Артикуляция в подвеске автомобиля

Что такое геометрическая проходимость автомобиля

Владельцы серьезных внедорожников ругают современные кроссоверы за низкую проходимость – в том числе и геометрическую. И зачастую, надо сказать, вполне заслуженно. Что же такое геометрическая проходимость, и на что она влияет?

Геометрическая проходимость – это совокупность геометрических параметров автомобиля, влияющих на его способность преодолевать препятствия.

Если говорить о полной геометрической проходимости, то она складывается из нескольких групп параметров, которые можно условно обозначить как базовые и внедорожные.

Базовые параметры – это собственно габаритные размеры автомобиля: длина, ширина, высота и размер колесной базы. От них зависят как непосредственные показатели проходимости, так и геометрические внедорожные параметры.

Как уже было сказано выше, геометрическую проходимость во многом определяют именно параметры автомобиля: общая длина и длина колесной базы, высота и ширина автомобиля, а также ширина колеи и длина переднего и заднего свесов. Длина, ширина и высота машины в объяснении не нуждаются, а об остальных можно сказать пару слов. Так, длина колесной базы – это расстояние между осями передних и задних колес, ширина колеи – это расстояние между центрами колес одной оси в пятне контакта с поверхностью, передний свес – это расстояние между осью передних колес и крайней передней точкой автомобиля, а задний свес – соответственно, расстояние между осью задних колес и крайней задней точкой автомобиля.

Обычно, говоря о геометрической проходимости, рассматривают пять основных параметров:

Кратко поясним каждую из этих величин. Клиренс, или дорожный просвет – это расстояние от самого нижнего элемента автомобиля до поверхности земли. По ГОСТ это расстояние измеряется в центральной части автомобиля, но зачастую наиболее низкорасположенный элемент может быть смещен относительно центра: к примеру, им может являться резонатор глушителя или кронштейн амортизатора. Поэтому обычно клиренсом считают именно расстояние от этой нижней точки до горизонтальной поверхности, на которой стоит автомобиль.

Угол въезда – это угол между горизонтальной поверхностью и линией, проведенной между пятном контакта передних колес и нижней точкой передней части автомобиля. Иными словами, это максимальный угол рампы, на которую может въехать автомобиль, не коснувшись ее передней частью кузова. Несложно догадаться, что он зависит от клиренса и длины переднего свеса: чем больше клиренс и меньше передний свес, тем выше будет угол въезда.

Угол съезда – это то же самое, но для задней части кузова: угол между горизонтальной поверхностью и линией, проведенной между пятном контакта задних колес и нижней точкой задней части автомобиля. Иными словами, это максимальный угол рампы, на которую может въехать автомобиль при движении задним ходом, не коснувшись ее задней частью кузова. Он, очевидно, зависит от клиренса и длины заднего свеса: чем больше клиренс и меньше задний свес, тем больше будет угол съезда.

Угол рампы, или продольный угол проходимости – это максимальный угол, который может преодолеть автомобиль, не касаясь поверхности днищем. Он, в свою очередь, зависит от сочетания клиренса и длины колесной базы: чем больше клиренс и короче база, чем больше будет угол рампы. Его изменение, к примеру, можно наглядно увидеть в трехдверной и пятидверной версиях Lada 4 X 4: углы въезда и съезда у них одинаковы, а вот угол рампы у трехдверки больше, потому что у нее короче колесная база.

Угол опрокидывания, или угол поперечной статической устойчивости – это максимальный угол поворота автомобиля вокруг продольной оси, при котором он может не опрокинуться набок. Он зависит от сочетания ширины и высоты автомобиля, ширины его колеи, а также его центра тяжести: чем больше ширина автомобиля и его колеи, меньше высота и ниже центр тяжести, тем выше угол опрокидывания.

Кроме этих основных параметров геометрической проходимости есть и еще некоторые, определенно относящиеся к геометрии, но не связанные напрямую с габаритами автомобиля. Это максимальный преодолеваемый уклон, глубина преодолеваемого брода, ходы подвески и артикуляция подвески.

Максимальный преодолеваемый уклон – это предельный угол относительно горизонта той поверхности, по которой способен двигаться автомобиль без посторонней помощи, то есть, предельная крутизна уклона, на который может въехать автомобиль.

Глубина преодолеваемого брода – это максимальная глубина водного препятствия, которое автомобиль может преодолеть без негативных последствий для его технической части. Глубина брода прежде всего ограничена высотой расположения точки забора воздуха двигателем: если вода поднимется до нее, то проникнет во впускной тракт и далее в цилиндры, что может спровоцировать гидроудар и серьезную поломку мотора. У обычных автомобилей точка воздухозабора расположена под капотом, что ограничивает максимальную высоту преодолеваемого брода. Специально подготовленные же внедорожники оснащаются шноркелем – патрубком, выводящим точку забора воздуха на уровень крыши, что позволяет преодолевать более глубокие броды без риска гидроудара.

Ход подвески – это максимальное расстояние, которое может проделать колесо в вертикальном направлении от точки максимального сжатия подвески до момента ее полной разгрузки на грани отрыва от поверхности. Чтобы оценить этот параметр, автомобиль можно загнать одним из передних колес на препятствие такой высоты, чтобы заднее колесо на той же стороне оторвалось от поверхности – это называется диагональное вывешивание, поскольку второе переднее колесо в этом случае тоже будет на грани отрыва от земли. Ну а расстояние по вертикальной оси между высотой подъема переднего и заднего колеса на одной стороне автомобиля в таком положении – это и есть артикуляция подвески. Ходы подвесок колес и артикуляция оказывают косвенное влияние на показатели геометрической проходимости.

Читайте также:  Выпуск автомобилей азлк по годам

Выше мы обозначили и объяснили практически все параметры, характеризующие геометрическую проходимость автомобиля. На практике же, в «бытовом» понимании и беглом сравнении под геометрической проходимостью обычно понимают четыре из них: клиренс, а также углы въезда, съезда и рампы. Для описания возможностей своих кроссоверов и внедорожников автопроизводители используют именно эти цифры – и по большому счету, они вполне исчерпывающе характеризуют эксплуатационные показатели машины.

Однако ключевые слова здесь – «эксплуатационные показатели»: цифры геометрической проходимости – далеко не единственное, что определяет реальную проходимость. На нее в не меньшей степени влияют тип привода (а если привод полный – то тип его технической реализации, наличие межосевой и межколесных блокировок, а также характеристики используемых покрышек. И как показывает практика, именно последние становятся главным ограничением внедорожных способностей современных серийных автомобилей.

Источник

Артикуляция в подвеске автомобиля

Вы, конечно, скажете, что это никоим образом не относится к Вам, поскольку Вы только исполняете некий нежный greenlaning и никакого жесткого оффроада не предвидится. Разберемся, так ли это.

Преимущества мягкой подвески для внедорожника

До нашего времени в обычных и «лифтованных» внедорожниках в основном использовались жесткие пружины со стабилизаторами, настроенные для движения на высокой скорости с маневрированием или для использования в «напряженном режиме» на бездорожье.

В качестве гипотетического примера рассмотрим транспортное средство весом 1800 кг и нагрузкой на каждое колесо по 450 кг, которое на низкой скорости наезжает на маленькое десяти сантиметровое препятствие, сравнимое с размером колесной базы по горизонтали.

Вышеупомянутый пример упрощен, но он иллюстрирует отрицательные воздействия грузовых пружин на тягу в условиях бездорожья даже на умеренном ландшафте. Это объясняет распространенную догму, что серьезно подготовленные для бездорожья автомобили должны использовать блокировки в дифференциалах, чтобы поддерживать тягу. Блокировка вынуждает оба колеса вращаться с равной скоростью, передавая момент на ту сторону, где лучше сцепление. Вследствие чего увеличивается нагрузка на компонентах трансмиссии, и возникают неблагоприятные побочные эффекты на полуосях. Блокировка может внезапно передать весь доступный момент на одно колесо, ломая полуось, что и происходит с печально известной регулярностью.

Эти простые последствия механики, кажется, никогда не изучаются aftermarket производителями. Соревнуясь в повышении жесткости пружин, некоторые из них отличились выпуском монстров, которые нельзя использовать, не нагрузив каждую ось менее чем по 100 кг веса сверх стандартной комплектации. К ним невозможно подобрать амортизаторы, установку которых на автомобиль следует сопровождать заменой продольных рычагов, карданных валов, тормозных трубок и переносом кронштейнов крепления амортизаторов.

Итак, способность подвески повторять рельеф является наиважнейшей для бездорожья. В 80-х гг. необходимость стандартизированного измерительного инструмента для этой характеристики подвесок породила в стенах журнала “4х4 Magazin” в Штатах изобретение RTI.

Если у Вас Def 90 с колесной базой 91,5″ и вы можете проехать 62 дюйма, получаете индекс 677.

Смысл такого исследования заключается в том, что чем эластичнее подвеска, тем дальше может продвинуться колесо, не отрываясь от поверхности и обеспечивая тем самым тягу.

RTI позволяет на чужом опыте посмотреть на результаты различных модернизаций подвесок.

Источник

Артикуляция в подвеске автомобиля

Войти

Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal

Обзор зависимых и независимых подвесок

Большинство автомобилей – плод некоего технического компромисса. Прежде всего, это связано с относительной универсальностью выполняемых ими задач. Речь идет, конечно, об автомобилях «общего назначения», предназначенных для передвижения и перевозки грузов, а не о специальных монофункциональных снарядах, которые, с одной стороны, представлены болидами «Формулы», а с другой – трофи-рейдовыми «котлетами» класса ТР-3. Со специальными машинами все просто – они заточены под конкретные условия (асфальтовый трек или болото). А вот если машина должна ехать и по асфальту, и по бездорожью, то тут без компромиссов не обойтись. Уж слишком разные требования предъявляются к ним одновременно. Особенно это касается серийных внедорожников, владельцы которых хотят сразу и проходимости, и комфорта.

Не зависнуть
Начнем с подвески независимой. В отличие от сплошных мостов, которые достались автомобилям непосредственно от телег, это относительно новое (не старше 100 лет) техническое решение.

Понятно, что если бы зависимая подвеска идеально выполняла свои функции, то изобретать столь замысловатую конструкцию было бы ни к чему. А значит, независимая подвеска имеет некие преимущества. Какие же?

Во-первых, у независимой подвески меньше неподрессоренные массы. Кстати, «подрессоренные массы» не расположены «под рессорами». На самом деле, это суммарная масса деталей и элементов конструкции, которая воздействует на дорогу через упругие элементы. Соответственно, то, что воздействует на дорогу непосредственно, является «неподрессоренными массами».

Кроме того, независимая подвеска позволяет отчасти компенсировать крены кузова в поворотах, сохраняя максимально возможное пятно контакта. Простейшее решение – разная длина рычагов (верхний короче). Но современные технологии пришли к сложным многорычажным конструкциям, которые могут поддерживать заданный угол развала колес во всем диапазоне работы подвески, что обеспечивает управляемость на любой дороге. А если добавить к этому изменяемую в реальном времени упругость элементов и мгновенно регулируемое усилие отбоя амортизаторов, что достигается компьютерным управлением? В общем, тут фантазия разработчиков ограничивается только кошельком покупателя.
Так что в области управляемости на высоких скоростях независимая подвеска определенно лучше зависимой.

Мосты и рессоры
При всей привлекательности независимой подвески, определенных недостатков она все-таки не лишена. И недостатки эти лежат именно в нашей, джиперской, плоскости. Один из главных – малая артикуляция (ход переднего колеса вверх относительно заднего, при котором наступает полная разгрузка заднего колеса).

«Проницаемость» независимой подвески оставляет желать лучшего, и это третий существенный недостаток. Проницаемость – это способность пропускать сквозь себя мягкий грунт, т.е. песок, ил, снег, грязь и т.д. Проходимость автомобиля в этих условиях определяется не только дорожным просветом, но и расстоянием между подвеской и рамой. Труба цельного моста спокойно режет мягкий грунт, имея относительно небольшую площадь лобового сопротивления и пропуская грунт над собой, а вот рычаги-пружины-тяги независимой подвески моментально забиваются грязью, превращаясь в монолитный якорь. Помимо этого стандартные машины с независимой подвеской имеют более низкую «посадку» над дорогой, чем внедорожники на цельных мостах.

Т.е. расстояние от земли до рамы (кузова) у них меньше, а это ухудшает обычную проходимость (т.к. машина легче повисает на брюхе при движении, например, в глубоком снегу или заболоченном грунте) и геометрическую (углы въезда, съезда, продольной проходимости)
Еще один фактор, важный для серьезного бездорожья – критичность повреждений. Гнутый мост позволяет худо-бедно двигаться своим ходом. Сильно гнутый мост можно отключить (или снять кардан) и все равно доползти. Поломать шкворень можно (хотя и тяжело), но поломать его до невозможности движения практически нереально. А вот вырванная шаровая или разлетевшийся ШРУС – это дальний пеший поход за трактором. (ШРУСЫ вообще больное место внедорожников с независимой подвеской – их пыльники очень не любят контакта с грунтом).

Для тех, кто ездит по бездорожью часто, немаловажно и то, что зависимая подвеска легко поддается внедорожному тюнингу – т.н. лифтовке.

1. Независимая подвеска. Чем выше скорость и лучше дорога, тем привлекательнее независимая подвеска.
Достоинства
Хорошая управляемость
Обратная связь руления
Малые крены
Отличная настройка параметров
В большинстве случаев высокий уровень комфорта при движении (но бывают неудачные модели)
Недостатки
Короткоходность
Уязвимость деталей
Сложность и дороговизна в эксплуатации
Большое количество деталей
Тонкость настройки, легко нарушаемая в тяжелых условиях
Сложность или отсутствие серьезных возможностей для внедорожного тюнинга

Отличное решение для скоростных асфальтовых машин. Приемлемое для кроссоверов. Слабо подходит внедорожникам, которым нужно ездить по реальному бездорожью.

2. Зависимая подвеска. Чем ниже скорость и хуже дорога, тем меньше вас волнует управляемость, и тем больше хочется чего-то помассивней.
Достоинства
Прочность
Простота конструкции
Большая артикуляция
Устойчивость к повреждениям
Дешевизна в эксплуатации
Проходимость
Возможность и в большинстве случаев простота осуществления высокоэффективного внедорожного тюнинга

Недостатки
Большие неподрессоренные массы
Плохая управляемость
Низкие информативность и острота рулевого управления
Не всегда хорошая курсовая устойчивость
Не всегда хороший уровень комфорта во время движения

Зависимая подвеска – отличное решение для внедорожника. Но при этом придется смириться с его неуклюжестью в городе и невысокой безопасной скоростью по трассе.
Впрочем, первый же серьезный выезд заставит забыть об этих мелких неудобствах. К сожалению, таких автомобилей становится все меньше и меньше…

3. Комбинированная подвеска. Независимая спереди, мост сзади. Относительно приемлемый компромисс для тех, кто ездит в основном по асфальту, но не чужд и толики внедорожных радостей.
Достоинства
Сочетание приличной управляемости, курсовой устойчивости, информативности рулевого управления и приемлемой проходимости машины
Относительно невысокая цена решения и дальнейшего обслуживания
Универсальность
Большой выбор машин
Недостатки
Ни рыба, ни мясо. И управляемость не идеальна, и проходимость не блещет.
Отличное решение в широком диапазоне: от паркетников до почти серьезных внедорожников. Устраивает 90% пользователей, кроме тех самых пресловутых могучих, грязных и небритых джиперов, которым всё мосты на рессорах подавай.

Павел Иевлев
Фото Александра Евдокимова, Макса Сергеева и компаний-производителей

4x4_life

Источник

Виды и назначение подвески авто

Статья об автомобильной подвеске — история, типы подвесок, классификация и назначение, особенности функционирования. В конце статьи — интересное видео по теме и фото.

Назначение подвески

Подвеска служит для погашения колебаний в определенной степени и для смягчения ударов и прочих кинетических воздействий, негативно влияющих на содержимое автомобиля, грузы, а также на конструкцию самой машины, особенно при передвижении по некачественной дорожной поверхности.

Другая роль подвески – осуществление регулярного соприкосновения колес с дорожным покрытием, а также передача на дорожную поверхность силы тяги двигателя и силы торможения, чтобы колеса при этом не нарушали нужного положения.

В исправном состоянии подвеска работает правильно, в результате чего водителю управлять машиной безопасно и комфортно. Несмотря на внешнюю простоту конструкции, подвеска принадлежит к одним из самых важных устройств в современной машине. Ее история уходит корнями в далекое прошлое, и с момента ее изобретения подвеска прошла через многие инженерные решения.

Немного истории о подвеске автомобиля

Еще до автомобильной эпохи были попытки смягчить передвижение карет, у которых изначально оси колес неподвижно прикреплялись к основанию. При такой конструкции малейшая неровность дороги мгновенно передавалась корпусу кареты, что тут же ощущали сидящие внутри пассажиры. Первое время эта проблема решалась при помощи мягких подушек, которые устанавливались на сидения. Но эта мера была малоэффективна.

Впервые для карет были применены так называемые эллиптические рессоры, которые представляли собой гибкое соединение между колесами и днищем кареты. Намного позднее этот принцип использовали и для автомобилей. Но при этом сама рессора изменилась — из эллиптической она превратилась в полуэллиптическую, и это позволяло устанавливать ее поперечно.

Однако машина с такой примитивной подвеской управлялась с трудом даже на самых низких скоростях. По этой причине впоследствии подвески стали монтировать в продольном положении на каждое колесо в отдельности.

Дальнейшее развитие автомобильной промышленности позволило эволюционировать и подвеске. На сегодняшний день эти устройства имеют десятки разновидностей.

Функции подвески и технические данные

Каждая разновидность подвесок обладает индивидуальными признаками, охватывающими комплекс рабочих свойств, от которых непосредственно зависит управляемость машины, а также безопасность и удобство находящихся в ней людей.

Разновидности подвесок по упругости

Мягкая подвеска устанавливается в основной массе легковых машин. Ее достоинство в том, что она достаточно качественно сглаживает дорожные неровности, но с другой стороны машина с такой конструкцией подвесок более склонна к заваливаниям, и при этом хуже управляется.

Винтовая подвеска нужна в тех случаях, когда возникает необходимость в изменяемой жесткости. Она сделана в виде стоек-амортизаторов, на которых сила тяги пружинного механизма регулируется.

Ход подвески

Ходом подвески принято считать промежуток от нижнего положения колеса в свободном состоянии до верхнего критического положения при максимальном сжатии подвески. От этого параметра во многом зависит так называемая «внедорожность» машины.

То есть, чем больше ход, тем большую по размеру неровность способна пройти машина без ударов по ограничителю, а также без провиса ведущего моста.

Устройство подвески авто

Классификация подвесок

Подвески можно разделить на две категории – зависимые и независимые. Такое подразделение продиктовано кинематикой направляющего устройства подвески.

Зависимая подвеска

При такой конструкции колеса автомобиля жестко связываются за счет балки или монолитного моста. Вертикальное расположение парных колес всегда одинаковое и изменению не подлежит. Устройство задней и передней зависимых подвесок аналогичное.

Разновидности: пружинная, рессорная, пневматическая. Монтаж пружинной и пневматической подвесок требует использования специальных тяг, чтобы зафиксировать мосты от возможного смещения во время монтажа.

Независимая подвеска

При установленной независимой подвески колеса машины способны менять вертикальное положение независимо друг от друга, продолжая при этом находиться в той же плоскости.

Виды независимых подвесок

Подвеска МакФерсон (McPherson)

Данное устройство характерно для передней оси современных автомобилей. Шаровая опора соединяет ступицу с нижним рычагом. Иногда форма этого рычага позволяет использовать продольную реактивную тягу. Оснащенная пружинным механизмом амортизационная стойка закрепляется к ступичному блоку, а ее верхняя часть фиксируется в основании кузовного корпуса.

Конструкция задней подвески сделана таким же образом. Разница лишь в том, что задние колеса не могут поворачиваться. Вместо нижнего рычага установлены поперечные и продольные тяги, которые закрепляют ступицу.

Двухрычажная передняя подвеска

Эта разработка считается довольно результативной, но и весьма непростой по устройству. Для верхнего крепления ступицы служит второй поперечный рычаг. Для упругости подвески может применяться либо пружина, либо торсион. Задняя подвеска устроена точно так же. Такая сборка подвески придает машине максимальное удобство в управлении.

Пневматическая подвеска

В этих устройствах упругость обеспечивают не пружины, а пневматические баллоны, наполненные сжатым воздухом. С подобной подвеской можно менять высоту кузова. Кроме того, с такой конструкцией ход автомобиля становится более плавным. Как правило, устанавливается на машинах класса люкс.

Гидравлическая подвеска

В данной конструкции амортизаторы соединены с мололитным замкнутым контуром, заполненным маслом для гидравлики. С такой подвеской можно регулировать степень упругости и дорожный просвет. А если в машине имеется электроника, предусматривающая функции адаптивной подвески, то она может сама адаптироваться в самых разных дорожных условиях.

Спортивные независимые подвески

Их еще называют койловерами или винтовыми подвесками. Выполнены в виде амортизационных стоек, у которых можно настраивать степень жесткости непосредственно на машине. Нижняя часть пружины имеет резьбовое соединение, и это позволяет менять ее вертикальное положение, а также настраивать размер дорожного просвета.

Подвески push-rod и pull-rod

Такая конструкция была разработана специально для гоночных автокаров, у которых открытые колеса. Базируется на двухрычажной схеме. Основное отличие от других разновидностей проявляется в том, что демпфирующие механизмы установлены в кузове. Устройство этих двух типов идентично, р азница лишь в размещении тех частей, которые подвергаются наибольшему напряжению.

Спортивная подвеска push-rod. Несущий нагрузку компонент, называемый толкателем, функционирует на сжатие.

Спортивная подвеска pull-rod. Та же часть, которая испытывает наибольшее напряжение, работает на растяжение. Такое решение делает центр тяжести более низким, за счет чего машина становится более устойчивой.

Однако несмотря на перечисленные небольшие различия, эффективность этих двух разновидностей подвесок находится примерно на одном уровне.

Видео о подвеске автомобиля:

Источник

Популярные рекомендации экспертов