Что такое балка передней подвески

Передняя подвеска описание типы основные функции неисправности фото видео

Подвеска любого современного автомобиля – это особый элемент, служащий переходным звеном между дорогой и кузовом. И сюда входят не только передние и задние мосты и колёса, но и целая совокупность механизмов, деталей, пружин и различных узлов.

Чтобы провести профессиональный ремонт, автомобилисту необходимо знать, из чего состоит подвеска автомобиля. В этом случае он сможет быстро обнаружить неисправность, провести замену детали или провести отладку.

Основные функции подвески

Подвеска любого современного автомобиля призвана выполнять несколько основных функций:

  1. Соединение мостов и колёс с основной несущей системой – рамой и кузовом.
  2. Передача крутящего момента от двигателя и основной несущей силы.
  3. Обеспечение необходимой плавности хода.
  4. Сглаживание дорожных неровностей.

Все производители работают над повышением эффективности, надёжности и прочности подвески, внедряя более продвинутые решения.

Типы подвесок

Рассмотрим наиболее распространенные типы подвесок автомобиля.

Подвеска зависимого типа

Самая старый тип подвесок, зависимая подвеска применяется и сегодня, а ее главной отличительной особенностью неизменно остается достаточно жесткая связь колесных осей посредством простой балки или картера моста. Изначально в качестве направляющих и упругих элементов применялись рессоры, но в современных автомобилях связующая колеса поперечина фиксируется двумя продольными рычагами и поперечной тягой, которая воспринимает боковые силы. Используется на задней оси переднеприводных бюджетных автомобилей, а также многих внедорожников.

Принято считать, что кроме невысокой стоимости, простоты использования преимуществами зависимая подвеска автомобиля не обладает – это совершенно не так. Ее плюсы – небольшой вес, если разговор идет о ведомой оси, достаточно высокий центр поперечного крена и самое главное – постоянство развала и колеи. Независимо от крена и раскачки на ровной дороге угол наклона колес к дорожной поверхности не изменяется, это значит, что в любых режимах машина имеет наилучшее сцепление с поверхностью. Хотелось бы сказать, что больше ни одна подвеска не может похвастаться подобными свойствами.

К сожалению, ситуация ухудшается на плохом дорожном покрытии – провал колеса в яму способствует изменению развала другого, а это уменьшает сцепные свойства. При движении прямо это не сильно ощутимо, но при повороте может привести к неожиданному заносу.

Также существуют значительные проблемы с управляемостью автомобиля. Разнонаправленный ход колес происходит с поворотом балки моста, что провоцирует плохую поворачиваемость и полное отсутствие стабильности на прямой. Также здесь тяга Панара дергает ось влево-вправо, что ухудшает ситуацию.

К счастью, это поправимо. Для того чтобы поперечина перестала разворачиваться, с каждой стороны вместо одного продольного рычага можно использовать два, расположенных по системе механизма Уатта. Устранить проблему осевых смещений поможет монтаж продольного рычага, удерживающего балку по центру вместо тяги Панара. Но на практике становится ясно, что такое изменение бессмысленно – конструкция заметно усложняется и требует больше места в высоту. А ведь главная область применения подвески зависимого типа – бюджетные автомобили.

Типичным представителем данной конструкции может быть задняя подвеска с винтовыми цилиндрическими пружинами в роли упругих элементов. В качестве примера можно рассмотреть конструкцию задних подвесок классических моделей «Жигули». Здесь с помощью двух винтовых пружин балка заднего моста «подвешивается», а также дополнительно прикрепляется к кузову автомобиля благодаря четырем продольным рычагам. Вдобавок к этому для увеличения плавности хода, повышения управляемости и уменьшения крена кузова при поворотах монтируется реактивная поперечная штанга.

Независимая подвеска

Имеет независимую связь между колёсами и более сложную конструкцию. Примером служит подвеска на продольных рычагах. Колесо присоединяется к рычагу и крепится шарнирами к кузову. При этом довольно прочный продольный рычаг с широкой опорной базой обуславливает чёткую параллельность колёс. Втулки уменьшают удары, наклоны на поворотах происходят одновременно с кузовом, центр крена располагается вровень с дорогой. Автомобиль стабильно управляем на прямой дороге, но при повороте скорость надо занижать.

Торсионно-рычажная

Такая полузависимая подвеска объединяет предыдущие две. Торсион применяется в такой подвеске в качестве элемента упругости. С одной стороны торсион закреплён на раме, с другой — на движущем элементе. Торсионная балка работает под давлением от скручивания. Сечение торсиона может быть квадратным или круглым. Такая подвеска привлекает компактностью и удачно используется в небольших автомобилях, хотя в этом случае центр крена находится ниже, чем при использовании зависимой подвески. При такой подвеске колесо более наклоняется к внешнему повороту.

Читайте также:  Схема передней подвески шевроле лачетти седан

Макферсон

Распространенный тип ходовой. Другие названия — «подвеска Чемпена» и «качающаяся свеча». Так как моторные отсеки относительно небольшие, небольшие размеры дают макферсону преимущество. Макферсон применяется и на передних, и на задних колёсах. Изготовление его дешево, он компактен, обладает большим расстоянием между опорными узлами (это снижает силы там, где крепится кузов). Минусы этого устройства. Развал меняется, если большой ход, присутствуют дорожные шумы, возникает трение между штоком и направляющей. Конструкция больше подходит для хороших дорог, потому что на брызговик крыла и кузов происходит передача усилия, и это особенно заметно на кочках.

Двухрычажная

Еще в 30-е годы такая подвеска применялась на спортивных автомобилях. Два поперечных рычага крепятся к кузову или подрамнику. При такой конструкции комфортно регулировать угол наклона рычага, определяя высоту крена, менять развал и колею. Колёса имеют возможность быть независимо вертикальными при преодолении неровностей. Недостатком является, пожалуй, большое количество элементов.

Многорычажная

Эта подвеска унаследовала лучшие качества двухрычажной предшественницы: плавность автомобиля и лёгкость в управлении. В легковой машине многорычажная подвеска располагается на задней оси. Модели Audi используют многорычажный механизм на передней оси. Чаще всего такая технология применяется в дорогих моделях. Дороговизна изготовления перекрывается отсутствием шума и удобством управления. Являясь следующей ступенькой развития после двухрычажной, такая подвеска имеет в устройстве не менее четырёх рычагов, что обеспечивает независимость продольной и поперечной регулировки. Механизм состоит из подрамника, поперечного, продольного рычага, ступичной опоры, амортизатора, пружины и стабилизатора поперечной устойчивости. Недостатком считается не самая лучшая фильтрация неровностей и сложность конструкции.

Неисправности передней подвески

Причины стука в подвеске

Стук в подвске может быть вызван разными причинами, среди которых можо выделить следующие: возможно ослаблено крепление скоб крепления штанги стабилизатора поперечной устойчивости, или её крепления к рычагу подвески, возможно износились резиновые подушки стабилизатора и их нужно заменить, возможен износ резинового основания верхней опоры амортизатора, возможен износ шаровых шарниров, возможен износ подшипника ступицы, или ослаблена гайка его крепления, бывает что ломается амортизаторная пружина, возможно биение из-за не отбалансированных колёс.

Работа подвески автомобиля

Разобрав принцип работы подвески автомобиля, рассмотрим ее элементы отдельно и подробнее.

Гасящим элементом в подвеске автомобиля является амортизатор. Это — трубка, в которой находится жидкость, поршень ( см. работа поршня ) , входящий в трубку и пружина, расположенная на поршне. Чтобы нагляднее понять принцип работы амортизатора, вспомните обыкновенный велосипедный насос. Если перекрыть подачу воздуха ему и попытаться его прокачать – вы ощутите сопротивление воздуха, и ручка насоса после надавливания будет возвращаться обратно. Примерно то же происходит с амортизатором. При резком ударе (наезде на неровность) пружина сжимается, смягчая резкую нагрузку, делая ее более плавной, а жидкость в трубке, перетекая из одной полости в полость с поршнем эту нагрузку (колебание) полностью гасит. Для примера: каждый хоть раз видел, как хозяин любой машины пытался резко надавить на один из краев кузова и тут же отпускал его. Это элементарная проверка работы амортизатора. Если автомобиль после этой процедуры качнется 1-2 раза – амортизатор исправен, если больше – надо искать неисправность, так как амортизатор не гасит колебания пружины.

Направляющим элементом служит рычажно-шарнирные соединения. То есть это — несколько рычагов, имеющих как жесткое, так и шарнирное соединение, которые своей работой «заставляют» перемещаться колесо при колебаниях в нужном направлении, о чем мы упомянули ранее. Для примера можно взять ладонь человека. Пальцы – это и есть рычаги, а места сгибов – это шарниры. И если пальцы можно сжать в кулак, то выгнуть их фаланги наоборот или в сторону уже нельзя. Вот примерно по такому принципу и работает направляющий элемент.

Ну и наконец, упругий элемент. В зависимости от вида транспортного средства эти элементы имеют индивидуальные конструкции, основные виды которых представлены на рисунке ниже.

Так, у большегрузных машин, где нагрузка на оси довольно велика, применяют рессоры. Это вогнутые железные пластины, которые центром крепятся к креплению колеса, а краями – к раме автомобиля. За счет своей упругости они при прогибании все равно возвращаются в исходное положение, ослабляя резкую нагрузку на колесо. Количество и толщина пластин зависит от максимально возможной массы автомобиля с перевозимым грузом.

Читайте также:  Рычаг верхней подвески газ 3110

Про пружины мы уже говорили, когда рассматривали амортизатор. Разница в том, что у тяжелых машин пружины более мощные, и они крепятся рядом с амортизатором.

Ну и еще один тип упругого элемента – это пневмобаллон. Это — полость, накачанная воздухом, давление которого регулируется компрессором. Его работа основана на принципе любого мяча, который можно накачать до предела, а можно приспустить, чтобы он был мягче. Такой вариант применяется для большегрузных автомобилей, перевозящих различные грузы. Например, сегодня он везет крупногабаритный груз весом в 1 тонну, а завтра уже другой, массой в 10 тонн. Соответственно, и нагрузка на упругие элементы будет различаться в 10 раз. Вот чтобы не было таких перепадов, и применяют пневмобаллоны с регулированием давления воздуха.

Это только типичные варианты подвески, с которыми мы ознакомились. Современные конструкторы и инженеры придумывают еще более совершенные варианты, которые мы опустим. Поэтому переходим к заключительному элементу ходовой части, которое уже не раз упоминалось – это колеса.

BMW E36 — передняя подвеска

Источник

Балка передней подвески ГАЗ

Подвеска автомашины ГАЗ представляет собой сложную конструкцию, основная задача которой — обеспечить надежную и упругую связь между кузовом, колесами и дорогой. Структурным компонентом любой подвески выступает поперечная балка (называемая также мостом). Модельный ряд ГАЗ богат машинами как легкового, так грузового класса. На автомобилях разного класса тип передней подвески существенно различается. В зависимости от него, балка имеет специфическое строение.

Общие сведения о строении передней подвески автомобиля. Подвеска ГАЗа

Любая подвеска включает в себя стандартные части:

— Упругий элемент;
— Направляющий элемент;
— Устройство погашения кинетической энергии;
— Элементы крепления;
— Колесная опора;
— Стабилизатор поперечной устойчивости.

Упругий элемент обеспечивает прямую связь между колесами и кузовом за счет передачи кинетического потенциала. Элемент представлен либо металлической пружиной круглого сечения с диаметром около 15 мм (устанавливается на легковые автомобили ГАЗ, за исключением ГАЗ-3102), либо листовой дугообразной рессорой (входит в систему подвески большегрузных моделей ГАЗ, к примеру, 3307 и др.), либо пневматической рессорой (для малогрузных автомобилей ГАЗ: фургонов, микроавтобусов, шасси).

Устройство погашения кинетической энергии (амортизатор) выступает противодействующим к упругому элементу. Его задача — снизить амплитуду колебаний кузова, поглотив излишки кинетической энергии от рессоры (автомашины ГАЗ оборудуются как однотрубными (ГАЗ-2705), так и двухтрубными (ГАЗ-3306, 3307, 3309 и др.) амортизаторами).

Стабилизатор перераспределяет вес между колесами автомобиля, придавая машине устойчивость.

Колесная опора передает нагрузку от колеса другим компонентам системы.

Направляющий элемент является центральным в системе передней подвески. Представляет собой металлическую балку-перемычку. В зависимости от модели автомобиля, может быть полой, либо литой и иметь различный форм-фактор.

По типу направляющего элемента подвески делятся на зависимые и независимые. И в том, и в другом случае балка как структурный компонент передней подвески присутствует. Различие только в степени самостоятельности колесной пары. Поскольку ряд машин ГАЗ включает в себя самые разные модели, встречаются оба вида систем.

Типы балок передней подвески ГАЗ

На автомобили ГАЗ устанавливается четыре типа балок (мостов): неразъемные, ведущие, управляемые, комбинированные.

Малогрузные модели

На малогрузных автомобилях ГАЗ (шасси, фургон, микроавтобус) ставится зависимая подвеска. Поскольку большая часть таких автомашин (к примеру, известный всем ГАЗ-3302 «Газель и многие другие) имеют задний либо полный привод, балка передней подвески относится к управляемому, либо комбинированному типу.

Управляемый мост (балка): цельная металлическая 4-6 см деталь квадратного сечения из высокоуглеродистой стали и служит опорой всей конструкции. К балке шарнирами крепятся поворотные цапфы, а также компоненты соединения.

Комбинированный мост (балка) оборудуется на модели ГАЗ с полным приводом. Представляет собой плоскую металлическую основу 3-4 см в толщину, к которой крепится шаровая опора. К пальцам шаровой опоры подсоединяются поворотные цапфы.

Большегрузные модели

Подвеска зависимая. На большегрузных автомобилях ГАЗ (3307, 3309, 3310 и др.) балка либо ведущая, либо неразъемная.

Неразъемная балка обладает крайне высоким запасом прочности, поскольку изготавливается из толстой стали либо чугуна. Представляет собой массивную литую деталь прямоугольного сечения с двумя полуосевыми рукавами. Внутри рукавов располагаются стальные трубы, которые заканчиваются ступицами колес.

Ведущий мост (балка). Встречается реже (в качестве примера — ГАЗ-53А). Конструкция — полая металлическая балка. На концах подшипниками крепятся ступицы колес. Внутреннее строение: полуоси, дифференциал и главная пара.

Легковые автомобили

Подавляющее большинство подвесок легковых моделей ГАЗ («Чайка», «Волга», «Победа», в том числе модели нового образца, вроде Волги Сайбер) оборудованы независимой подвеской. Опорный компонент представлен плоской разрезной цельнометаллической балкой-пластиной неправильной формы из легированной стали порядка 5 см толщиной. В этом случае деталь не имеет соединения в центральной части и делится на два фрагмента, каждый из которых обеспечивает управление движения (поворотов) одного колеса.

Читайте также:  Деревянная подвеска ангел декупаж

Функции балки передней подвески ГАЗ

Интегрирующая функция. Данный функциональный компонент, с одной стороны, выступает связующим звеном для всех остальных элементов подвески и физически их объединяет, а с другой — соединяет систему с несущей конструкцией: кузовом. Тем самым интегрирует как сами части подвески, так и её саму с трансмиссией и всем автомобилем.

Функция передачи. Деталь выступает в качестве перемычки, обеспечивающей передачу возникающих при движении автомобиля сил в обе стороны: деталь поддерживает компоненты трансмиссии (дифференциал, а также полуоси) и способствует переходу крутящего момента от двигателя к колесам. В то же самое время, силы и моменты, которые образуются при взаимодействии колес с дорогой, от колесных опор передаются балке и далее распространяются на всю несущую конструкцию. Тем самым совершается минимум работы и энергия не тратится на бесполезные, либо вредные действия, но достигается высокий эффект и 80% совершенной работы используется для ускорения.

Функция защиты. Опорная балка передней подвески структурно располагается чуть выше уровня колес и при любом типе конструкции (обжимающая полая, либо свободная, при которой остальные механизмы располагаются над металлической деталью) обеспечивает надежную защиту хрупких конструкций подвески от механического воздействия.

Функция управления. При зависимом строении подвески, данная деталь напрямую соединена с рулевым механизмом и способствует скоординированному повороту колесной пары в поперечной плоскости при рулевой команде. Балка разрезного типа имеет то же значение, с той лишь разницей, что колеса не имеют прочного соединения друг с другом и функционируют самостоятельно.

И в том, и в другом случае балка делает возможным само управление движением автомобиля. Повороты без неё были бы неосуществимы.

Функция опоры. Балка поддерживает кузов и все остальные компоненты подвески.

Требования к балке передней подвески

Из всех структурных компонентов передней подвески ГАЗ, на балку производится самая большая прямая физическая нагрузка. При отсутствии движения на неё действуют сразу две противоположные по вектору силы. Первая — сила тяжести, обусловленная весом кузова (рамы), которая передается через рессорное соединение (вертикально вниз) балке и колесам. Вторая — сила упругости, которая возникает в качестве противодействующей силе тяжести в колесах и передается от колесной пары к опорам и затем самой балке (вертикально вверх).

Таким образом, даже в состоянии покоя на этот элемент оказывается огромная нагрузка.

При движении вертикальная нагрузка увеличивается ещё больше за счет неровностей дороги.

Помимо вертикально-ориентированных сил, на этот конструктивный компонент оказывает воздействие и центробежная сила (ориентированная горизонтально в противоположном от движения направлении). Особенно значителен её модуль в момент поворотов, поскольку нагрузка распределяется на балку неравномерно: чем выше скорость во время поворота, тем выше инерция, действующая на машину и тем большая работа должна быть проделана для обеспечения максимального сцепления с дорогой.

Учитывая вес и конструкцию автомобилей ГАЗ, указанные особенности ещё более актуальны.

Это означает, что к балке передней подвески при производстве должны предъявляться повышенные требования.

Универсальность. Поскольку на деталь действуют сразу несколько разнонаправленных сил (сила тяжести, упругости и центробежная сила), она должна быть достаточно прочной, чтобы противостоять сжатию, но в то же время и пластичной, чтобы выдержать растяжение. Необходимо учитывать и специфику автомобиля ГАЗ. Поэтому для разных машин балка передней подвески производится из неодинаковых материалов.

Тяжеловесные ГАЗы при большей массе относительно слабо подвержены центробежному влиянию, зато на деталь оказывается куда большее сжатие. По этой причине ставка при изготовлении компонента делается на большую жесткость в ущерб пластичности и гибкости. Применяется легированная сталь, чугун.

Для детали подвески легковых моделей ГАЗ, напротив, требуется большая пластичность, за счет более значительной максимальной скорости передвижения (применяется низко- и среднелегированная сталь).

Наконец, малогрузные автомобили имеют показатели обоих качеств на среднем уровне, и балка изготавливается из композитного материала.

Износостойкость. Балка передней подвески ГАЗ постоянно находится в неблагоприятных условиях из-за контакта с агрессивной дорожной средой. Оседая, частицы топлива, смазки, химические реагенты вызывают коррозию и постепенное разрушение структуры и целостности детали.

Таким образом, балка передней подвески может отличаться по структуре, либо материалу изготовления. И то, и другое зависит от общей массы автомобиля ГАЗ, его класса, стоящих перед ним задач. Вне зависимости от этого, она выполняет функции, дающие возможность перемещаться автомобилю и обеспечивающие безопасное, комфортное движение.

Источник

Поделиться с друзьями