Устройство подвески автомобиля

Виды рам автомобилей

Рамы могут быть лонжеронные, состоящие из двух из двух продольных балок (лонжеронов), соединенных поперечинами, и хребтовые, состоящие из одной продольной балки с поперечинами.

На грузовых автомобилях наибольшее распространение получили лонжеронные рамы. В зонах, подвергающихся наибольшим нагрузкам, лонжероны имеют более высокий профиль, и иногда усиливаются местными вставками.  Материалом для лонжеронов служат стальные профили (швеллеры). Лонжероны иногда делают выгнутыми в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Лонжеронная рама состоит из двух лонжеронов и нескольких поперечин, предназначенных для крепления отдельных узлов автомобиля. К лонжеронам крепят кронштейны для рессор, подножек и запасного колеса, а также буфера и тягово-сцепное устройство. Буфера предохраняют кузов от повреждения, а тягово-сцепное устройство используют для буксирования прицепов.

Тягово-сцепное устройство 

служит для буксирования прицепов. В грузовых автомобилях для этой цели устанавливают специальные сцепные устройства двустороннего действия, позволяющие смягчать осевые толчки, возникающие во время движения автопоезда в обоих направлениях.

Тягово-сцепное устройство представляет собой стальной крюк, проходящий внутри резинового упругого элемента, зажатого между двух опорных шайб. Опорные шайбы вместе с упругим элементом помещаются в массивном цилиндрическом корпусе, с одной стороны закрытом колпаком, а с другой – крышкой, которая болтом крепится к поперечине рамы. Резиновый упругий элемент смягчает ударные нагрузки при трогании автомобиля с прицепом с места и при движении по неровной дороге.

Защелка крюка застопорена собачкой и шплинтом с цепочкой, предотвращающими самопроизвольный выход дышла прицепа из зацепления с крюком. На автомобилях, не имеющих тягово-сцепного устройства, устанавливают петли, предназначенные только для кратковременного буксирования автомобиля, но исключающие работу с прицепом.

Устройство подвески

По характеру действия все детали и механизмы задней подвески делятся на три основные группы:

1. Упругие устройства (торсионы, пружины, неметаллические части) – передают на кузов воздействующие с дорожного полотна вертикальные силы, и снижают таким образом динамические нагрузки.
2. Направляющие элементы (рычаги) – воспринимают продольные и боковые силы.
3. Демпфирующие узлы – гасят колебания силового каркаса автомобиля.

Крепежами задней подвески служат резинометаллические втулки и шаровые опоры.

Переднеприводного автомобиля

Задний мост переднеприводных авто испытывает меньше нагрузок в движении, поэтому элементы подвески служат дольше. Современные иномарки и машины отечественного производства чаще комплектуют недорогими, простыми в облуживании зависимыми подвесками с торсионной балкой. Такое решение снижает издержки производителя и конечную стоимость автомобиля.

Как сохранить подвеску своего авто

Торсион жестко связывает между собой задние колеса, что заметно снижает комфорт и управляемость машиной на «плохих» трассах. В грузопассажирских версиях пружины часто заменяют рессорами и амортизаторами. Многорычажные конструкции в переднеприводных авто используют только в моделях высокого класса.

Заднеприводного автомобиля

Привод на задний мост легковых машин налагает на подвеску дополнительные требования по надежности, поэтому в конструкции таких авто чаще применяют многорычажку. Ступицы скатов при этом крепят продольными и поперечными рычагами в количестве не менее четырех штук.

Подвески заднеприводных автомобилей обеспечивают беспримерную мягкость хода и низкий уровень шума.

Проверка пневмоподвески

Это неотъемлемый комплекс диагностических процедур, если речь идёт об обслуживании современных полноразмерных внедорожников или бизнес-седанов. Задача мастеров – проверить целостность пневморукавов, которые испытывают серьёзную нагрузку в повседневной эксплуатации. Рукава производятся из жёсткого, но эластичного материала; периодически их пробивает. Если нельзя активировать диагностическое положение для подвески, то это намёк на неисправность. Также на проблему может указывать шипящий звук и самопроизвольное изменение клиренса вне зависимости от заданного режима.

Когда нужно обязательно делать диагностику ходовой части автомобиля

Чаще всего называют три причины выхода из строя ходовой части автомобиля. Первая из них – комплектующие низкого качества. Ненадежные запчасти повышают нагрузку на ходовую часть в целом, что повышает вероятность ее отказа. Многое зависит также от квалификации специалиста, осуществляющего ремонт машины. Часто в погоне за экономией автомобилисты доверяют ремонт ходовой части доморощенным мастерам, предпочитая дешевизну качеству. Но самый главный разрушительный фактор – это состояние дорог. Постоянная езда по дорожному покрытию с ямами и выбоинами неминуемо приведет к выходу из строя ходовой части.

Как узнать о необходимости диагностики подвески? Если в ходовой части появились лишние звуки, такие как щелчки, стук, лязг, грохот, а также если дорожные неровности хорошо отдаются в руль и чувствуются телом, значит, износ уже критический. Ситуацию можно исправить лишь заменой нескольких деталей. Поэтому проведение диагностики как раз становится необходимым для того, чтобы определить все неисправные элементы.

Предпочтительнее проводить диагностику ходовой части как плановое мероприятие в рамках регулярного обслуживания автомобиля. В таком случае удается избежать серьезных поломок и связанных с этим больших расходов.

Отдельно стоит рассмотреть ситуацию с покупкой подержанного автомобиля. В этом случае выявление дефектов в ходовой части может существенно понизить цену, или даже заставит вовсе отказаться от приобретения этой машины. Часто диагностику ходовой перед покупкой проводят на СТО. Однако не стоит слишком доверять мнению даже профессиональных автомобильных мастеров. Ведь они мотивированы далеко не так, как потенциальный покупатель. Поэтому лучше во время осмотра ходовой части машины специалистом присутствовать лично. Количество обнаруженных дефектов в этом случае иногда сильно увеличивается.

Каждый автомобиль – достаточно сложное инженерное изделие, требующее определенного обслуживания. В процессе эксплуатации происходит износ всех деталей авто. Некоторые узлы периодически требуют замены, другие нуждаются в ремонте. Серьезные поломки можно предотвратить, своевременно выявляя и устраняя возникающие неисправности. Так как состояние дорог в нашей стране оставляет желать лучшего, чаще всего необходимы диагностика и ремонт ходовой части автомобиля.

В былые времена с уст автовладельцев не сходило выражение «хороший стук сам наружу выйдет». Распространению подобного мнения способствовала малочисленность профессиональных автосервисов и дороговизна их услуг. Запасные части к автомобилям являлись дефицитным товаром. Поэтому многие водители продолжали эксплуатировать машину с явными неисправностями до окончательной поломки.

Очень тревожным признаком, сообщающим о необходимости диагностики, является непредсказуемое поведение авто на дороге. Такое явление чаще возникает при городской езде. При движении за городом из-за высокой скорости автомобиль прижимается к асфальту набегающим потоком воздуха. Эта прижимная сила минимизирует люфты в узлах ходовой части.

Очень важно проводить диагностику ходовой части своевременно. Слишком частый контроль не имеет смысла. Оптимально, если промежуток между диагностиками составляет около полугода

Например, можно привязать эту операцию к сезонной смене шин. Однако при преодолении пробега в 10 000 км нужно обязательно провести комплексную диагностику ходовой части транспортного средства.

Оптимально, если промежуток между диагностиками составляет около полугода. Например, можно привязать эту операцию к сезонной смене шин. Однако при преодолении пробега в 10 000 км нужно обязательно провести комплексную диагностику ходовой части транспортного средства.

Дороги нашей страны отличаются некачественным асфальтом. Поэтому даже попадание колеса машины в глубокую яму – отличный повод для внеочередной проверки ходовой. Часто результат взаимодействия подвески с дорожными дефектами проявляется сразу в виде стука, гула, люфта рулевого управления, машину начинает тянуть в сторону и так далее.

Ходовая часть автомобиля. Общие сведения

Ходовая часть автомобиля состоит из трех основных элементов:

• остова;
• движителя;
• подвески.

Остов

Остов является основанием машины, связывающим все механизмы в единое целое. Он может быть рамным, полурамным и безрамным. У легковых автомобилей роль рамы выполняет кузов, называемый несущим. Для крепления двигателя и передней подвески служит короткая рама, прикрепленная к полу кузова.

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.

Подвеска

Остов с колесами соединяет подвеска. Она предназначена для смягчения возникающих во время движения толчков и ударов, повышения плавности хода машины.

Различают подвески двух основных типов: зависимые и независимые. В зависимой подвеске оба колеса подвешены к раме 4 (рисунок а) на общей оси 1, вследствие чего перемещение каждого из них происходит вместе с осью. В независимой подвеске каждое колесо подвешено к раме 2 (рисунок б) независимо от другого при помощи рычагов 1, 4 и стойки 5. В качестве упругих элементов в различных подвесках используют рессоры, пружины, торсионы, резиновые баллоны и др. У автомобилей подвеской оборудованы передние и задние мосты, у тракторов — только передние, так как их задний мост составляет часть остова.

Подвески грузовых автомобилей зависимые. Их чаще всего выполняют на пластинчатых рессорах. Такая рессора представляет собой балку, опирающуюся на раму в двух точках — опорах, одна из которых выполнена в виде шарнира, а другая допускает некоторое перемещение. Средняя часть рессоры соединена стремянками 12 с передним или задним мостом.

При движении автомобиля по неровностям дороги возникают колебания, которые частично гасятся за счет трения в рессорах. Однако это трение относительно мало, и для эффективного гашения колебаний применяют специальные устройства — амортизаторы 7. Наиболее распространены гидравлические амортизаторы двустороннего действия. Их работа основана на том, что при относительных перемещениях подрессоренных и неподрессоренных масс автомобиля (трактора) находящаяся в амортизаторе жидкость перетекает из одной его полости в другую через небольшие проходные сечения, вследствие чего создается сопротивление, поглощающее энергию колебаний.

Назначение кузова

Кузов автомобиля является самой дорогостоящей деталью автомобиля. Кузов автомобиля может быть как несущей системой, так и отдельным ее элементом. Кузов современного легкового автомобиля состоит из моторного отсека, пассажирского салона и багажника.

Кузов выполняет функцию несущего элемента современного легкового автомобиля. В кузове размещен салон автомобиля и на кузов устанавливается ходовая часть, трансмиссия, двигатель, механизмы управления, электро- и дополнительное оборудование. На кузов также замыкается «минус» электрической цепи. В основном кузов автомобиля изготавливается из металла, но бывают и исключения, когда используется специальная крепкая пластмасса.

Классификация кузовов легковых автомобилей

Кузовы легковых автомобилей различаются по функционалу и своим техническим характеристикам. В первую очередь, типы делятся по восприятию нагрузок, существуют:

• несущие. В этом случае рама отсутствует, всю нагрузку несет на себе кузов. К этому типу относится большинство современных легковых автомобилей;
• полунесущие. Между кузовом и рамой существует жесткое соединение. На легковых машинах такой тип применяется крайне редко;
• разгруженные. Контакт с рамой отсутствует, между ней и кузовом установлены резиновые прокладки или подушки.

В зависимости от конструкции:

• каркасный. Вся нагрузка лежит на жестком основании, на котором закреплены отдельные элементы обшивки;
• полукаркасный, другое название скелетный. Состоит из отдельных частей (дуги, усилители и др.), соединенные между собой элементами облицовки;
• бескаркасный, полностью состоящий из оболочек. Это штампованные детали, соединенные между собой в единую конструкцию. Жесткость придается за счет сечений и форм отдельных элементов. Это наиболее популярный тип, обоснованный удобством производства и легкостью.

Еще одна классификация кузовов определяется по наличию визуальных объемов. Их число можно узнать при взгляде на машину сбоку. Существуют:

• однообъемные. Вид сбоку представляет собой одну, практически выпуклую фигуру;
• полуторобъемные. Определяется две визуально отличимых фигуры. Представитель этого типа – хэтчбек;
• двухобъемные. Фигуры, в данном случае, три – капот, салон, багажник. Ярким примером служит – универсал;
• трехобъемные. Это обычные седаны и некоторые лифтбэки. Есть четко отличимые границы капота, салона и багажника.

Металлическая часть кузова состоит из следующих кузовных деталей:

• Днище кузова (обрабатывается антикоррозийными материалами для уменьшения коррозии);
• Крыша кузова;
• Крылья кузова (обрабатываются антикоррозийными материалами для уменьшения коррозии);
• Панели кузова;
• Двери кузова(крепятся к стойкам кузова петлями, которые держатся винтами, с помощью которых регулируются двери по вертикали и горизонтали); Замки на дверях имеют специальную конструкцию, которая исключает открытие двери даже при ДТП.
• Капот кузова;
• Крышка багажника.

Спереди и сзади кузова установлены бампера. На современных автомобилях бампера изготавливаются из пластмассы или других схожих материалов. В случае ДТП именно бампер автомобиля первый воспринимает на себя удар.

Для размещения водителя и пассажиров в салоне автомобиля устанавливаются сиденья. Устанавливаются сиденья автомобиля на специальные салазки, которые позволяют  регулировать сиденье в продольном направлении. Также можно регулировать наклон сиденья, что обеспечивается специальными ручками по бокам сидений. Регулировка наклона сиденья может осуществляться вплоть до установки спального места.

С недавнего времени очень популярными стали автомобили с формами кузова «хэтчбэк» и «универсал». Такая популярность объясняется возможностью трансформировать автомобиль как  под грузовой, так и под пассажирский вариант.

Общее устройство автомобиля

Основными составными частями в конструкции автомобиля, как мы уже писали выше, являются:

1. Двигатель;
2. Кузов;
3. Шасси;
4. Электрооборудование.

Все они состоят из множества отдельных элементов, деталей, узлов и агрегатов. 

Двигатель – это сердце автомобиля. Он является источником механической энергии и приводит наше авто в движение. Наибольшее распространение в автомобилестроении получили двигатели внутреннего сгорания и дизельные моторы. Однако в последние годы все большую популярность завоевывают автомобили, оснащенные электрическими и гибридными двигателями.

Кузов автомобиля может иметь рамную и безрамную конструкцию. Как правило, в современных легковых автомобилях рама отсутствует, а все узлы и агрегаты крепятся непосредственно к кузову. Именно поэтому такой кузов называют несущим – данное конструкторское решение устройства автомобиля позволяет максимально снизить его массу. Советуем также ознакомиться с классификацией автомобилей по типу кузова.

Шасси автомобиля заслуживает отдельного внимания. Оно представляет собой множество механизмов, в задачи которых входит передача крутящего момента от силового агрегата (двигателя) к ведущим колесам, передвижение автомобиля и управление им. Эти группы механизмов называются трансмиссия, ходовая часть и механизм управления автомобилем.

• Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, тем самым, позволяя изменять крутящий момент по величине и направлению. Трансмиссия двухосного автомобиля с передним расположением двигателя и приводом на задние колеса обычно состоит из таких механизмов: сцепление, коробка передач, карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси.
• Ходовая часть автомобиля состоит из рамы или несущего кузова, переднего и заднего мостов, подвески (рессоры и амортизаторы), колес и шин. Подробнее о видах и типах подвесок автомобилей.
• Механизм управления автомобилем состоит из рулевого управления и тормозной системы (с барабанными и дисковыми тормозами). Он позволяет изменять направление и скорость движения автомобиля, останавливать его и удерживать на месте.

Кроме вышеперечисленных узлов, агрегатов и механизмов абсолютно все автомобили оснащены электрооборудованием, состоящим из источников и потребителей электрического тока.

Электрооборудование автомобиля запускает и дает возможность работать двигателю, освещает и обогревает салон машины, позволяет без проблем передвигаться в темное время суток и в непогоду, поддерживает противоугонную систему, заботиться о нашей с вами безопасности на дороге, превращает автомобиль в концертный зал или даже в кинотеатр, и выполняет множество других полезных и очень важных функций.

Подробнее о работе вибростенда при диагностике ходовой части автомобиля

Ранее диагностика подвески осуществлялась вручную. Теперь для этих целей используют вибростенд, что здорово повысило точность обнаружения неисправностей.

Вибростенд для проверки ходовой машин представляет собой платформу, способную раскачиваться с определенной частотой. Платформа оснащена множеством датчиков, информация с которых передается в специальную программу, установленную на компьютере. Данные измерений сравниваются с эталонными значениями и высчитываются отклонения. Эталонные значения хранятся в базе данных системы. Они индивидуальны для каждой модели автомобиля. Большое значение играет настройка системы перед началом диагностики, что предъявляет определенные требования к квалификации оператора.

Диагностика на вибростенде – очень удобный способ выявить исправность ходовой части транспортного средства. Однако операция доступна только для относительно новых автомобилей, имеющих в конструкции электронные блоки управления. Старые автомобили без электроники проверить таким образом невозможно.

Диагностика проходит следующим образом. Автомобиль заезжает на платформу. Вибростенд начинает качаться с частотой, имитирующей движение по дороге. Количественно частота нарастает от 0 до 25 Гц. Благодаря имеющимся на платформе датчикам измеряется динамический вес каждого колеса автомобиля. Полученные значения сравниваются с эталонными из базы данных. Чем меньше расхождение, тем исправнее считается ходовая часть машины. Передняя и задняя подвески при этом проверяются отдельно.

Задача стенда в том, чтобы максимально приближенно сымитировать воздействие дорожного покрытия на ходовую часть авто. Достигается это путем генерации колебаний определенной частоты. Технически платформа стенда раскачивается благодаря вибраторам с гидравлическим или электродинамическим приводом. В момент измерений колеса машины приводятся в движение посредством специальных барабанов, имеющихся на платформе. Поэтому необходимо оставить КПП на нейтральной передаче. Именно таким образом происходит имитация движения авто на вибростенде.

Что входит в диагностику ходовой части автомобиля на вибростенде? Оборудование разработано таким образом, чтобы проверить те узлы подвески, которые подвергаются наибольшей нагрузке во время движения. К этим элементам относятся: стойки амортизатора, рычаги и пружины, тормозная система, наконечники рулевых тяг, а также подшипники и шаровые опоры. Кроме непосредственно генерации колебаний, вибростенды способны создавать боковые крены. Это нужно для качественной проверки исправности подшипников и шаровых опор.

Не всем автовладельцам по душе способ диагностики ходовой при помощи вибростенда. И даже некоторые профессиональные автомеханики подвергают его критике. Все дело в том, что результаты получаемых измерений зависят от множества факторов. На точность диагностики влияет давление в шинах, передача. Но самое главное – грамотность настройки самого вибростенда, которая зависит от оператора

Поэтому очень важно выбирать качественный сервис, где работают настоящие мастера диагностического дела.

Типы подвесок

По своему предназначению подвеска является той частью, которая отвечает за вертикальное движение колеса относительно кузову. Именно данная конструкция напрямую взаимодействует с кузовом и дорожным покрытием.

На данный момент в автомобилестроении применяется два основных типа подвесок:

• зависимая;
• независимая.

Также на некоторых машинах устанавливается полузависимая подвеска. Однако этот образец чаще всего относят к зависимой схеме.

Ранее на различном транспорте широко применялась зависимая конструкция. Сейчас этот образец постепенно отходит на второй план. Чаще всего система балок устанавливается на грузовые автомобили, которые постоянно подвергаются большим нагрузкам. Также балки нашли применение на внедорожниках рамного типа. На фото подвеска отличается простотой строения. Однако, основное преимущество заключается в надежности. Ее дешево и удобно обслуживать.

Основная часть зависимой системы – рессора. Узел представлен в виде пакета листов, которые выполнены в изогнутой форме. Большинство производителей во время создания рессор используют пружинистую сталь, которая отлично справляется с функцией балансировка кузова.

Независимая подвеска

Большей популярностью пользуется независимый тип подвески. Данная конструкция считается более сложной в плане технического обслуживания ходовой части автомобиля. Основная характеристика этой системы заключается в наличии индивидуальных точек крепления и упругих элементов для каждого колеса. На неровной дороге преимущество несравнимо – колеса не взаимодействуют друг с другом, что делает передвижение авто более плавным.

Подвеска типа Макферсон

Типа Макферсон

90% автомобильных компаний применяют наиболее надежный тип подвески – Макферсон. Это независимый образец системы, который лучше всех показал себя на различных типах транспорта. Элементы ходовой части составляют одну цельную схему, которая отличается высокой надежностью. Данный узел выглядит следующим образом:

• на ступицу одевают колесный диск;
• ступица шарнирным образом фиксируется к кузову;
• роль держателей выполняют жесткие рычаги.

Существует большое разнообразие рычагов, которые могут располагаться согласно разным схемам. Наиболее распространенными являются одинарные, сдвоенные, А-образные рычаги. Детали могут быть верхними и нижними. В состав простой независимой подвески входит один рычаг, располагающийся снизу.

Что еще относится к системе:

• ступицы;
• шаровые опоры;
• тормозные диски;
• поворотные рычаги;
• опорные чашки, располагающиеся снизу;
• пружины;
• буфер сжатия;
• верхние опоры стойки;
• гайки;
• штоки;
• поворотные кулаки;
• валы привода;
• защитные чехлы.

Элементом, гасящим колебания ступицы, является стойка. Деталь состоит из амортизатора и наружной пружины. Качественное крепление стойки к кузову обеспечено подушкой. Внутри узел оснащен упорным подшипником, благодаря которому стойка может вращаться вокруг своей оси.

Со временем стойка начинает передавать все больше колебаний на кузов. Проверку стойки в случае выхода из строя можно выполнить самостоятельно путем раскачивания кузова. При сильном качении неисправный узел не стабилизирует кузов.