тяги, тратя мощность и вызывая непостоянные характеристики управляемости.

Как упоминалось выше, слишком сильное кренение кузова в поворотах плохо сказывается на управляемости. Крен кузова также плох, потому что при повороте тяга смещается на одну сторону автомобиля больше, чем на другую. Это приводит к тому, что внутренние шины теряют сцепление с дорогой и, возможно, отрываются от дорожного покрытия. Подвеска, обеспечивающая хорошее сцепление с дорогой, по большей части предотвратит это.

Некоторые проблемы с тягой, которые могут быть связаны с неидеальной компоновкой системы подвески, включают:

• Ударное рулевое управление: При наезде на кочку автомобиль поворачивает влево или вправо, а водитель не поворачивает руль. Плохое выравнивание подвески может привести к тому, что колеса будут наклонены под таким углом, что и возникнет эта проблема.

• Избыточная поворачиваемость: Когда задняя часть автомобиля теряет сцепление с дорогой и выходит из строя на повороте. Если кузов слишком сильно кренится на поворотах, смещение веса может привести к тому, что задние колеса потеряют сцепление с дорогой. Эта проблема также может быть вызвана тем, что задние колеса расположены под углом, который не позволяет шине достаточно прилипать к дороге при прохождении поворотов.

• недостаточная поворачиваемость: Когда передние колеса теряют сцепление с дорогой на повороте, что приводит к сносу автомобиля к внешней стороне поворота. Подобно избыточной поворачиваемости, чрезмерный крен кузова или колеса с неправильным углом наклона могут привести к тому, что передние колеса будут иметь плохое сцепление с дорогой при прохождении поворотов. Недостаточная поворачиваемость особенно опасна, потому что переднеприводные автомобили управляют и передают мощность передними колесами. чем меньше сцепление с передними колесами, тем меньше управляемость автомобиля.

• Как избыточная, так и недостаточная поворачиваемость усугубляются скользкими дорожными условиями.

Обслуживание подвески

Поскольку основная задача системы подвески состоит в том, чтобы поглощать удары, чтобы защитить автомобиль и его пассажиров, детали сделаны достаточно прочными. В современных автомобилях есть несколько других компонентов, которые так же сложны, как и компоненты подвески.

Тем не менее, при таком большом движении и силе, возникающей в подвеске, детали неизбежно изнашиваются или повреждаются. Серьезные выбоины могут привести к тому, что автомобиль упадет так сильно, что опоры, удерживающие пружины на месте, погнутся или сломаются.

Скрипящие звуки обычно сопровождают выход из строя втулок и других соединений. Если один угол автомобиля становится слишком упругим при проезде неровностей, немедленно проверьте амортизаторы или стойки. Проблемы с подвеской следует решать немедленно, поэтому при изменении управляемости или амортизации автомобиля его следует проверить как можно скорее.