Co to jest zależne i niezależne zawieszenie samochodu?

Co to jest zależne i niezależne zawieszenie samochodu?

Zawieszenie to układ łączący nadwozie pojazdu z kołami. Ma za zadanie tłumić wstrząsy i drgania spowodowane nierównymi drogami oraz zapewniać stabilność maszyny w różnych warunkach.

Głównymi częściami zawieszenia są elementy sprężyste i tłumiące (sprężyny, sprężyny, amortyzatory i elementy gumowe), prowadnice (dźwignie i belki łączące nadwozie z kołami), elementy nośne, stabilizatory oraz różne elementy łączące.

Istnieją dwa główne typy zawieszenia - zależne i niezależne. Odnosi się to do zależności lub niezależności kół tej samej osi podczas jazdy po nierównej nawierzchni.

zawieszenie zależne. Koła jednej osi są ze sobą sztywno połączone, a ruch jednej z nich powoduje zmianę położenia drugiej. W najprostszym przypadku składa się z mostka i dwóch podłużnych sprężyn. Możliwy jest również wariant z dźwigniami prowadzącymi.

Niezależne zawieszenie. Koła na tej samej osi nie są ze sobą połączone, a przemieszczenie jednego nie wpływa na położenie drugiego.

Zasada działania zawieszenia zależnego

Jeśli spojrzysz na schemat zawieszenia zależnego, możesz zobaczyć, że połączenie wpływa na ruch pionowy kół i ich położenie kątowe względem płaszczyzny drogi.

Gdy jedno z kół ruszy w górę, drugie zjedzie w dół, ponieważ elementy sprężyste i cała kierownica znajdują się wewnątrz toru jazdy pojazdu. Ściśnięcie sprężyny lub sprężyny po lewej stronie samochodu odpowiednio odciąża nadwozie, prawa sprężyna jest częściowo wyprostowana, zwiększa się odległość między nadwoziem a drogą po prawej stronie. Nie zawsze jest to jednoznaczne, gdyż obraz będzie zniekształcony przez wynikające z tego przechyły nadwozia, a wiele zależy od wysokości środka masy samochodu oraz odległości wzdłuż osi od sprężyny lub dźwigni do koła. Takie efekty, które powodują kołysanie się pojazdu i tendencję do kołysania, są brane pod uwagę przy obliczaniu zawieszeń.

Ponieważ oba koła leżą w płaszczyznach równoległych, jeśli pominiemy sztucznie utworzone kąty pochylenia kół, to pochylenie jednego z nich np. w lewo spowoduje, że drugie będzie miało podobny kąt w tym samym kierunku. Ale w stosunku do ciała chwilowy kąt pochylenia zmieni się w ten sam sposób, ale z przeciwnym znakiem. Zmieniający się kąt pochylenia koła zawsze pogarsza przyczepność, a przy tym schemacie dzieje się to natychmiast z obydwoma kołami na osi. Stąd niezadowalająca praca zawieszeń zależnych przy dużych prędkościach z obciążeniami bocznymi w zakrętach. A wady takiego zawieszenia nie ograniczają się do tego.

Rolą sprężyny w ogólnym znaczeniu tego słowa mogą być bezpośrednio typowe konstrukcje sprężynowe wykonane z różnych materiałów i o różnej liczbie arkuszy w zestawie, w tym o zmiennej sztywności (ze sprężynami), a także sprężyny lub resory pneumatyczne podobne do je w układzie.

Zawieszenie sprężynowe. Sprężyny mogą być usytuowane wzdłużnie lub poprzecznie, tworzyć różne łuki, od ćwiartki elipsy do pełnej. Zawieszenie na dwóch półeliptycznych sprężynach umieszczonych wzdłuż korpusu już dawno stało się klasykiem. Inne wzory stosowano w pierwszej połowie ubiegłego wieku.

Właściwości resoru płytkowego są takie, że ma on znormalizowaną sztywność w płaszczyźnie pionowej, a we wszystkich innych jego odkształcenie można pominąć, więc ta konstrukcja nie zawiera oddzielnej łopatki kierującej. Cały most jest przymocowany do ramy lub korpusu wyłącznie za pomocą sprężyn.

Ten wisiorek zawiera:

• sprężyny zawierające jedną lub więcej płaskich blach, czasami stosuje się materiały kompozytowe;
• zaciski mocujące ze sobą arkusze sprężyste konstrukcji składu;
• między prześcieradłami znajdują się podkładki przeciwskrzypiące, które zmniejszają tarcie i poprawiają komfort akustyczny;
• sprężyny zawieszenia, które są dodatkowymi mniejszymi sprężynami, które wchodzą do akcji po wybraniu części skoku zawieszenia i zmieniają jego sztywność;
• drabiny mocujące sprężynę do belki mostu;
• przednie i dolne wsporniki montażowe z tulejami lub silentblokami, które umożliwiają kompensację zmiany długości sprężyny podczas ściskania, czasami nazywane są kolczykami;
• poduszki-rębaki, które chronią arkusze przed nieodwracalnym odkształceniem przy maksymalnym wygięciu na końcu suwu roboczego.

Wszystkie zawieszenia zależne są wyposażone w oddzielnie montowane amortyzatory, których rodzaj i położenie nie zależy od rodzaju elementu sprężystego.

Sprężyny są w stanie przenosić siły ciągnące i hamujące z belki osi na nadwozie z niewielkim odkształceniem, zapobiegają skręcaniu się osi wokół własnej osi i wytrzymują siły poprzeczne w zakrętach. Ale z powodu niespójności wymagań dotyczących sztywności w różnych kierunkach robią to wszystko równie źle. Ale nie wszędzie jest to konieczne.

W ciężkich pojazdach wieloosiowych można zastosować zawieszenie wyważone, gdy jedna para resorów obsługuje dwie sąsiednie osie, spoczywając na ich końcach i jest zamocowana na ramie pośrodku. Jest to typowe zawieszenie ciężarówki z własnymi zaletami i wadami.

Zawieszenie zależne od sprężyny. Rolę elementu sprężystego pełnią sprężyny cylindryczne lub pneumatyczne, dlatego ten typ wymaga osobnej łopatki kierującej. Może mieć różne konstrukcje, najczęściej stosuje się układ pięciu prętów strumieniowych, dwóch górnych, dwóch dolnych i jednego poprzecznego (pręt Panharda).

Istnieją inne rozwiązania, np. z dwóch prętów podłużnych z jednym poprzecznym, czy też z zastąpieniem drążka Panharda mechanizmem równoległoboku Watta, który lepiej stabilizuje most w kierunku poprzecznym. W każdym razie sprężyny działają tylko przy ściskaniu, a wszystkie momenty z mostu są przenoszone przez pchnięcia odrzutowe z cichymi blokami na końcach.

Zasada działania zawieszenia niezależnego

Niezależne zawieszenia są szeroko stosowane w przednich kołach kierowanych samochodów osobowych, ponieważ ich zastosowanie znacznie poprawia układ komory silnika lub bagażnika oraz zmniejsza możliwość samooscylacji kół.

Jako element elastyczny w niezależnym zawieszeniu zwykle stosuje się sprężyny, nieco rzadziej - drążki skrętne i inne elementy. Poszerza to możliwości zastosowania pneumatycznych elementów elastycznych. Element elastyczny, z wyjątkiem sprężyny, praktycznie nie ma wpływu na działanie urządzenia prowadzącego.

W przypadku niezależnych zawieszeń istnieje wiele schematów urządzeń prowadzących, które są klasyfikowane według liczby dźwigni i położenia płaszczyzny obrotu dźwigni.  

Na niezależnym froncie zawieszenie łączników, piasta koła jest zamontowana za pomocą dwóch łożysk stożkowych skośnych na czopie zwrotnicy, która jest połączona z zębatką za pomocą sworznia. Łożysko kulkowe wzdłużne jest zainstalowane między kolumną a zwrotnicą.

Zębatka jest połączona obrotowo za pomocą tulei gwintowanych z górnymi i dolnymi wahaczami, które z kolei połączone są z osiami przymocowanymi do poprzeczek ramy za pomocą gumowych tulei. Elastycznym elementem zawieszenia jest sprężyna, która poprzez uszczelkę wibroizolacyjną opiera się górnym końcem o tłoczoną głowicę poprzeczki, a dolnym końcem o miskę podporową przykręconą do dolnych wahaczy. Pionowy ruch kół jest ograniczony przez ogranicznik gumowych zderzaków w belce.

Teleskopowy amortyzator hydrauliczny dwustronnego działania jest zainstalowany wewnątrz sprężyny i połączony górnym końcem z ramą poprzeczną za pomocą gumowych poduszek, a dolnym końcem z dolnymi dźwigniami.

Ostatnio rozpowszechniło się zawieszenie „huśtającej się świecy”. McPhersona. Składa się z jednej dźwigni i rozpórki teleskopowej, z jednej strony sztywno połączonej ze zwrotnicą, a z drugiej zamocowanej w pięcie. Pięta jest łożyskiem oporowym osadzonym w giętkim gumowym bloku osadzonym na korpusie.

Zębatka ma możliwość poruszania się w wyniku odkształcenia gumowego bloku i obracania się wokół osi przechodzącej przez łożysko oporowe, zewnętrzny zawias dźwigni.

Zaletami tego zawieszenia jest mała ilość części, mniejsza waga i miejsce w komorze silnika czy bagażniku. Zwykle kolumna zawieszenia jest łączona z amortyzatorem, a element elastyczny (sprężyna, element pneumatyczny) jest montowany na kolumnie. Do wad zawieszenia typu MacPherson należy zaliczyć zwiększone zużycie elementów prowadzących kolumny przy dużych skokach zawieszenia, ograniczone możliwości zmiany schematu kinematyki oraz wyższy poziom hałasu (w porównaniu z zawieszeniem na dwóch wahaczach).

Poniżej szczegółowo opisano urządzenie i działanie zawieszeń MacPhersona.

Zawieszenie z kolumnami oscylacyjnymi ma kute ramię, do którego za pomocą gumowych podkładek połączone jest ramię stabilizatora. Poprzeczna część stabilizatora mocowana jest do poprzecznicy nadwozia za pomocą gumowych podkładek i stalowych wsporników. W ten sposób ukośne ramię stabilizatora przenosi siły wzdłużne z koła na nadwozie i tym samym stanowi część zintegrowanego ramienia prowadzącego zawieszenia. Gumowe poduszki pozwalają zrekompensować zniekształcenia, które pojawiają się podczas kołysania takiego kompozytowego ramienia, a także tłumią drgania wzdłużne przenoszone z koła na nadwozie.

Pręt rozpórki teleskopowej jest zamocowany na dolnej podstawie gumowego klocka górnej pięty i nie obraca się razem z rozpórką i zamontowaną na niej sprężyną. W tym przypadku przy każdym obrocie kierowanych kół zębatka również obraca się względem drążka, usuwając tarcie statyczne pomiędzy drążkiem a cylindrem, co poprawia reakcję zawieszenia na niewielkie nierówności drogi.

Sprężyna nie jest zamontowana współosiowo z zębatką, ale jest nachylona w kierunku koła w celu zmniejszenia poprzecznych obciążeń tłoczyska, jego prowadnicy i tłoka, które występują pod wpływem siły pionowej działającej na koło.

Cechą zawieszenia kół kierowanych jest to, że powinno ono umożliwiać kołom wykonywanie skrętów niezależnie od ugięcia elementu sprężystego. Zapewnia to tak zwany zespół obrotowy.

Zawieszenia mogą być obrotowe i bezobrotowe:

1. W zawieszeniu obrotowym zwrotnica jest zamocowana na sworzniu, który jest zamontowany z pewnym nachyleniem do pionu na kolumnie zawieszenia. Aby zmniejszyć moment tarcia w tym połączeniu, można zastosować łożyska igiełkowe, kulkowe wzdłużne i poprzeczne. Zewnętrzne końce wahaczy połączone są z zębatką za pomocą przegubów cylindrycznych, zwykle wykonanych w postaci smarowanych łożysk ślizgowych. Główną wadą zawieszenia obrotowego jest duża liczba zawiasów. Podczas obracania dźwigni urządzenia prowadzącego w płaszczyźnie poprzecznej niemożliwe jest uzyskanie „efektu przeciw nurkowaniu” ze względu na obecność środka wzdłużnego obrotu zawieszenia, ponieważ osie obrotu dźwigni muszą być ściśle równoległy.
2. Znacznie bardziej rozpowszechnione stały się niezależne wsporniki zawieszenia Besshkvornevy, w których cylindryczne zawiasy stojaka zostały zastąpione sferycznymi. Konstrukcja tego zawiasu obejmuje trzpień z półkulistym łbem, jest on wyposażony w ceramiczno-metalową wkładkę nośną, która pracuje na kulistej powierzchni korpusu zawiasu. Palec spoczywa na powlekanej nylonem specjalnej gumowej wkładce zamontowanej w specjalnym uchwycie. Obudowa zawiasu jest przymocowana do ramienia zawieszenia. Gdy koło się obraca, sworzeń obraca się wokół własnej osi w tulejach. Kiedy zawieszenie się ugina, sworzeń wraz z wkładką wychyla się względem środka kuli - w tym celu w korpusie znajduje się owalny otwór. Ten zawias jest nośny, ponieważ przez niego siły pionowe są przenoszone z koła na element elastyczny, sprężynę, która spoczywa na dolnym wahaczu. Wahacze mocowane są do nadwozia albo za pomocą cylindrycznych łożysk ślizgowych, albo za pomocą gumowo-metalowych zawiasów, których działanie polega na odkształcaniu gumowych tulei przez ścinanie. Te ostatnie wymagają smarowania i mają właściwości izolujące wibracje.

Które zawieszenie jest najlepsze?

Zanim odpowiesz na to pytanie, powinieneś rozważyć wady i zalety obu rodzajów wisiorków.

Korzyści zablokowanyиmoja zawieszenia - wysoka wytrzymałość i niezawodność konstrukcji, równomierna przyczepność do jezdni i zwiększona stabilność na zakrętach, a także niezmienność prześwitu, rozstawu kół i innych wskaźników położenia kół (bardzo przydatne w terenie).

Wśród wad zależnego zawieszenia:

• sztywność zawieszenia może powodować dyskomfort podczas jazdy po złej drodze;
• zmniejszona kontrola nad pojazdem;
• złożoność dostosowania;
• ciężkie części znacznie zwiększają masę nieresorowaną, co negatywnie wpływa na płynność jazdy i dynamikę maszyny, a także zwiększa zużycie paliwa.

Niezależne zawieszenie i jego zalety:

• zwiększony komfort jazdy, ponieważ zderzenie jednego z kół z nierównością w żaden sposób nie wpływa na drugie;
• mniejsze ryzyko przewrócenia się podczas uderzenia w poważną dziurę;
• lepsze prowadzenie, zwłaszcza przy dużej prędkości;
• zmniejszona waga zapewnia lepszą dynamikę;
• szeroki zakres możliwości regulacji w celu uzyskania optymalnych parametrów.

Do wad należą:

• ze względu na złożony projekt usługa będzie kosztowna;
• zwiększona podatność na uszkodzenia podczas jazdy w terenie;
• rozstaw kół i inne parametry mogą ulec zmianie podczas pracy.

Więc co jest lepsze? Zawieszenie jest jednym z najczęściej naprawianych elementów maszyn. Należy to wziąć pod uwagę przy wyborze samochodu. Naprawa niezależnego zawieszenia będzie kosztować więcej niż zależnego. Ponadto niezależne najprawdopodobniej będą musiały być naprawiane częściej.Nie będzie zbyteczne zapytanie o dostępność części zamiennych. Oryginalne części odpowiedniej jakości do samochodów zagranicznych mogą wymagać oddzielnego zamówienia.

Do jazdy głównie po asfalcie najlepszą opcją jest zawieszenie niezależne z przodu i zależne z tyłu. W przypadku SUV-a lub innego samochodu, który ma być użytkowany w terenie, zawieszenie zależne jest najlepszym wyborem – na obie osie lub przynajmniej na tył. Most nie utrzyma większości brudu. A gleba i śnieg będą bardzo aktywnie przylegać do części niezależnego zawieszenia. Jednocześnie nawet przy zakrzywionym moście na górskiej drodze samochód pozostanie w ruchu. Ale awaria niezależnego zawieszenia nie pozwoli na dalszą jazdę samochodu. To prawda, że ​​\uXNUMXb\uXNUMXbw warunkach miejskich obsługa takiego schematu nie będzie najlepsza.

W ostatnich latach producenci zaczęli wyposażać niektóre samochody w zawieszenia, które mogą działać w kilku trybach. Ich elektronika pozwala szybko, w biegu, zmieniać parametry w zależności od sytuacji na drodze. Jeśli fundusze na to pozwalają, warto przyjrzeć się modelom, które mają taki układ.