Ходовая часть автомобиля, узлы и механизмы

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска характеризуется зависимостью перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса.

Передача сил и моментов от колес на кузов при такой подвеске может осуществляться непосредственно металлическими упругими элементами – рессорами, пружинами или с помощью штанг – штанговая подвеска.

Металлические упругие элементы имеют линейную упругую характеристику и изготавливаются из специальных сталей, обладающих высокой прочностью при больших деформациях.  К таким упругим элементам относятся листовые рессоры, торсионы и пружины.

Листовые рессоры на современных легковых автомобилях практически не применяются, за исключением некоторых моделей автомобилей многоцелевого назначения. Можно отметить модели легковых автомобилей, выпускавшиеся ранее с листовыми рессорами в подвеске, которые продолжают эксплуатироваться и в настоящее время. Продольные листовые рессоры устанавливались в основном в зависимой подвеске колес и выполняли функцию упругого и направляющего устройства.

На легковых автомобилях и грузовых или микроавтобусах применяются рессоры без подрессорников, на грузовых автомобилях – с подрессорниками.

Пружины как упругие элементы применяются в подвеске многих легковых автомобилей. В передней и задней подвесках, выпускаемых различными фирмами большинства легковых автомобилей  применяются винтовые ци­линдрические пружины с постоянными сечением прутка и шагом навивки. Такая пружина имеет линейную упругую характеристику, а необходимые характеристики обеспечиваются дополнительными упругими элементами из полиуретанового эластомера и резиновыми буферами отбоя.

На легковых автомобилях Российского производства в подвесках применяют цилиндрические винтовые пружины с постоянными сечением прутка и шагом в сочетании с резиновыми отбойными буферами. На автомобилях производителей других стран, например, БМВ 3-й серии в задней подвеске устанавливают бочкообраз­ную (фасонную) пружину с прогрессивной харак­теристикой, достигаемой за счет формы пружины и применения прутка переменного сечения.

На ряде автомобилей для обеспечения прогрес­сивной характеристики применяется комбинация цилиндрических и фасон­ных пружин с переменной толщиной прутка. Фасонные пружины имеют прогрессивную упругую характеристику и называются «миниблоками» за небольшие размеры по высоте. Такие фасонные пружины применяют, например  в задней подвеске автомобилей «Фольксваген», «Ауди», «Опель» и др. Фасонные пружины имеют различные диаметры в средней части пружины и по краям, а пружины «миниблок» имеют и различный шаг навивки.

Торсионы, как правило, круглого сечения применяются на автомобилях в качестве упругого элемента и стаби­лизатора.

Упругий крутящий момент передается торсионом через шлицевые или четырехгранные головки, распо­ложенные на его концах. Торсионы на автомобиле могут быть установлены в продольном или поперечном направлении. К недостаткам торсионов следует отнести их большую длину, необходимую для создания требуемых жесткости и рабочего хода подвески, а также высокую соосность шлицов на концах торсиона. Однако следует отметить, что торсионы имеют небольшую массу и хорошую компактность, что позволяет успешно применять их на легковых автомобилях среднего и высокого классов.

Зависимая подвеска

Зависимая подвеска характеризуется зависимостью перемещения одного колеса моста от перемещения другого колеса.

Передача сил и моментов от колес на кузов при такой подвеске может осуществляться непосредственно металлическими упругими элементами – рессорами, пружинами или с помощью штанг – штанговая подвеска.

Металлические упругие элементы имеют линейную упругую характеристику и изготавливаются из специальных сталей, обладающих высокой прочностью при больших деформациях. К таким упругим элементам относятся листовые рессоры, торсионы и пружины.

Листовые рессоры на современных легковых автомобилях практически не применяются, за исключением некоторых моделей автомобилей многоцелевого назначения. Можно отметить модели легковых автомобилей, выпускавшиеся ранее с листовыми рессорами в подвеске, которые продолжают эксплуатироваться и в настоящее время. Продольные листовые рессоры устанавливались в основном в зависимой подвеске колес и выполняли функцию упругого и направляющего устройства.

На легковых автомобилях и грузовых или микроавтобусах применяются рессоры без подрессорников, на грузовых автомобилях – с подрессорниками.

Пружины как упругие элементы применяются в подвеске многих легковых автомобилей. В передней и задней подвесках, выпускаемых различными фирмами большинства легковых автомобилей применяются винтовые ци­линдрические пружины с постоянными сечением прутка и шагом навивки. Такая пружина имеет линейную упругую характеристику, а необходимые характеристики обеспечиваются дополнительными упругими элементами из полиуретанового эластомера и резиновыми буферами отбоя.

На легковых автомобилях Российского производства в подвесках применяют цилиндрические винтовые пружины с постоянными сечением прутка и шагом в сочетании с резиновыми отбойными буферами. На автомобилях производителей других стран, например, БМВ 3-й серии в задней подвеске устанавливают бочкообраз­ную (фасонную) пружину с прогрессивной харак­теристикой, достигаемой за счет формы пружины и применения прутка переменного сечения.

На ряде автомобилей для обеспечения прогрес­сивной характеристики применяется комбинация цилиндрических и фасон­ных пружин с переменной толщиной прутка. Фасонные пружины имеют прогрессивную упругую характеристику и называются «миниблоками» за небольшие размеры по высоте. Такие фасонные пружины применяют, например в задней подвеске автомобилей «Фольксваген», «Ауди», «Опель» и др. Фасонные пружины имеют различные диаметры в средней части пружины и по краям, а пружины «миниблок» имеют и различный шаг навивки.

Торсионы, как правило, круглого сечения применяются на автомобилях в качестве упругого элемента и стаби­лизатора.

Упругий крутящий момент передается торсионом через шлицевые или четырехгранные головки, распо­ложенные на его концах. Торсионы на автомобиле могут быть установлены в продольном или поперечном направлении. К недостаткам торсионов следует отнести их большую длину, необходимую для создания требуемых жесткости и рабочего хода подвески, а также высокую соосность шлицов на концах торсиона. Однако следует отметить, что торсионы имеют небольшую массу и хорошую компактность, что позволяет успешно применять их на легковых автомобилях среднего и высокого классов.

История появления

В средние века люди перемещались, в основном, на лошадях. Со временем появились кареты, в которых ездили представители знати. Транспорт был некомфортабельным, поскольку оси колес были прикреплены прямо к корпусу. Во время езды каждая кочка «передавалась» пассажирам. Чтобы не ощущать ухабы так сильно, на скамью подкладывали подушки. Но полностью проблема от этого не исчезла.

Именно поэтому изобретатели предприняли попытки сделать поездки более комфортными. Для этого было решено придумать некую «прослойку», которая бы лежала между кузовом и колесами транспорта. Этой деталью выступили эллиптические рессоры. Прошло еще немного времени, и данный элемент начали внедрять в конструкцию автомобилей. Теперь рессоры стали полуэллиптические, но выяснилось, что они не очень удобны. Почему?

Дело в том, что рессоры устанавливали поперечно. Управлять машиной водителю было сложно даже на минимальных скоростях. После этого деталь начали ставить продольно на каждое из колес. Эти события повлекли за собой разработку и усовершенствование подвески. Сегодня устройство подвески авто включает в себя различные типы.

Отличия зависимой и независимой подвески

В независимой подвеске нет связей между колёсами, каждое может перемещаться только в рамках, задаваемых её направляющим аппаратом.

При этом она устроена значительно сложнее, поскольку у этого аппарата нет общих частей для левой и правой сторон, а значит многое приходится дублировать. Но для легковых автомобилей это не так существенно, им не требуется большой запас прочности, а значит детали могут иметь малые размеры и массу.

Что же касается джипов, то там споры по поводу желательности той или иной схемы идут постоянно. И касается это в основном вопросов обеспечения клиренса. У зависимой подвески он всегда постоянен под балкой и не зависит от ходов колёс. Меняется только просвет под днищем или рамой.

Независимая же позволяет обеспечивать не меньшую его величину, но при этом клиренс будет меняться при сжатии или разгрузке пружин. Что лучше – вопрос спорный. К тому же считается, что неразрезные мосты более прочны и выносливы, особенно при неизбежных контактах с поверхностью в глубоких колеях.

Чем отличаются мягкая и жесткая подвески

Подвески разного уровня жесткости отличаются комфортом, маневренностью и безопасностью во время езды.

На что влияет жесткость подвески

Показатель влияет на управляемость автомобиля. Чем подвеска жестче, тем водителю проще контролировать машину на любой скорости.

Renault MX адаптируемая подвеска

От коэффициента жесткости зависят сила сцепления шины с трассой и угол наклона автомобильного кузова на поворотах. Благодаря этому механизму машина не переворачивается во время резких маневров.

Но слишком жесткие пружины тоже негативно влияют на качество езды на неровных дорогах. Ухудшается управляемость, повышается риск улететь в кювет на повороте.

Подвеска на продольных и поперечных рычагах

Это одна из видов подвески МакФерсон, она сложная по устройству и поэтому редко где встречается. Чтобы разгрузить брызговик крыла, пружины были расположены вдоль машины горизонтально. Чтобы усилие от амортизатора передать пружине, пришлось сделать дополнительный рычаг, который качается в вертикальной продольной плоскости. Один из концов рычага шарнирно соединен с верхней частью стойки амортизатора, а другой конец дополнительного рычага шарнирно соединен с перегородкой салона и моторного отсека. В центре рычага имеется упор под пружину. Эта подвеска встречается на некоторых моделях Rover. Она не обладает каким-то преимуществами перед другими видами подвесок, т. к. у нее целый ряд недостатков: технологически сложная, много шарнирных соединений и громоздкость.

Устройство узла

Теперь перейдем к тому, что входит в ходовую часть автомобиля. Этот агрегат образован несколькими механизмами и элементами. При этом каждой составляющей отводится своя роль. Но все вместе преследуют единую цель — свести к минимуму (насколько это возможно) колебания, тряску, включая остальные негативные воздействия при движении транспортного средства. А ведь не всегда дорога идеально ровная.

Самому водителю нет необходимости в точности знать устройство и принцип работы всей «подвески», а также постигать азы ремонтного дела. Однако в случае чего эти знания позволят самостоятельно устранить некоторые поломки. Присутствуют некоторые моменты, где водитель способен справиться своими силами. А вот сложные проблемы лучше поручить мастерам, поскольку здесь требуются соответствующие навыки, которые найдутся далеко не у каждого автолюбителя.

Теперь пора узнать, как устроена ходовая часть автомобиля и какие детали присутствуют в этом агрегате.

Остов

Это основа всего узла, к которому крепятся все остальные детали. При этом это может быть несущий кузов или же рама. И чем прочнее материал, из которого изготавливается основа, тем лучше транспорт переносит условия бездорожья. Все остальное обычно закрывается профильным листом, который стоек к развитию коррозионного процесса.

Подвеска

Устройство включает как переднюю, так и заднюю подвеску со своими элементами. Она призвана для смягчения неровностей, а также гашения колебаний. Без них уж точно не обойтись при наездах на неровности дорожного полотна. Это достигается благодаря жесткому соединению кузова (или рамы) с другими деталями, включая колеса.

Как раз этот агрегат отвечает за необходимый уровень комфорта при движении машины. Благодаря ему водитель и пассажиры не ощущают сильных толчков от неровностей дороги, как скажем, если сравнивать с поездкой в телеге, запряженной лошадиной силой. Существует два типа подвески:

Зависимый тип обычно характерен для задней подвески, тогда как независимая конструкция — это уже прерогатива передней. Что касается срока службы, то у подвески он немалый. Но опять-таки продолжительность работы подвески в каждом конкретном случае во многом зависит от характера эксплуатации. То есть манеры езды, периодичности проверки и технического обслуживания ходовой части автомобиля, включая остальные факторы.

У этого узла, а обычно их несколько, не одна роль:

• Во-первых, отвечает за соединение двух колес.
• Во-вторых, выполняет опорную функцию основанию машины.
• В-третьих, удерживает вес машины.

Как можно заметить, мосты выполняют важные задачи и подвергаются значительной нагрузке. Поэтому для их изготовления используется только прочный материал. Также эти они должны проходить соответствующую обработку, чтобы противостоять воздействию агрессивных внешних условий. В особенности речь идет о коррозии. Это основополагающий фактор появления основных неисправностей ходовой части.

Крепиться мосты могут непосредственно к рамной конструкции, что актуально в отношении грузового транспорта. Другой вариант — к кузову, что подходит большинству легковушек.

Колеса

Они воспринимают все неровности дорожного полотна и первыми страдают от любой попавшейся кочки, ямы или возвышенности

Чем бережнее водитель будет относиться к своему железному коню с должным вниманием, избегая грубого обращения с ним, тем дольше будут служить детали подвески, включая колеса

Дополнительные элементы

Помимо всего перечисленного выше «подвеска» включает другие необходимые составляющие, без которых она бы также не функционировала бы. Речь идет о следующих деталях, узлах и механизмах:

• амортизаторы;
• рычаги;
• шаровые опоры;
• тормозные узлы;
• пружины;
• сайлентблоки;
• пыльники.

Все эти элементы также выполняют сугубо свои обязанности. Большинство возможных неисправностей ходовой части автомобиля обусловлено как раз ими. При этом некоторые из этих деталей заслуженно удостаиваются звания расходного материала, поскольку спустя определенное время подлежат обязательной замене, дабы агрегат работал исправно и как можно дольше.

Назначение, основные составляющие

Подвеска в автомобиле выполняет ряд важнейших функций:

• Обеспечивает упругое крепление колес к кузову (что позволяет им перемещаться относительно несущей части);
• Гасит колебания, получаемые колесами от дороги (тем самым достигается плавность хода авто);
• Обеспечивает постоянный контакт колеса с дорожным полотном (сказывается на управляемости и устойчивости);

С момента появления первого авто и по наше время было разработано несколько видов этой составляющей ходовой части. Но при этом создать идеальное решение, которое устраивало бы по всем параметрам и показателям так и не удалось. Поэтому из всех существующих типов подвесок автомобиля выделить какую-то одну невозможно. Ведь в каждой из них имеются свои положительные и отрицательные стороны, которые и предопределяют их использование.

В целом любая подвеска включает в себя три основных составляющих, каждая из которых выполняет свои функции:

1. Упругие элементы.
2. Демпфирующие.
3. Направляющие системы.

В задачу упругих элементов входит восприятие всех ударных нагрузок и плавная передача их на кузов. Дополнительно обеспечивают постоянный контакт колеса с дорогой. К этим элементам относятся пружины, торсионы, рессоры. Ввиду того, что последний тип – рессоры, практически сейчас не используются, далее рассматривать подвеску, в которой они использовались – не будем.

Наибольшее распространение в качестве упругих элементов получили витые пружины. На грузовых же авто нередко используется еще один вид – пневмоподушки.

Демпфирующие элементы используются в конструкции для гашения колебаний упругих элементов путем их поглощения и рассеивания, что предотвращает раскачивание кузова во время работы подвески. Эту задачу выполняют амортизаторы.

Направляющие системы связывают колесо с несущей частью, обеспечивают возможность перемещения по требуемой траектории, при этом с удержанием его в заданном положении относительно кузова. К этим элементам относятся всевозможные рычаги, тяги, балки, и все остальные компоненты, принимающие участие создании подвижных соединений (сайлент-блоки, шаровые опоры, втулки и т. д.).

Что входит в диагностику ходовой части автомобиля

Диагностика ходовой части не ограничивается проверкой подвески. Также проверяется состояние шин и дисков, тормозных колодок и дисков, всех рычагов и подшипников. Мастера осматривают их визуально, проверяют специальными инструментами, проводится диагностика подвески на вибростенде.

Шины и диски

Мастер обязательно осматривает визуальное состояние колес. Шины должны быть изношены равномерно. Перекосы в износе говорят о неправильном сход-развале. Давление должно быть нормальным. На дисках не должно быть механических повреждений.

Если на диске или шине образовались трещины, грыжи или помятости, то их восстановить невозможно, нужно менять. Если давление слишком низкое, то мастер подкачивает шины, при необходимости осматривает их на наличие утечки воздуха.

Ступичные подшипники

Ступичные подшипники крепят колеса к поворотному кулаку. Они достаточно быстро изнашиваются, так как принимают на себя большие нагрузки.

Диагностику этого подшипника проводят вручную. Для этого домкратят авто и пытаются раскачать колесо. Одной рукой берутся за верхнюю часть, а другой за нижнюю. Если имеется люфт при движении вверх-вниз, это говорит об износе ступичного подшипника.

Тормозная система

Проверяются все элементы: уровень жидкости, трубки и шланги, колодки, диски, барабаны. Если имеются подтеки жидкости, то ищут причину и устраняют ее. При осмотре колодок и дисков оценивают их износ. Если они выработали ресурс, то заменяют на новые детали. Если ресурс не выработан, сообщают дату замены.

О неисправностях тормозов говорят скрипы и шумы при торможении, проваливание педали тормоза, увеличение тормозного пути, утечка тормозной жидкости. За этим нужно внимательно следить и своевременно обращаться за диагностикой и ремонтом системы.

Рычаги и сайлентблоки

Сайлентблоки – это шарниры, которые соединяют все детали подвески между собой. Они гасят колебания, которые возникают в рычагах, за счет резиновых или полиуретановых вставок. Они присутствуют как в передней подвеске, так и в задней части.

Эти запчасти служат 100 тыс.км пробега, но эта величина зависит от качества дорог. Если вы часто ездите по бездорожью, то сайлентблоки могут износиться через 50 тыс.км.

Их состояние проверяют визуально: на резине не должно быть трещин и дыр, не должно быть механических повреждений. Об их неисправности может говорить неправильный сход-развал.

ШРУС

ШРУС – шарнир равных угловых скоростей. Обеспечивает передачу крутящего момента при поворотах. Он обеспечивает автомобилю лучшую проходимость и управляемость.

ШРУС долго служит, так как защищен пыльником. Нужно проверять его состояние, так как механические повреждения могут привести к поломке детали. При попадании пыли механизм заедает и выходит из строя.

Амортизаторы и пружины

Амортизаторы и пружины нужны в автомобиле для того, чтобы гасить все удары и вибрации от дорожного покрытия. Именно они обеспечивают комфортную поездку водителю и пассажирам. На других типах подвески их функцию выполняют баллоны с воздухом или рессоры.

Во время диагностики эти детали осматривают на предмет повреждений. Если имеется протечка жидкости из амортизатора, это говорит о его пробоине. Такой амортизатор не подлежит ремонту, его нужно менять.

Принцип работы подвески

Автомобильная подвеска работает, преобразовывая силу удара от наезда колеса на неровное покрытие, в движение упругих частей (пружин). Жесткость таких перемещений контролируется и смягчается гасящими устройствами (амортизаторами). Благодаря этому сила ударов, передающихся на кузов, снижается, что обеспечивает плавность движения.

Жесткость подвески у разных автомобилей сильно различается: чем она жестче – тем легче и более предсказуемо управление, но уменьшается комфорт езды. Мягкая создает удобство эксплуатации, но за счет заметно сниженной управляемости (чего не рекомендуется допускать). По этой причине производители транспортных средств всегда стараются найти компромисс между комфортом и безопасностью.

Движитель

Различают следующие типы движителей:

• колесные
• гусеничные
• полугусеничные

Колесный движитель представляет собой колеса с пневматическими шинами. У гусеничного движителя опорные катки катятся по гладкому искусственному пути, который образуется бесконечной гусеничной цепью. Полугусеничный движитель состоит из резинометаллической гусеницы, установленной между ведущим колесом с пневматической шиной и натяжным колесом.

Пневматическое колесо состоит из:

• диска
• обода
• эластичной шины

По устройству различают шины:

• камерные
• бескамерные

Основные части камерной шины — покрышка, камера с вентилем и ободная лента. Ободную резиновую ленту размещают между камерой и ободом, предотвращая трение между ними. Ободные ленты применяют только в колесах грузовых автомобилей.

Бескамерные шины широко применяют на легковых и грузовых автомобилях и тракторах. В таких шинах пространство, заполняемое воздухом, образуется в результате герметичного соединения обода колеса с покрышкой, а вентиль при этом размещается на ободе. Герметичная посадка бескамерной шины на обод достигается при помощи специальной конструкции борта, плотно прижимающегося к закраинам обода внутренним давлением воздуха.

Бескамерные шины могут быть обычного типа, широкопрофильные и арочные. Арочные шины способствуют повышению проходимости автомобиля в трудных дорожных условиях. Это шины низкого давления (0,05…0,08 МПа).

Внутреннее давление воздуха в шинах автомобилей колеблется в пределах 0,17…0,5 МПа, тракторов — 0,08…0,25 МПа.