Як працюють автомобільні підвіски

На перший погляд, здається, що підвіска автомобіля працює досить просто. Якщо нерівності зрештою стають менш вибоїстими, то все добре, вірно? Насправді система підвіски вимагає багато роботи, а компоненти.

На перший погляд, здається, що підвіска автомобіля працює досить просто. Якщо нерівності зрештою стають менш вибоїстими, то все добре, вірно?

Насправді, система підвіски має величезну кількість функцій, і її компоненти повинні витримувати величезні навантаження в порівнянні з іншими основними системами автомобіля. Система підвіски розташована між рамою та колесами і служить декільком важливим цілям. В ідеалі добре налаштована підвіска поглинатиме нерівності та інші нерівності дороги, щоб люди в автомобілі могли подорожувати з комфортом. Хоча це дуже важливо з погляду пасажира, водій помітить деякі інші особливості системи підвіски. Ця система також відповідає за максимально можливе утримання коліс на землі.

Колеса надзвичайно важливі для продуктивності та безпеки автомобіля. Колеса – єдина частина автомобіля, яка стосується дороги. Це означає, що вони повинні передавати потужність на землю та одночасно керувати автомобілем, а також нести відповідальність за зупинку транспортного засобу. Без системи, що поглинає нерівності та вибоїни на дорогах, автомобіль трястиметься і розгойдуватиметься на нерівній поверхні, що зробить його практично непридатним для використання через відсутність зчеплення з дорогою. Хоча система підвіски є відмінним рішенням для вибоїстих доріг, вона значно ускладнює роботу, якщо врахувати, що колеса тепер несуть відповідальність за всі свої стандартні обов'язки і тепер повинні пересуватися вгору і вниз, щоб амортизувати удари від нерівностей. ручка автомобіля неначе на пружинах і її кидає при кожному повороті.

Саме тому система підвіски дуже складна. Тут задіяно багато деталей, і одна зламана чи вигнута деталь може зіпсувати всю установку.

Як працює система підвіски?

Здебільшого сучасні автомобілі мають незалежну передню та задню підвіску, що дозволяє кожному колесу рухатися незалежно від інших. Однак у деяких автомобілях використовується простіша нерозрізна вісь через нижчу вартість і простішу конструкцію. Єдині нерозрізні мости, які досі використовуються у нових автомобілях, – це провідні мости. Провідні осі мають приводні колеса на кожному кінці, а мертві осі мають шини, що вільно обертаються, на кожному кінці. Проблема із задніми шинами, які не рухаються незалежно одна від одної, полягає в тому, що вони завжди зберігають один і той же кут щодо один одного, а не щодо поверхні дороги. Це означає менше зчеплення з дорогою та меншу передбачуваність в управлінні. Аж до нової версії Ford Mustang використовував провідний міст і піддавався різкій критиці за жертвування продуктивністю для ностальгічної керованості.

Балкові осі також вносять непотрібну безпружинну вагу. Безпружинна маса - це маса, що не спирається на підвіску. Маса, що спирається на підвіску, називається підресореною масою. Низька безпружинна маса в порівнянні з підресореною масою робить автомобіль більш легким і динамічним. Протилежність забезпечує різку їзду та відчуття меншого контролю над автомобілем. Якщо диференціал, що передає потужність на колеса через осі, прикріплений до рами або кузова автомобіля, а не до самої осі, то безпружинна маса значно менше. Це одна з важливих причин, крім багатьох інших переваг можливості руху одного колеса, не істотно впливаючи на інші колеса, чому незалежна підвіска майже повсюдно використовується автовиробниками для передніх і задніх коліс своїх автомобілів.

Незалежна передня підвіска дозволяє кожному передньому колесу рухатися вгору та вниз з пружиною та амортизатором, прикріпленими до рами болтами на одному кінці та важелем або поперечним важелем на іншому кінці. Важіль керування прикріплений до передньої частини автомобіля ближче до центру на одному кінці важеля, а поворотний кулак – на іншому. Поперечний важіль робить те саме, за винятком того, що він прикріплюється до рами в двох точках, в результаті чого деталь нагадує поперечний важіль. Розташування кожного компонента в незалежній системі передньої підвіски дуже важливе, оскільки передні колеса повинні повертатися та підтримувати постійне вирівнювання, щоб забезпечити безпечну експлуатацію автомобіля.

Незалежна задня підвіска використовує ту ж технологію, що і передня, без урахування динаміки кермового керування, оскільки задні колеса зазвичай не керуються. Задні приводні та повнопривідні автомобілі мають диференціал, встановлений на рамі посередині важелів керування або поперечних важелів, у той час як передньопривідні автомобілі мають дуже просту задню підвіску, яка потребує лише пружин та амортизаторів.

Амортизатори та пружини забезпечують всю амортизацію та стиск при русі підвіски. Пружини забезпечують зусилля, що утримує підресорену вагу від коліс і опір стиску. Амортизатори є заповнені маслом циліндри, які змушують підвіску стискатися і розтискатися з постійною швидкістю, щоб запобігти підстрибуванню пружин вгору і вниз. Сучасні амортизатори (або амортизатори) чутливі до швидкості, а це означає, що вони більш плавно справляються з легкими ударами і чинять більший опір великим ударам. Думайте про пружини як про сторожових собак, готових люто захищати автомобіль від ударів. Амортизатори будуть тими, хто тримає повідки сторожових собак, стежачи за тим, щоб вони не зайшли надто далеко і не завдали більше шкоди, ніж користі.

У багатьох автомобілях, особливо невеликих, використовуються стійки МакФерсон, які розташовані в центрі гвинтової пружини та діють як амортизатори. Це економить місце та легше.

Як система підвіски збільшує комфорт пасажирів?

Коли плавність ходу або комфорт автомобіля хороші, це означає, що підвіска має відмінну ізоляцію від дороги. Підвіска може рухатися вгору та вниз, коли це необхідно, не трясучи автомобіль. Водієві дістається рівно стільки відчуттів від дороги, щоб він знав про будь-які тривожні дорожні умови та відчував смугу гуркоту, якщо в'їде на узбіччя швидкісної дороги.

Старі розкішні автомобілі, а точніше американські розкішні автомобілі, мають таку м'яку підвіску, що водій почувається так, ніби він керує човном. Це не оптимально, оскільки почуття дороги (хоча б трохи) необхідне збереження ситуаційної обізнаності під час водіння. Спортивні та компактні автомобілі, налаштовані на заводі, часто критикують за погану ізоляцію від дороги. Виробники цих автомобілів припускають, що їхня демографічна група воліє швидкий час кола на трасі, а не комфорт на дорозі. Крім того, транспортні засоби, що рухаються зі швидкістю гоночної траси, отримують набагато більше притискної сили від повітря, що може призвести до непередбачуваної поведінки зручної підвіски, орієнтованої на шосе, особливо в поворотах.

Деякі можливі проблеми з кузовом або поїздкою, на які слід звернути увагу, включають:

• Рулон кузова: Коли кузов автомобіля нахиляється назовні під час проходження поворотів. Всі автомобілі в тій чи іншій мірі роблять це при повороті, але якщо кузов автомобіля дуже сильно крениться, то зміщення ваги може призвести до того, що автомобіль почне обертатися, передчасно вийде з повороту або втратить зчеплення з дорогою на одному або кількох колесах. .

• Нижня межа: Коли шини ударяються об кузов автомобіля при стиснутій підвісці. Це відбувається, коли у автомобіля недостатньо підвіски, щоб поглинути силу удару, яким він рухається. Відбійники можуть запобігти цьому, створюючи подушку між підвіскою і рамою, яка не дозволяє шині піднятися досить високо, щоб ударитися об кузов автомобіля, але якщо вони не відповідають вимогам або відсутні, може виникнути ця проблема. Перекидання може легко пошкодити кузов, колеса або систему підвіски.

Як система підвіски допомагає автомобілю залишатися на дорозі?

Здатність автомобіля утримувати дорогу вимірюється тим, наскільки добре автомобіль може підтримувати хороше зчеплення з дорогою та рівномірний розподіл ваги при дії різних сил. Щоб почуватися стабільно при зупинці, автомобілю потрібна підвіска, яка не дозволяє передній частині пірнати вниз щоразу, коли натискаються гальма. Для плавного розгону потрібна підвіска, що не дозволяє автомобілю присідати ззаду під час відкриття дросельної заслінки. Зміщення ваги дає половині коліс більшу частину тяги, витрачаючи потужність і викликаючи непостійні характеристики керованості.

Як згадувалося вище, занадто сильне креніння кузова в поворотах погано позначається на керованості. Крен кузова також поганий, тому що при повороті тяга зміщується на один бік автомобіля більше, ніж на інший. Це призводить до того, що внутрішні шини втрачають зчеплення з дорогою та, можливо, відриваються від дорожнього покриття. Підвіска, що забезпечує хороше зчеплення з дорогою, здебільшого запобігає цьому.

Деякі проблеми з тягою, які можуть бути пов'язані з неідеальним компонуванням системи підвіски, включають:

• Ударне кермо: При наїзді на купину автомобіль повертає ліворуч чи праворуч, а водій не повертає кермо. Погане вирівнювання підвіски може призвести до того, що колеса будуть нахилені під таким кутом, що й виникне проблема.

• Надмірна повертаність: Коли задня частина автомобіля втрачає зчеплення з дорогою і виходить із ладу на повороті. Якщо кузов занадто сильно крениться на поворотах, зсув ваги може призвести до того, що задні колеса втратять зчеплення з дорогою. Ця проблема також може бути викликана тим, що задні колеса розташовані під кутом, який не дозволяє шині достатньо прилипати до дороги під час проходження поворотів.

• недостатня повертаність: Коли передні колеса втрачають зчеплення з дорогою на повороті, що призводить до знесення автомобіля до зовнішнього боку повороту. Подібно до надмірної повертаності, надмірний крен кузова або колеса з неправильним кутом нахилу можуть призвести до того, що передні колеса матимуть погане зчеплення з дорогою при проходженні поворотів. Недостатня повертаність особливо небезпечна, тому що передньопривідні автомобілі керують і передають потужність передніми колесами. що менше зчеплення з передніми колесами, то менше керованість автомобіля.

• Як надмірна, так і недостатня повертаність посилюються слизькими дорожніми умовами.

Обслуговування підвіски

Оскільки основне завдання системи підвіски полягає в тому, щоб поглинати удари, щоб захистити автомобіль та його пасажирів, деталі зроблені досить міцними. У сучасних автомобілях є кілька інших компонентів, які так само складні, як компоненти підвіски.

Тим не менш, при такому великому русі та силі, що виникає в підвісці, деталі неминуче зношуються або ушкоджуються. Серйозні вибоїни можуть призвести до того, що автомобіль впаде так сильно, що опори, що утримують пружини на місці, погнуться або зламаються.

Скриплячі звуки зазвичай супроводжують вихід з ладу втулок та інших з'єднань. Якщо один кут автомобіля стає занадто пружним під час проїзду нерівностей, негайно перевірте амортизатори або стійки. Проблеми з підвіскою слід вирішувати негайно, тому при зміні керованості або амортизації автомобіля його слід перевірити якнайшвидше.