Подвеска для чего нужна: Для чего нужна подвеска автомобиля – Для чего нужна подвеска автомобиля?
- 12.01.2021
Для чего нужна подвеска автомобиля
Подвеска автомобиля смягчает удары от неровности дороги и от неё зависит управляемость и безопасность движения. Поговорим для чего она нужна и как определить основные неисправности в её работе.
Для чего нужна
Работа подвески заключается в преобразовании удара при наезде на неровности дороги в перемещение упругого элемента. Упругий элемент уменьшает силу удара, передаваемую на кузов, и в результате плавность хода и комфорт увеличиваются. Упругим элементом в авто являются пружины подвески или рессоры. Но мало смягчить удар, надо еще погасить колебания, которые создают упругие элементы, а этим занимаются амортизаторы. Не будь последних, автомобиль, наехав на неровность, долго бы раскачивался, ухудшая сцепление колес с дорогой и создавая предпосылки «улететь» с неё. Подвеска также должна передавать толкающее усилие от колес на кузов машины и противодействовать боковым усилиям, возникающим в поворотах. Этим занимаются штанги подвески с пружинами или рессоры, если они есть.Для ознакомления с дальнейшей работой будут полезны статьи:
Как определить неисправности
В первую очередь, надо научиться «слушать» работу подвески, то есть отличать ненормальные стуки (свидетельствующие о неисправности) от обычных. Нормально, когда при наезде на неровности слышны мягкие глухие звуки. Ненормально — если звуки резкие, металлические. При их появлении необходимо обращаться в автосервис для диагностики, где определят изношенные узлы и заменят их. Помните, это ваша безопасность, тянуть с ремонтом подвески не стоит.Если есть возможность, не ленитесь проверять состояние резиновых чехлов, защищающих шарниры различных рычагов и тяг подвески. Особенно, если были сильные удары или наезды на «крутые» препятствия. При повреждении чехлов быстрый износ и выход из строя этих узлов неизбежен. Для проверки автомобиль ставят на яму или эстакаду или поднимают на подъемнике.
Таблица неисправностей подвески машины
Учитесь «слушать» автомобиль, ведь во многом безопасность на дороге зависит от этого умения. Потому что, неисправная работа подвески — это риск «улететь» с трассы и попасть в аварию. Например, если не работают амортизаторы, то тормозной путь машины увеличивается на 20-30 процентов.
Для чего нужна подвеска автомобиля?
Для чего нужна подвеска автомобиля?
От работы подвески автомобиля зависит безопасность движения, и в первую очередь от работы амортизаторов. Но и другие шарниры играют не последнюю роль в обеспечении безопасности. В данной статье мы поговорим, для чего нужна подвеска автомобиля и как определить основные неисправности в ее работе.Для чего нужна подвеска автомобиля?
Работа подвески заключается в преобразовании энергии удара при наезде на неровности дороги в перемещение упругого элемента. Упругий элемент уменьшает силу удара, передаваемую на кузов, и в результате плавность хода, а значит, и комфорт увеличиваются. Упругим элементом в современных автомобилях в большинстве случаев являются цилиндрические или конические пружины, но встречаются и рессоры.
Однако мало смягчить удар, надо еще и погасить колебания, которые создают упругие элементы, а вот этим уже занимаются амортизаторы. Не будь последних, автомобиль, наехав на неровность, еще долго бы раскачивался по вертикали, ухудшая связь (сцепление) колес с дорогой и создавая все предпосылки “улететь” с нее.
Подвеска также должна передавать толкающее усилие от колес на кузов автомобиля и противодействовать боковым усилиям, возникающим в поворотах. Этим и занимаются штанги подвески в случае с пружинными упругими элементами или сами рессоры, если они есть.
Итак, основное назначение подвески автомобиля: она увеличивает комфорт (плавность хода), устойчивость в движении (способность противодействовать заносам и опрокидыванию) и проходимость машины. Все эти требования, как правило, входят в противоречие друг с другом, поэтому конструкторы вынуждены идти на компромиссы. Например, слишком мягкая подвеска ухудшает устойчивость, а слишком жесткая — снижает комфорт и уменьшает ресурс узлов.
Как определить неисправности в подвеске авто?
В первую очередь надо научиться “слышать” работу подвески, то есть отличать ненормальные стуки (свидетельствующие о неисправности) от обычных. Нормально, когда при наезде на неровности слышны мягкие глухие звуки. Ненормально — если звуки резкие, металлические, они возникают в шаровых шарнирах, опорах или амортизаторах. При их появлении необходимо без промедления обращаться к мастерам автосервиса, которые определят изношенные узлы и заменят их. Помните, это ваша безопасность, тянуть с ремонтом подвески не стоит.Если есть возможность, время от времени не ленитесь проверять состояние резиновых чехлов, защищающих шарниры различных рычагов и тяг подвески и рулевой трапеции. Особенно если были сильные удары или наезды на “крутые” препятствия. При повреждении чехлов быстрый износ и выход из строя этих узлов неизбежен. Для проверки автомобиль ставят на яму или эстакаду или поднимают на подъемнике.
В общем, учитесь слушать и слышать свой автомобиль, ведь во многом ваша безопасность зависит от этого умения. А как мы говорили, подвеска автомобиля служит не последнюю роль в обеспечении безопасности на дорогах.
В изучении устройства автомобиля помогут статьи:
- Устройство тормозной системы автомобиля
- Рулевое управление современного автомобиля
ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА ПОДВЕСКА АВТОМОБИЛЯ? — e-fee.ru
ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА ПОДВЕСКА АВТОМОБИЛЯ?От работы подвески автомобиля зависит безопасность движения. Поговорим, для чего нужна подвеска автомобиля и как определить основные неисправности в ее работе.
ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА ПОДВЕСКА АВТОМОБИЛЯ?
Работа подвески заключается в преобразовании энергии удара при наезде на неровности дороги в перемещение упругого элемента. Упругий элемент уменьшает силу удара, передаваемую на кузов, и в результате плавность хода и комфорт увеличиваются. Упругим элементом в автомобилях являются пружины подвески, но встречаются и рессоры.
Подвеска также должна передавать толкающее усилие от колес на кузов автомобиля и противодействовать боковым усилиям, возникающим в поворотах. Этим и занимаются штанги подвески в случае с пружинными упругими элементами или сами рессоры, если они есть.
Основное назначение подвески: она увеличивает комфорт (плавность хода), устойчивость в движении (способность противодействовать заносам и опрокидыванию) и проходимость машины. Все эти требования входят в противоречие друг с другом, поэтому конструкторы вынуждены идти на компромиссы. Например, слишком мягкая подвеска ухудшает устойчивость, а слишком жесткая — снижает комфорт и уменьшает ресурс узлов.
В первую очередь надо научиться “слышать” работу подвески, то есть отличать ненормальные стуки (свидетельствующие о неисправности) от обычных. Нормально, когда при наезде на неровности слышны мягкие глухие звуки. Ненормально — если звуки резкие, металлические, они возникают в шаровых шарнирах, опорах или амортизаторах. При их появлении необходимо без промедления обращаться в автосервис, где определят изношенные узлы и заменят их. Помните, это ваша безопасность, тянуть с ремонтом подвески не стоит.
Если есть возможность, время от времени не ленитесь проверять состояние резиновых чехлов, защищающих шарниры различных рычагов и тяг подвески и рулевой трапеции. Особенно если были сильные удары или наезды на “крутые” препятствия. При повреждении чехлов быстрый износ и выход из строя этих узлов неизбежен. Для проверки автомобиль ставят на яму или эстакаду или поднимают на подъемнике.
Автомобильный портал
Для чего нужна подвеска автомобиля? Неисправности в подвеске
От работы подвески автомобиля зависит безопасность движения, и в первую очередь от работы амортизаторов. Но и шарниры, и шаровые опоры играют не последнюю роль в обеспечении безопасности. В данной статье мы поговорим,Для чего нужна подвеска автомобиля?
Работа подвески заключается в преобразовании энергии удара при наезде на неровности дороги в перемещение упругого элемента. Упругий элемент уменьшает силу удара, передаваемую на кузов, и в результате плавность хода, а значит, и комфорт увеличиваются. Упругим элементом в современных автомобилях в большинстве случаев являются цилиндрические или конические пружины, но встречаются и рессоры (листовые элементы).Однако мало смягчить удар, надо еще и погасить колебания, которые создают упругие элементы, а вот этим уже занимаются амортизаторы. Не будь последних, автомобиль, наехав на неровность, еще долго бы раскачивался по вертикали, ухудшая связь (сцепление) колес с дорогой и создавая все предпосылки “улететь” с нее.
Но подвеска еще должна передавать толкающее усилие от колес на кузов или раму автомобиля и противодействовать боковым усилиям, возникающим в поворотах. Этим и занимаются штанги подвески в случае с пружинными упругими элементами или сами рессоры, если они есть.
Итак, основное назначение подвески автомобиля: она увеличивает комфорт (плавность хода), устойчивость в движении (способность противодействовать заносам и опрокидыванию) и проходимость машины. Все эти требования, как правило, входят в противоречие друг с другом, поэтому конструкторы вынуждены идти на компромиссы. Например, слишком мягкая подвеска ухудшает устойчивость, а слишком жесткая — снижает комфорт и уменьшает ресурс узлов.
Как определить неисправности в подвеске автомобиля?
В первую очередь надо научиться “слышать” работу подвески, то есть отличать ненормальные стуки (свидетельствующие о неисправности) от обычных. Нормально, когда при наезде на неровности слышны мягкие глухие звуки. Ненормально — если звуки резкие, металлические, они возникают в шарнирах, опорах или амортизаторах. При их появлении необходимо без промедления обращаться к мастерам автосервиса, которые определят изношенные узлы и заменят их. Помните, это ваша безопасность, тянуть с ремонтом подвески не стоит.При изношенных или неисправных амортизаторах кузов машины начинает раскачиваться на неровностях. Определить износ можно нажав на любой из передних углов кузова и резко отпустив его. Кузов должен вернуться в исходное положение и сразу остановиться. Более точно определить состояние амортизаторов смогут мастера на диагностическом стенде автосервиса. Опять же с ремонтом тянуть не стоит.
Если есть возможность, время от времени не ленитесь проверять состояние резиновых чехлов, защищающих шарниры различных рычагов и тяг подвески и рулевой трапеции. Особенно если были сильные удары или наезды на “крутые” препятствия. При повреждении чехлов быстрый износ и выход из строя этих узлов неизбежен. Для проверки автомобиль ставят на яму или эстакаду или поднимают на подъемнике.
В общем, учитесь слушать и слышать свой автомобиль, ведь во многом ваша безопасность зависит от этого умения. А как мы говорили в начале статьи, подвеска автомобиля служит не последнюю роль в обеспечении безопасности на дорогах.
Поделиться с друзьями:Статьи по теме:
Подвеска (украшение) — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Портрет французской принцессы Изабеллы Валуа, королевы Испании в платье, украшенном подвесками. 1605Подвеска — ювелирное украшение, подвешивающееся к чему-либо, в отличие от кулона, который вешается только на шею. Подвески носили как мужчины, так и женщины.
«Двенадцать алмазных подвесок» — один из сюжетообразующих предметов в романе Александра Дюма «Три мушкетёра».
Их можно видеть в огромном числе экранизаций этого романа, и ни в одном из них они не выглядят одинаково.
Согласно одной из версий, они представляли собой наконечники шнурков:
«В Средние века края одежды соединялись шнурками и застёжками; частично этот обычай сохранился и в описываемую нами эпоху. Подвески — это наконечники шнурков, изготовлявшиеся из золота или серебра и покрывавшиеся эмалью. Часто их украшали мелкими жемчужинами или камнями. В зависимости от того, завязывали шнурки бантом или продевали в дырочки, подвески были тройными, двойными или одинарными. Наибольшее распространение получила форма веретена» [1].
Что такое пружины подвески автомобиля. Особенности, для чего нужны и когда менять
ЧТО ТАКОЕ ПРУЖИНЫ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ. ОСОБЕННОСТИ, ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ И КОГДА МЕНЯТЬ
Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется пружинами подвески автомобиля, каков их принцип работы, для чего нужны элементы и как определить износ деталей. Кроме того, расскажем про то, стоит ли менять пружины при замене амортизаторов, из чего изготавливают, какую конструкцию со строением имеют компоненты подвески того или иного транспортного средства, а также, как грамотно эксплуатировать и обслуживать данные детали. В заключении поговорим о том, что влияет на ускоренный износ деталей подвески машины, может ли амортизатор функционировать без пружины и как правильно нужно осуществлять замену этих компонентов.
Итак, что называется пружинами подвески автомобиля? Автомобильной пружиной называется один из основных элементов подвески транспортного средства, которая выполняет функции по приему энергии от шасси и обеспечению упругости ходовой во время движения. Справочно заметим, что пружина не предназначена для гашения колебаний, эти функции в автомобиле выполняет амортизатор. Отметим, что в условиях плохого состояния дорог, поломкам в значительной степени становятся подвержены именно компоненты подвески и первыми элементами, которые принимают на себя весь удар являются пружины и амортизаторы. Поэтому крайне важно при эксплуатации автомобиля на систематической основе проверять пружины на исправность и механические повреждения.
ЧТО ТАКОЕ САЙЛЕНТБЛОК АВТОМОБИЛЯ
Стоит понимать, что пружины подвески транспортного средства выполняют очень важные задачи. Эти задачи заключаются в том, что шины автомобиля не способны поглощать все неровности и бороться с толчками на дороге, для этого предназначены специальные стальные энергоемкие детали, как пружины. В современных автомобилях зачастую устанавливаются витые цилиндрические пружины с довольно простыми конструктивными особенностями, но при этом с высокой степенью надежности. Данные элементы подвески крайне редко подвергаются поломкам, однако мы не должны забывать, что есть такой процесс, как усталость металла.
1. Особенности, конструкция, задачи и принцип действия пружин подвески
Пружина подвески конструктивно является очень простой, с совершенно открытым строением, без наличия в ней скрытых узлов и механизмов. Поэтому при подборе пружин для автомобиля, смотрят в первую очередь на ее параметры и свойства проволоки. Кроме того, немаловажными показателями той или иной пружины является количество витков, их плотность и общая длина всей детали. Именно эти параметры позволяют наиболее точно и правильно подобрать нужный тип пружины, который будет оптимально соответствовать характеристикам подвески автомобиля.
На сегодняшний день различают 3 основных критерия для правильного выбора пружин:
— По линейным показателям: при которой сила нагрузки пропорциональна деформации элемента. Данные критерии являются самыми простыми и наиболее популярными при подборе пружин;
— По прогрессивным показателям: при которой сила нагрузки постепенно нарастает на деталь и основной упор при вычислении параметров детали осуществляется на основе толщины, плотности и диаметра витков пружины;
— По дегрессивным показателям: при которых сила нагрузки на элемент смешанная.
Все мы знаем, что пружины всегда работают в паре амортизаторами и выполняют две главные функции единой задачи на двоих — обеспечивают плавность хода и улучшают управляемость автомобиля. Как мы отмечали ранее, пружина представляет из себя упругий элемент системы подвески автомобиля, которая принимает на себя толчки и удары при езде по дороге и обеспечивает их смягчение. Справочно заметим, что после наезда машиной на препятствие происходит отрывание колес от дороги, но автомобиль все равно остается управляемым, все это благодаря пружинам подвески.
Суть любой автомобильной пружины заключается в том, чтобы как можно быстрее вернуть на свое первоначальное место колесо после отскока и чем мягче будет элемент подвески, тем сильнее она сожмется, следовательно больше поглотит ударной энергии. Дело в том, что ударная энергия, которая воздействует на колесо очень медленно расходуется и колебания могут долго не проходить, при этом происходит еще подпитывание новыми толчками от дороги. Чтобы решить эту проблему на помощь пружинам приходят амортизаторы, задачей которых является гашение колебаний колес автомобиля. Происходит гашение колебаний с помощью преобразования толчков и направление их на кузов, а также детали подвески (рычаги, сайлентблоки).
Теперь мы знаем, что пружины не подавляют вибрации и не устраняют неровности от дороги, за это все отвечают амортизаторы. Пружины необходимы подвеске автомобиля для рассеивания или разделения воздействий от дороги, которые происходят на колеса машины. Что же такое рассеивание энергии? Это процесс, который направлен на преодоление определенных потерь в системе, с целью распределения механических воздействий на объект, которым в нашел случае выступают колеса машины.
Принцип работы пружины заключается в том, что в тот момент, когда колесо транспортного средства попадает на неровность, витки элемента подвески подвергаются сжатию. Кстати по аналогичному принципу функционируют рессоры с торсионами. Однако у рессоров есть небольшое отличие, которое заключается в том, что они являются упругими элементами и не подавляют толчков. Также отметим, что пружина не передает всю силу на кузов машины, за подавление энергии в большей степени отвечает амортизатор.
Дек может стоит полностью отказаться от упругих элементов в подвеске и устанавливать только детали для подавления энергии? К сожалению это сделать нельзя, так как амортизаторы сами не поднимаются вверх и не возвращаются в исходное положение, особенно под нагрузкой. Как мы знаем, амортизатор является более сложной деталью, чем пружина, следовательно менее надежной и долговечной. Кстати из-за сложности конструкции, амортизатор требует более частого обслуживания и замены на новый при ухудшении качества работы элемента.
2. Когда менять пружины подвески и стоит ли это делать вместе с амортизаторами
Оптимально функционировать подвеска может только при правильном взаимодействии ее элементов и конечно только в случае исправности деталей, а также полном выполнении своих функций амортизаторами с пружинами. В том момент, когда пружины обеспечивают удержание массы автомобиля, их работу или движение контролируют амортизаторы, поэтому данные компоненты полностью зависят друг от друга.
В том случае, если один из элементов функционирует не в должной степени, то он перекладывает свои функции на «соседа«. Например, если пружина сильно проседает, то происходит перегрузка работой амортизатора, который в свою очередь может из-за этого выйти из строя раньше времени. В том случае, если происходит наоборот, изношенный амортизатор не справляется со своими функциями, то он просто ограничивает возможности пружины, что приводит к раскачиванию машины во время движения.
Причины, в связи с которыми теряют свои качества амортизаторы в принципе ясны, из своего сложного устройства, а из-за чего могут терять свои свойства пружины?
На это влияет ряд факторов:
— Естественный износ или усталость металла детали;
— Повреждение поверхностного слоя детали из-за частой деформации, чрезмерной нагрузки и механического воздействия;
— Систематическая перегрузка детали и частое преодоление дорожных неровностей на скорости;
— Коррозия, а затем появление ржавчины металла, которая зачастую появляется от повышенной влажности или воздействия дорожных солевых реагентов.
Заметим, что от состояния пружин напрямую зависит эффективное удержание автомобиля на дорожном полотне, уровень негативного воздействия на амортизаторы с наконечниками, а также не слабое влияние оказывается на тормозные параметры транспортного средства. Как правило, довольно значительное влияние оказывают изношенные пружины на тормозную систему, так как просевшие детали не могут в необходимой степени нейтрализовать силу, которая возникает в процессе торможения машины.
Как рекомендуют специалисты по обслуживанию и ремонту транспортных средств, наиболее оптимально при обновлении амортизаторов производить также замену старых пружин на новые. Однако это не является дешевой процедурой. Сами по себе пружины стоят не дорого, не говоря об амортизаторах, однако нужно еще будет оплатить довольно трудоемкую работу специалистов, которая оценивается недешево. Исходя из отзывов многих автолюбителей, менять пружины с амортизаторами еще нужно потому, что определить состояние данных деталей, на примере усталости металла при помощи визуального осмотра просто невозможно.
Стоит понимать, что устанавливая новые амортизаторы, при этом не меняя старые пружины, которые при внешнем осмотре уже начинают ржаветь является ремонтом подвески наполовину. Такая установка обеспечит укорачивание срока службы амортизаторов, причем на значительный период времени. Если мы производим замену старых амортизаторов с пружинами на новые, то можно точно констатировать, что наша подвеска восстановиться до оригинального состояния. Кроме того, в дополнение наша часть затрат на обновление покроется за счет экономии на двойной оплате специалистам по ремонту, те есть не нужно будет дважды производить практически одинаковые работы.
Основные причины, по которым меняются пружины подвески автомобиля:
— При поломке пружины, которая зачастую происходит в самом верхнем или нижнем витке детали:
— При визуально установленной коррозии на поверхности детали;
— При повреждении металла детали, которая четко просматривается визуально;
— При снижении дорожного просвета машины;
— При неравномерном горизонте автомобиля, который отражается в разнице высоты передней и задней частей транспортного средства.
В том случае, если при осмотре и диагностике старых пружин не выявлено ничего плохого, то вполне допускается производить замену пружин при каждой 2-ой замене амортизаторов. Однако в том случае, если мы эксплуатируем автомобиль довольно часто без пассажиров и груза, то при замене амортизаторов, рекомендуется специалистами поменять правую и левую пружины местами. Нужно это для того, чтобы обновить постоянно нагруженную водительским весом левую пружину.
Видео обзор: «Что такое пружины подвески автомобиля. Особенности, для чего нужны и когда менять»
В заключении отметим, что пружины в паре с амортизаторами играют роль ключевых элементов подвески транспортного средства. Кроме того, стоит знать, что при плановой или внеплановой замене амортизаторов, то рекомендуется также менять пружины подвески на новые. В том случае, если состояние текущих пружин оптимальное, то их необходимо для обновления поменять местами, причем парами на ось, потому что в противном случае может возникать дисбаланс подвески, в связи с разным износом деталей, что однозначно отразится на управляемости машины.
БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ. ОСТАВЛЯЙТЕ СВОИ КОММЕНТАРИИ, ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.
ЖДЕМ ВАШИХ ОТЗЫВОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ.
Мягкость и жесткость подвески – что важнее для комфорта?
Практически каждый автовладелец уверен в том, что мягкая подвеска дает комфорт, а жесткая делает машину спортивнее и позволяет лучше держаться за дорогу. Но как и во многих других случаях, упрощение лишь вводит в заблуждение. Специалисты-подвесочники могут рассказать множество интересных примеров из практики, а мне придется ограничиться лишь кратким рассказом о том, почему жестче не всегда цепче, а мягче не всегда комфортнее. Работа подвесок машины вовсе не так проста, как кажется на первый взгляд. Они выполняют множество функций, которые не вполне очевидны. Я постараюсь кратко упомянуть об основных.
А вообще, о работе подвесок написано много книг, и большинство из них очень толстые. Я попробую лишь «по верхам» обозначить основные моменты, чтобы уложиться в формат познавательной статьи.
Почему без подвески не обойтись
Даже очень ровные дороги на самом деле имеют изгиб по многим направлениям, да и сама Земля мало похожа на бесконечную плоскость. И чтобы все четыре колеса касались поверхности, они должны иметь возможность перемещения вверх и вниз. При этом крайне желательно, чтобы беговая поверхность колеса прилегала к покрытию всей своей шириной при любом положении подвески. Так что машины, у которых подвески жесткие и короткоходные, практически обречены на плохое сцепление колес с дорогой, ведь всегда одно из колес будет разгружено.
Почему подвеска должна иметь ход сжатия
Для контакта всех колес с дорогой вовсе не обязательно, чтобы подвеска могла сжиматься, достаточно того, что колеса смогут двигаться только вниз. Но при движении машины в поворотах возникают боковые силы, которые стремятся наклонить авто. Если при этом одна сторона машины сможет приподниматься, а другая не сможет опуститься, центр тяжести авто сильно сместится в сторону загруженного колеса, что в свою очередь вызовет много негативных последствий.
В первую очередь еще большую разгрузку внутреннего по отношению поворота колеса и увеличение момента крена из-за перемещения центра тяжести вверх относительно центра крена подвески (о нем ниже). И, разумеется, если у колес нет хода сжатия, то даже маленькая неровность под одним из колес должна вызывать перемещение кузова, перемещение всех остальных колес вниз со всеми связанными затратами энергии на подъем и снижением сцепления колес. Что, мягко говоря, не слишком комфортно. А еще разрушительно для кузова и деталей подвески. В общем, подвеска должна быть сбалансированной, иметь ход сжатия и ход отбоя для нормальной работы.
Почему машина кренится в поворотах
Раз уж мы определились с тем, что подвеска у машины должна быть и имеет возможность перемещения вверх-вниз, то чисто геометрически образуется некая точка, центр, вокруг которой поворачивается кузов машины при крене. Эта точка называется центром крена машины.
А сумма сил инерции, воздействующих на машину в повороте, как раз приложены к ее центру масс. Если бы он совпадал с центром крена, то в повороте никакого крена бы не было, но он обычно расположен гораздо выше, и в результате образуется кренящий машину момент. И чем выше расположен центр крена, чем ниже центр тяжести, тем он меньше. На специальных гоночных конструкциях вроде машин Формулы 1 центр тяжести помещают ниже центра крена, и тогда машина может крениться в противоположную сторону, как катер на воде.
Собственно, расположение центра крена зависит от конструкции подвески. И автомобильные инженеры неплохо научились его «поднимать» повыше, изменяя конструкцию рычагов, что в теории могло бы избавить от кренов не только низкие спортивные авто, но и достаточно высокие. Проблема в том, что подвеска, сконструированная для обеспечения «неестественно задранного» центра крена, успешно борется с наклонами кузова, но при этом плохо справляется с основной задачей — демпфированием неровностей.
Почему подвеска должна быть мягкой
Достаточно очевидно, что чем мягче подвеска, тем меньше изменение положения кузова при наезде на неровность и при крене меньше распределяется нагрузка между различными колесами. А значит, и сцепление колес с дорогой при этом не ухудшается и не расходуется энергия на перемещения центра масс машины вверх-вниз. Что же, мы нашли идеальную формулу? Но, к сожалению, не все так просто.
Во-первых у подвесок ограничены ходы сжатия, и они должны быть согласованы с изменением нагрузки на ось при загрузке машины пассажирами и багажом, и с нагрузкой, возникающей при прохождении поворотов и неровностей. Слишком мягкая подвеска при повороте сожмется так сильно, что колеса с другой стороны оторвутся от земли. Так что подвеска должна не допустить исчерпания хода сжатия с одной стороны и вывешивания колеса с другой.
Получается, что слишком мягкой подвеске быть тоже плохо… Оптимальным вариантом является сравнительно небольшой диапазон «мягкости», после чего подвески становятся жесткими, но настроить такую конструкцию тем сложнее, чем выше разница между жесткой и мягкой ее частью.
При любом перераспределении нагрузки между колесами происходит ухудшение общего сцепления колес с дорогой. Дело в том, что догрузка одних колес не компенсирует все потери при разгрузке других. А в случае вывешивания разгруженных колес увеличение сцепления на догруженной стороне не компенсирует и половины потерь.
Помимо общего ухудшения сцепления, это еще и приводит к ухудшению управляемости. Борются с этим неприятным фактором, изменяя наклон плоскости качения колеса относительно дороги — так называемый развал. В результате конструктивных мероприятий, направленных на программирование изменения развала при крене машины удается компенсировать изменение сцепления колес при поперечных нагрузках в разумном диапазоне и тем самым сделать управление машиной проще.
Почему же приходится делать подвески жестче на спортивных машинах?
На управляемости машины крайне негативно сказываются любые изменения углов установки подвески при кренах машины и задержки в откликах на управляющие воздействия из-за смещения центра тяжести. А значит, приходится делать подвески жестче, чтобы в повороте крены уменьшались.
Крайним выходом является мощный стабилизатор поперечной устойчивости — торсион, который препятствует перемещению колеса одной оси относительно другого. Но это не самый лучший способ. Да, он улучшает ситуацию с изменением углов установки колес в повороте, но зато разгружает внутреннее, по отношению к повороту, колесо, и перегружает наружное. Немного лучше просто сделать подвеску жестче. Это больше сказывается на комфорте, но зато не так разгружает внутреннее колесо.
Немалое значение амортизаторов
Помимо упругих элементов, в подвеске машины присутствуют и газовые или жидкостные амортизаторы — элементы, ответственные за гашение колебаний подвески и вывода энергии, которую машина тратит на перемещения центра масс. С их помощью можно подправить все реакции подвески на сжатие и отбой, ведь амортизатор может обеспечить в динамике куда большую жесткость, чем пружина. При этом его жесткость, в отличие от пружин, будет очень разной в зависимости от хода подвески и скорости ее перемещения.
Разумеется, совсем мягкий амортизатор не сможет выполнять свою основную задачу — гашение колебаний, машина попросту будет раскачиваться после прохождения неровности. А установка очень жесткого будет создавать эффект, схожий с установкой очень жесткой пружины, которая не хочет сжиматься и тем самым увеличивает нагрузку на колесо и разгружает все остальные. Но тонкая настройка поможет уменьшить крены в поворотах и помочь пружинам, уменьшить клевки кузова при разгоне и торможении и при этом не мешать колесам проезжать мелкие неровности. И разумеется, не допускать «пробоя» подвесок при проезде жестких неровностей. В общем, воздействие на поведение машины они оказывают не меньшее, чем жесткость пружин.
Немного о комфорте и частотах колебаний
Понятно, что у машины без подвески комфорт был бы нулевой, ведь все мелкие неровности от дороги передавались бы прямо на ездоков. Бр-р. Но если подвеску сделать очень мягкой, то ситуация станет ненамного лучше — постоянная раскачка тоже крайне плохо сказывается на людях. Оказывается, человек плохо переносит колебания как с небольшой амплитудой и большой частотой от жесткой подвески, так и с большой амплитудой и с малой частотой от мягкой.
Для создания комфортных условий для пассажиров необходимо согласовать жесткость пружин, амортизаторов и покрышек так, чтобы на самых ходовых для этой машины покрытиях частоты колебаний пассажиров и уровень ускорений оставались в комфортных пределах.
Частота и амплитуда колебаний подвески важны еще и в другом аспекте — собственные частоты резонанса системы машина-подвеска-дорога не должны совпадать с возможными частотами управляющих воздействий и возмущений от дороги. Так что задача конструкторов заключается еще и в том, чтобы обойти опасные режимы как можно дальше, ведь в случае резонанса можно и машину перевернуть, и потерять управление, и просто поломать подвески.
Итак, какой должна быть подвеска?
Как это ни парадоксально, но чем мягче подвеска, тем лучше сцепление колес с дорогой. Но при этом она не должна допускать сильных кренов и изменения пятна контакта колес с дорогой. Чем хуже дороги, тем более мягкой должна быть подвеска для получения хорошего сцепления. Чем ниже коэффициент сцепления колес, тем мягче должна быть подвеска. Казалось бы, проблему может решить установка стабилизатора поперечной устойчивости, но нет, у него тоже есть свои негативные черты, он делает подвеску более «зависимой» и уменьшает ход подвески.
Так что настройка подвески остается делом для настоящих мастеров и всегда требует много времени на натурные испытания. Множество факторов затейливо переплетаются и, изменив один параметр, можно ухудшить и управляемость, и плавность хода. И не всегда жесткая подвеска делает машину быстрее, а мягкая — комфортнее. На управляемости сказывается и изменение жесткости передней и задней подвесок относительно друг друга и даже малейшее изменение характеристик жесткости амортизаторов. Надеюсь, эта статья поможет более тщательно относиться к выбору комплектующих для подвесок и предотвратит необдуманные эксперименты.
