Осень к нам приходит: готовим автомобиль к следующему сезону
Если не смотреть на календарь, то, даже вопреки песням Шуфутинского, всё еще кажется, что за окном лето. Тем не менее по ночам температура воздуха падает почти вдвое, а колючий порывистый ветер говорит о том, что время тепла на исходе и через какие-то несколько недель начнутся первые заморозки.
С этой данностью можно ничего не делать, а можно как следует подготовиться, и тогда ваше транспортное средство при наступлении критического момента будет вести себя как повидавший жизнь полярник, а не школьник-первогодок в резиновых сапогах.
Состояние бортовой сети
В первую очередь нужно уделить внимание состоянию аккумулятора. Если вы надолго оставили свое транспортное средство на парковке, да так, что не заметили, как первая изморозь покрыла деревья, траву и даже асфальт, имейте в виду: если пробег бортовой аккумуляторной батареи внушительный, она наверняка разрядилась. Десять раз об одном и том же говорить не будем – для забывчивых мы оставили ссылку на статью, в которой подробно описано, чем опасен недо- и перезаряд для АКБ. Холода, в свою очередь, резко увеличивают внутреннее сопротивление аккумулятора, из-за чего тот теряет ток быстрее обычного.
Чтобы избежать неприятного сюрприза, советуем уже к концу сентября хорошенько зарядить аккумулятор. Для этого достаточно заставить поработать мотор под нагрузкой не ниже 2000-3000 оборотов в течение пары часов. Можно для этого отправиться, скажем, на диностенд, но какой в этом смысл, если погода позволяет выбраться на авто, скажем, за город, то есть совместить приятное с полезным. Длительная работа силового агрегата позволит генератору выдать столько энергии, что её полностью хватит на восполнение заряда АКБ.
Если времени на прогулку нет, можно сделать это и от бытовой электросети с помощью специального ЗУ. Тут важно соблюдать осторожность, так как не все автомобилисты знают, что в процессе зарядки в больших количествах выделяется водород, который может быть пожароопасен. Так что вместо дома разряженный аккумулятор лучше отнести в гараж или другое техническое помещение с хорошей вентиляцией и противопожарной подготовкой.
Чистим стекла
Не в буквальном смысле, конечно, а проводим профилактику этого процесса. Летом омывающую жидкость можно изготовить и самому из водяного раствора с бытовыми «примесями» – как ни странно, некоторые из народных рецептов неплохо с задачей справляются. Тем не менее с наступлением первого осеннего месяца, каким бы теплым он ни был, в бачок омывателя лучше залить незамерзающую жидкость. Воду там оставлять нельзя, так как при минусовой температуре она замерзнет, отчего сам бачок может просто разорвать.
Благо стоит нужная жидкость ядовитого яркого цвета сущие копейки, но пользу приносит немалую: выезжать на дороги общего пользования без нормально функционирующих стеклоомывателей опасно, особенно ночью (а осенью темнеет рано). Даже разовое снижение температуры может нанести некоторым системам вашего авто значительный ущерб, поэтому судьбу лучше не испытывать.
Учим машину правильно дышать
Речь, конечно, не о курсе новомодной йоги. Мы имеем в виду замену воздушного фильтра. Делать это следует не реже одного раза в год, особенно жителям мегаполисов с их смогом и обилием транспорта. Так что, если после зимы вы эту плановую замену «прогуляли», самое время наверстать упущенное, тем более что за лето на поверхности «воздушника» много чего скопилось.
Даже тот, кто менял воздушный фильтр в срок и считает, что он еще послужит, пусть хотя бы вытряхнет его, что ли. Для этого достаточно извлечь элемент из кожуха и вытряхнуть на манер старой тряпки: поверьте, пыли, мусора и грязи будет столько, что вы удивитесь! Зато стекла мутнеть перестанут, дышать в салоне станет легче.
Не забываем прочистить дренаж
Пластиковое жабо под лобовым стеклом, служащее зоной покоя «дворников», по своему прямому назначению есть не что иное, как защитный кожух, который еще называют дефлектором капота, служащим грубой защитой от каких-либо повреждений. Под этой накладкой располагаются дренажные отверстия, часто забиваемые опавшими листьями. Это значит, что хода воде забитый дренажный канал не даст, она будет искать другие пути, чтобы стечь вниз, например, в зоне пролегания электропроводки моторного отсека.
Еще одной неприятностью станет запечатанное сором выходное отверстие дренажа: такие есть в дверях авто и на крыше вдоль контура люка (при его наличии). То есть дождевая вода стекать через них будет, а вот вытекать наружу – нет. Результатом такого процесса станет быстро развивающаяся коррозия кузовных элементов, а иногда и перегорание платы ЭБУ, ремонт которой недешев.
Профилактика ходовой части
Подвеска автомобиля изобилует множеством гибких элементов, таких как сайлент-блоки, резинометаллические опоры, наконечники рычагов. Наступление холодов ничего хорошего им не несет, так что вовремя проверить состояние ходовой – значит уберечься в ближайшем будущем от масштабного ремонта.
Задубевшие при заморозках уплотнители приводят к появлению микрозазоров и люфтов, которые проявляются в виде стуков и скрипов на неровностях. Эти повреждения со временем вызовут перераспределение нагрузок на другие элементы шасси, что приведет к их скорому выходу из строя. Поэтому лучше встречать холода с отремонтированной подвеской. А еще не стоит забывать о состоянии металла вашего автомобиля и позаботиться об антикоррозийной обработке до наступления дождей, холодов и слякоти.
Автомобильная подвеска, независимая двухрычажная, многорычажная
Привет читателям! Сегодня попробую рассказать про самую сложную для изложения тему, а именно - про независимые подвески, имеющие в составе два и более рычага, обладающие сложной кинематикой, большим количеством деталей и ценой немалой в том числе. Тема очень сложная, так как данный тип подвесок не имеет общего стандарта и компоновки, да вообще не имеет какой-то устоявшейся формы, это открытое поле для творчества имеющее только общие принципы, но сама конструкция многорычажки как отпечаток пальца каждой модели, наделенной данным узлом. Но тем не менее, попробуем это все обозреть, и понять, зачем оно надо, и какие у этого всего преимущества.
Попробуем сформировать очень обобщенные плюсы и минусы, но для этого сначала все-же разделим эти подвески на две группы - двухрычажная подвеска и многорычажная, имеющая более двух рычагов.
Итак, двухрычажная подвеска является одним из самых древних и эффективных типов подвесок, состоит из двух треугольных рычагов соединенных с поворотным кулаком шаровыми опорами, в случае с неуправляемой осью нижний рычаг имеет прямоугольную форму, для удерживания угла поворота колеса за счет 4 точек крепления.
Плюсы двухрычажных подвесок:
Простая конструкция.
компактность в вертикальном измерении (не во всех вариантах)
высокая жесткость
точное сохранение углов установки колес при работе, отсутствие паразитных явлений.
низкая точка приложения усилий в продольном направлении, низкая склонность к продольному крену.
Минусы:
малый ход подвески, увеличение хода ведет к сильному увеличению габаритов.
высокая нагруженность точек крепления рычагов, высокие требования к прочности и жесткости подрамника или рамы.
отсутствие активной составляющей в кинематике. кроме возможности задания изменения развала в небольших пределах.
Это основное. Если кратко - это лучший тип подвески для "ручного" управления автомобилем, наиболее точный в поведении, крепкий, простой, надежный. И это ставит его в интересное положение, так как встретить его мы можем на недорогих и старых автомобилях, на внедорожниках, багги, квадроциклах, и .... в формуле 1 и подобных болидах. Вообще, наткнуться мы на него можем там, где нужна или прочность с надежностью, или точность управления, или и то и другое, что формирует специфичный круг использования. При этом комфортабельность это не про нее, максимум - мягкость на отпущеных амортизаторах.
Рассмотрим ярких и наших любимых представителей - обладателей данной подвески, нива в студию)
Как можем видеть, это типичный классический представитель данного типа, два жестких треугольных рычага на жестких шарнирах, удерживающие поворотный кулак за две шаровые опоры, одна из которых несущая и установлена правильным образом за счет высокого расположения нижнего несущего рычага, вторая опора - направляющая. Пружина, амортизатор и стабилизатор взаимодействуют с нижним рычагом. С целью снизить нагрузки, приходящиеся на кронштейны крепления рычагов и на шаровые опоры, рычаги разнесены при помощи удлиняющей сошки верхнего рычага на поворотном кулаке, сделано это для увеличения способности противостоять боковым нагрузкам на подвеску, помимо этого в подвеску заложено кинематическое изменение развала, для этого верхний рычаг имеет длину меньшую, чем у нижнего, и в следствии меньшего радиуса его работы, при работе подвески благоприятно изменяется развал, что улучшает устойчивость автомобиля в поворотах. Это видно на картинке выше. Также укороченный и поднятый рычаг позволил получить правильную ось поворота колеса, которая проходит через центр пятна контакта, убирая плечо обкатки.
Пружина, установленная на середине рычага имеет удачное передаточное число, что способствует увеличению хода и общей энергоемкости системы. Собрана подвеска на жестком подрамнике.
Сейчас мы ощутим лютую универсальность такой подвески, так как после разглядывания древней нивы, в студию заезжает совсем не внедорожный Pontiac Solstice
На нем мы увидим подвеску от нивы, за исключением совмещенной амортизаторной стойки, а еще мы увидим, что спереди и сзади абсолютно одинаковая подвеска, просто сзади рулевая тяга вкручена не в рулевую рейку, а в кронштейн лонжерона!
И этим автомобилем я убью сразу несколько зайцев, ибо на его примере я еще продемонстрирую интегрированную раму, редкий вид несущего кузова, которым любят заманивать продавцы в мир "внедорожников" хотя у них нет никакой интегрированной рамы.
А у понтиака нет подрамников, а подвеска собрана на лонжеронах идущих неразрывно через весь кузов.
Далее мы никак не можем обделить вниманием жигули
На их примере явно видно, что нива моложе и в жигулях мало места. Из-за маленьких колес и размеров самого автомобиля, не удалось нормально разнести рычаги, в следствии чего автомобиль получил довольно большое положительное плечо обкатки, что впрочем, учитывая отсутствие привода на передние колеса, не сильно сказалось на управлении. Плюсом, из-за недостатка места и удешевления конструкции, да и просто раздолбаев итальянцев, опорная шаровая опора установлена в перевернутом виде.
Завершить обзор двухрычажной подвески можно формулой 1, там она используется как на передней, так и на задней оси, упругие элементы в виде пружин и амортизаторов установлены под обтекателями и передают усилие на колесо через коромысло и толкающую, либо тянущую штангу. Это популярная схема в автоспорте. На картинках видно, что могут использоваться как одна, так и две пружины, силовые коромысла также связаны между собой уравнивающими тягами, которые выполняют роль жесткого стабилизатора. Рычаги имеют треугольную форму и аэродинамичный профиль, вся механизация спрятана под обтекателем.
В задней подвеске нижний рычаг имеет 4 точки крепления и выполняет направляющую функцию. Также на картинке можно увидеть второй вариант реализации демпфирования, когда несущая тяга не толкает, а тянет.
Шарниры в таких подвесках не имеют резиновых элементов, используются только жесткие шаровые соединения.
Благодаря максимальной жесткости рычагов треугольной формы и сверхвысокой компактности в вертикальной плоскости, двухрычажка навсегда прописалась в автоспорте.
Далее уходим к многорычажной подвеске.
Многорычажная схема имеет бешеное количество вариаций, поэтому обозреть все то, что наваяли разные инженеры - не хватит и ста постов. Главная цель, которую преследует многорычажная схема - реализация сложной кинематики работы подвески, комбинацией равнодлинных рычагов и реактивных тяг можно реализовать любое динамическое изменение углов установки колеса при работе подвески и воздействии на нее различных сил. Это позволяет очень сильно повысить комфорт управления автомобилем, осуществить пассивное подруливание, компенсацию увода с траектории при боковом воздействии, а за счет распределения задач между разными рычагами, появляется возможность применять эффективные маслонаполненные сайлентблоки с высокой податливостью, за счет чего сильно сократить передачу на кузов вибраций от мелких неровностей и дорожного шума.
В общем эта подвеска про комфорт и ассистирование в управлении, когда машине достаточно задать направление, и активная кинематика поможет нивелировать воздействия окружающих условий и не производить коррекцию там, где автомобиль на более простых типах подвески коррекции потребует. Это мешает в автоспорте, где все эти качества наоборот вредят, зато очень помогает в повседневной жизни.
Минусы у этой подвески тоже большие, как и достоинства. Как правило многорычажная подвеска включает в себя 3-5 рычагов на одно колесо, а количество шарниров и сайлентблоков может доходить до 12 штук на колесо, что сильно затрудняет диагностику неисправностей и ремонт такой подвески. Поэтому в бюджетных автомобилях если многорычажная подвеска и встречается, то в упрощенных вариантах и на задней оси.
пожалуй разделим многорычажку на две группы:
Родственники двухрычажной схемы
Все остальные.
Начнем с первой. Данная группа может быть по ошибке принята за двухрычажку. Но она таковой не совсем является. В ней двухрычажка породнилась с некоторыми идеями из макферсона. Из картинок выше мы уже выяснили, что одной из проблем, свойственных двухрычажкам - является затрудненная реализация нормального плеча обкатки, вспомним жигули
из картинки видно, что для того, чтобы сдвинуть ось поворота колеса, нужно сдвинуть дальше шаровую опору, однако там уже тормозной диск, а верхний рычаг укорачивать нельзя, иначе начнет излишне плавать развал. Вроде-бы полный тупик, но есть выход, нижнюю шаровую опору можно перенести виртуально, для этого нижний рычаг необходимо разделить на два рычага, и закрепить их к поворотному кулаку на раздельные опоры, таким образом мы переносим ось вращения в место пересечения продолженных рычагов.
На картинке зеленым -линия крепления шаровых опор, пересечение красных линий - реальная точка прохождения оси поворота колеса.
Благодаря такому приему можно сместить ось поворота хоть на метр от машины, но нужно на центр колеса. С верхним рычагом можно поступить двумя способами, его можно укоротить, если расположить его высоко, так как чем дальше верхний рычаг располагается от нижнего, тем меньше его влияние на развал, в связи с этим поворотный кулак отрастил длиннющую сошку, а верхний рычаг сильно уменьшился в размерах, кроме того, это позволило сильно разгрузить верхнюю шаровую опору и продлить ресурс.
Сверху подвеска одного из S-классов, как видим, один из нижних рычагов стал несущим, второй направляющим. И также видим очередной ответ на вопрос владельцев машин с перевернутой шаровой несущей опорой. Если машина дорогая - находятся средства для фигурной отливки поворотного кулака, и несущая шаровая устанавливается в правильном положении, а направляющая - вверх ногами. Так что все вопросы исключительно к конструкторам и их бухгалтерам.
Но и это не конец, если нижний рычаг можно поделить на два, то и верхний можно поделить, тогда ось поворота вообще можно поставить идеально вертикально! И да, так делали даже не в космических автомобилях. Многие помнят такой интересный автомобиль как Volkswagen Passat B5, и удивление многих от его управляемости. А все потому, что или главный конструктор психанул, либо финансовый отдел проворонил хитрого инженера, но тем не менее, это единственный представитель своего ценового сегмента с передней многорычажкой, сложнее чем у современного S-класса.
Очень был интересный по поведению автомобиль. Но потребитель взвыл - мало того, что мало кто был в состоянии оценить эти ходовые качества, так еще и ценник за 8 рычагов подвески до сих пор впечатляет впечатлительных, поэтому в дальнейшем паштет хорошей подвески лишили. В принципе так заканчиваются все заходы дорогих технологий в бюджетный класс. А ведь с такой конфигурацией можно создать любую кинематику и при этом не растерять комфорт.
Теперь можно уйти и закончить задней многорычажной подвеской. Там творится полумрак и полный разгул самых разных технических решений.
Главная цель применения сзади многорычажной подвески - кинематика обеспечивающая пассивное подруливание задней оси, которое очень помогает самостабилизации автомобиля в поворотах. Кроме того низкая неподрессоренная масса играет на руку комфорту и облегчает работу амортизаторов в обеспечении постоянного пятна контакта с дорогой, дополнительные тяги и элементы обеспечивают уменьшение продольных кренов при разгоне и торможении автомобиля.
Существует огромное количество вариантов и технических решений у разных производителей, часто основу составляет нижний несущий рычаг, два верхних направляющих рычага и подруливающая тяга, ее всегда можно опознать как самую короткую и стоящую в стороне от основных рычагов.
На картинке типичная схема, ее любит мерседес. 5 рычагов, нижний несущий, два верхних направляющих, спереди продольная реактивная тяга, помогающая воспринимать крутящий момент, сзади рулевой рычаг, которым регулируется базовое схождение и который отвечает за изменение схождения при работе подвески.
Часто для подвески в задней части кузова места остается мало, а для того, чтобы обеспечить подвеске достаточный ход, тяги и рычаги нужно делать подлиннее, в связи с этим рычаги иногда перекрещиваются.
Бмв часто практиковали немного другую схему. Нижний рычаг они делали не только несущим, но и воспринимающим крутящий момент, обеспечивая его четырьмя точками крепления, немного проигрывали в комфорте, зато выигрывали в точности кинематики и управляемости
На фото хорошо виден мощный нижний рычаг, который маленькой дополнительной тягой соединен с кулаком и воспринимает через нее крутящий момент, сверху один крупный направляющий рычаг и малый подруливающий, им-же регулируется базовое схождение. всего 3 рычага.
В японской школе никаких сильных отличий нет, за той лишь разницей, что они люминий не особо уважают, или у них его мало, и подвеску они гораздо чаще делают из чугуния. Вот марк 2
В бюджетном сегменте все попроще, как правило это несущий рычаг, продольный, направляющий и подруливающий, допускается крепление продольного рычага прямо к кузову, а не к подрамнику, так дешевле, железки уже преимущественно штампованые жестянки. Фокус 3, мазды всякие
Но подруливание не всегда бывает пассивным, а иногда и очень даже активным, для этого вместо рулевого рычага помещается самый настоящий рулевой механизм или даже рулевая рейка с электроприводом. На малых скоростях колеса поворачиваются в противоположную передним сторону, на высоких в ту-же.
Сейчас этим балуется мерседес W223, а появилось это еще в восьмидесятых на хонде прелюд с полноуправляемым шасси
С такими системами подвеска часто становится копией передней как у прелюда, или например у крауна
Подытожим:
Многорычажная подвеска это очень хорошо, но часто неискушенный водитель не знает, что она дает, он воспринимает поведение машины как должное, никак не связывая управляемость и комфорт со сложной и хорошо настроенной подвеской, поэтому ее удел - существовать на дорогих автомобилях, где для владельца не является болью замена 20 сайлентблоков. Мое мнение лично для меня - оно того стоит, остальные решают так, что большим спросом пользуются автомобили с простым макферсоном и балкой сзади.
С какой-то стороны это и правильно, ибо бюджетной легкой машине прикручивать сложную и дорогую в содержании подвеску - лишнее.
А так это конечно и отдых за рулем, и комфорт и пассивная безопасность, ведь один неслучившийся улет в отбойник может многократно окупить вагон сайлентблоков. А системы курсовой устойчивости на хорошем шасси работают гораздо эффективнее.
Ну вот пожалуй и всё, можно конечно рассказывать и дальше, но кончилось место. Надеюсь, будет так-же интересно и кому-нибудь пригодится скоротать часть вечера. Всем большое спасибо за внимание, интерес и вопросы. Вчера был шокирован аж двумя донатами, первые в жизни, огромное спасибо за мотивацию и внимание, дальше тоже будет интересно)
Автомобильная подвеска. Макферсон - продолжение\ дополнение
Снова здравствуйте! Предыдущий пост про макферсон неожиданно стал очень популярным, даже самым популярным из двух серий, и там у публики накопились вопросы. В принципе ожидать таких вопросов было логично, постараюсь на них ответить, но сначала сделаю небольшую ремарку.
Многие писали, что вот, у меня спортивный москвич\жигуль\нива\волга на двухрычажке, в шутку конечно, но тут есть на чем остановиться. Да, есть такой момент, когда на недорогих или древних автомобилях установлен на первый взгляд более дорогой тип подвески. Дело в том, что все эти автомобили ведут свою историю из глубины ХХ века, 50-60 года. В те годы макферсон еще не обрел своей популярности, так как был штукой довольно новой, а обновлять, и причем серьезно, как конструкцию кузовов, так и производственную линию по производству компонентов подвески особо не стремились, и двухрычажка вместе с рессорной подвеской наблюдалась в подавляющем числе автомобилей того времени, в том числе и на автомобилях-прародителях нашего автопрома. Тем более что одно из важных достоинств макферсона то, что он занимает меньше места и позволяет расширить моторный отсек, для установки двигателя с коробкой передач поперек, что желательно при применении переднего привода. Для перехода на макферсон необходимо не только перепроектировать кузов, но и организовать производство новых компонентов, таких как амортизаторы, опоры, подшипники и тд и тп, что произошло только при создании принципиально нового автомобиля в советской линейке - переднеприводных ВАЗов, и то, создавали все это с участием немцев. И стоит отметить тот факт, что спортивные наши двухрычажные авто имели сзади архаичный мост, часто еще и на рессорах, поэтому данный пример не укладывается в концепцию применения двухрычажки в более дорогих и качественных автомобилях, нежели популярный массмаркет. Это просто закостенелость нашей промышленности, которой гораздо выгоднее штамповать давно освоенные элементы, не разрабатывая новые, и не организуя их производство, да и современная двухрычажка имеет очень мало общего с тем, что мы можем увидеть в жигулях. И тем не менее, даже жиговская двухрычажка - неплоха по многим параметрам, за исключением качества комплектующих и некоторых досадных решений, типа перевернутой несущей шаровой опоры, и архаичных шкворней в старых волгах.
Теперь, что касаемо применения макферсона в нестандартных случаях, в частности, на рамных автомобилях.
Да, установить его на раму возможно, но это не пользуется популярностью, и является исключением из правил, так как при установке в данном случае мы получим некоторые сложности и инженерные задачи связанные с тем, что макферсон компактен в ширину, но не в высоту, опорная точка, к которой крепится стойка подвески, имеет очень высокое расположение, особенно если нужно достичь больших ходов подвески в случае рамного внедорожника, плюс эта точка будет нести большой вес и переносить ударные нагрузки, так как внедорожник все-таки. Для этого придется приваривать к лонжерону рамы длинный кронштейн, который должен обладать высокой прочностью, что прибавит ему габаритов, и который создаст высокие скручивающие нагрузки на лонжерон. Но есть способы немного обойти эти обстоятельства.
Как я уже говорил, каждый тип подвески - штука собирательная, и макферсон имеет множество вариаций, которые на первый взгляд имеют мало общего с классической схемой, так в макферсоне пружина необязательно будет находиться на амортизаторе, ее также можно установить в стороне, с упором в рычаг подвески, как в двухрычажных схемах. В купе с увеличенной длиной рычага, это дает увеличенный ход подвески, полее благоприятное передаточное число от пружины к колесу, повышенную энергоемкость, и позволяет снять тот самый вес автомобиля со стакана, а амортизаторная стойка начинает выполнять только направляющие и демпфирующие функции, лишаясь несущей. Минусом данной схемы является только перенос веса автомобиля на шаровую опору и увеличенные габариты подвески, что не играет роли в больших и рамных автомобилях, поэтому иногда, на легких компактных внедорожниках, типа сузуки витара, можно встретить данный тип макферсона, кроме того, его можно увидеть в мерседесе W124 как примере крупного безрамного автомобиля Е-класса.
Вот рама витары
Видим, какие пришлось приделать лопухи для макферсона
Для сравнения рама тлк 100, гораздо более крупного и тяжелого, но с классической двухрычажкой.
Видим, насколько все компактнее.
Вот подвеска витары
Хорошо видно отнесенную пружину.
Вот подвеска W124
Как видим, схема та-же, и реализованная в более стесненных условиях, но здесь насилие над макферсоном пошло в угоду комфорту, что добавило головной боли инженерам, так как чтобы реализовать с такой компоновкой полный привод - пришлось сделать аж вот так.
Да, редуктор в поддоне и полуось, проходящая сквозь пружину.
Ну и это-же пикабу, и справедливо читатели заметят, что а вот, есть витара с пружиной на амортизаторе. И да - есть, витара следующего поколения, вот она с подвеской.
Но тут мы увидим, что обретя классический макферсон, витара потеряла раму, обретя обычный несущий кузов, и растеряв немалую часть внедорожных характеристик.
Продолжая тему, стоит коснуться того, что у макферсона вообще может не быть пружины, а роль упругого элемента может играть торсион, ровно также как и в двухрычажной подвеске. Пример этого мы можем увидеть в одном винтажном автомобиле из времен, когда макферсон был новшеством. Это порше 911 первого поколения и его последователей
Вообще упругий элемент можно применить хоть как и какой угодно, главный отличительный знак макферсона - по которому подвеску можно отнести к этому семейству - наличие амортизатора, выполняющего направляющую функцию, то есть амортизаторной стойки. все остальное - фантазии конструкторов, которые столько наплодили вариантов подвесок, сколько есть в мире автомобилей, все чем-то да отличаются. Поэтому жестких правил в этом мире не существует, и не стоит воспринимать правило "не применяется в рамных и спортивных автомобилях" как закон. Все везде применяется, с подвеской до сих пор ставят эксперименты, и хоть раз да всегда будет исключение из правил, можно найти его и во внедорожнике, и в спортивном и в дорогом авто, но это будет исключение из правил, что не отменяет то, что макферсон на раме - экзотика. Можно и карьерный самосвал на нем придумать, но надо-ли?) Хотя я согласен, что не стоило заужать рамки фразой "исключает применение на рамных автомобилях" и рассмотреть все варианты. Тут Вы однозначно правы, и раз есть такой интерес, буду исправляться)
Что касаемо вопросов о несущей шаровой опоре на волге сайбере\себринге, которая стоит на вырывание, так это распространенная штука в двухрычажных подвесках, иногда это конструкторский глупость, иногда компоновочная необходимость. Чаще глупость конечно, ибо во всех вариантах можно поставить опору правильно, но не всегда это будет экономически оправдано. Часто ее ставят таким образом в передне или полноприводных авто, так как нормальной установке мешает шрус, и чтобы это обойти - придется поиметь проблемы с геометрией подвески. А так это обычное дело, вот сайбер
Вот жигуль
А вот богоподобный марк-2
Но! Вот подвеска Нивы, и как видим, там прекрасно поместился и шрус, и шаровая опора в правильном положении
Однако у нивы - высокий дорожный просвет, и расположение рычага близко к ступице выгодно, но совсем не нужно на себринге. Это компромисс, и не совсем удачный. Но, в защиту производителя - вылет такой шаровой от износа никак не сможет произойти, если соблюдать регламент ТО автомобиля, куда входит регулярный осмотр шарниров. Если не гонять с ее грохотом, а стучит она долго и громко, плюс появляются артефакты с рулевым управлением. А вырвать сильным ударом можно и нормально установленую шаровую опору.
Далее был вопрос о полезности распорки между стаканами. На макферсоне стаканы воспринимают большие нагрузки в поперечных направлениях, и острота рулевого управления прямо зависит от жесткости кузова в районе верхнего брызговика, а так как это очень высокая точка, которая к тому-же на имеет поперечной опоры, стаканы имеют свойство сильно пружинить, и даже со временем на старых машинах сходятся друг с другом иногда не на один сантиметр. Реакция-же на руль происходит после того, как все элементы ходовой части напрягутся и выберут люфты, и усиление жесткости опор стоек строго положительно влияет на остроту рулежки, и чем слабее силовая структура кузова, тем сильнее влияет, кроме того, распорка увеличивает жесткость кузова на кручение в целом, что также позитивно влияет на многие ходовые характеристики. Но, в то-же время, связка жесткой перемычкой двух жидких стаканов кардинального эффекта не принесет, и связывать стаканы необходимо не только между собой, но и с моторным щитом, устанавливая треугольную распорку, тогда эффект будет очень ярким. Но и здесь есть свое но. Если автомобиль не имеет отношения к спорту, смысла в распорках нет никакого, ну разве что, кузов чтобы поменьше скрипел, в случае дтп с ударом в переднюю боковую часть, есть шанс отправить в помойку всю морду автомобиля, так как распорка отдаст энергию и на противоположную сторону. В новом автомобиле с новым кузовом эффект также будет невысоким, так как современные кузова уже из коробки обладают высокой жесткостью, и даже иногда и распоркой с завода частенько обладают. Но продлить жизнь кузову поможет, если не попадать в дтп. Надеюсь на вопросы ответил и можно двигаться дальше.
Автомобильная подвеска. Макферсон
Всем здрасьте. Вот появилось время, желание и пепяка на продолжение серии постов про автомобильные подвески. Продолжим - с, сегодня рассмотрим наверно самую популярную схему передней независимой подвески легковых автомобилей - MacPherson, или подвеску с направляющей стойкой, или подвеску с качающейся свечей. Названа она по фамилии ее изобретателя - Эрла Стила Макферсона, сотрудника компании форд в составе GM в 40-х годах ХХ века. Макферсон (так далее будем звать этот тип подвески) представляет собой дальнейшее развитие подвески на двойных поперечных рычагах, которую мы тоже позжа рассмотрим, правда развитие в этом случае - определение двоякое, так как подвеска стала гораздо удобнее и дешевле для конвейерной сборки, растеряв ряд положительных качеств подвески на двойных поперечных рычагах.
Макферсон штука очень простая и состоит как правило из трех основных узлов.
Сама амортизаторная стойка
Рычаг, монолитный либо раздельный (два рычага), либо один поперечный, либо два с разнесенными шаровыми опорами, разберем это дальше.
Стабилизатор поперечной устойчивости.
Рассмотрим основные плюсы и минусы данной конструкции:
Плюсы:
Простота конструкции и легкость конвейерной сборки, что влечет снижение стоимости и уменьшение затрат на обслуживание.
Надежность в следствии основного распределения нагрузок на кузов и точки крепления подвески, а не на ее элементы.
Большой ход подвески, высокая энергоемкость.
Низкая неподрессоренная масса.
Компактность, что позволяет увеличить ширину моторного отсека.
Минусы:
Паразитное изменение угла развала при работе подвески.
Затрудненное демпфирование при наличии продольной нагрузки при разгоне и торможении в следствии увеличенного трения поршня и штока амортизатора.
Сильно ограниченный размер колес.
Плохая способность к компенсации продольного крена при торможении. Особенно в схемах, когда стабилизатор поперечной устойчивости совмещен с передним продольным рычагом.
Высокая нагрузка на верхние стаканы кузова, в местах крепления амортизаторных стоек, стаканы воспринимают как вес автомобиля, так и все продольные и поперечные усилия, возникающие в пятне контакта колеса с дорожным покрытием.
Затрудненная изоляция от дорожных шумов.
Это основное. Как видим, недостатки незначительны для большинства автомобилей, однако исключают ее применение на спортивных автомобилях, автомобилях повышенной комфортабельности, грузовых и рамных автомобилях.
Существует множество разновидностей макферсона, и все эти разновидности преследуют свои цели. На всем подряд тормозить не будет, рассмотри основные концепции, которые могут включать в себя множество однотипных подвидов, и разберемся, зачем-же сделано именно так.
Но для начала посмотрим, как-же эта стойка устроена.
Начнем сверху. Первой у нас всегда будет стоять опора стойки. Это резинометаллическая опора, которая состоит из наружного опорного корпуса, демпфирующего материала, и нижнего упорного корпуса, который контактирует с опорным подшипником стойки. Верхний опорный корпус может быть как коническим обрезиненным при свободной посадке стойки, так и стальным, со шпильками крепления к стакану кузова. Свободная посадка отличается только более простой сборкой.
Вот опора под свободную посадку
от выпадения из стакана она страхуется верхней тарелкой, которая почти всегда висит с зазором над стаканом
Опора с жестким креплением как правило выглядит подобным образом
Ну у под капотом ее тоже можно легко определить
Опора амортизаторной стойки в макферсоне - штука непростая и очень нагруженная. На ней полностью лежит вес машины (половина осевой нагрузки ессно) кроме того, она воспринимает поперечные нагрузки от любых воздействующих на колесо сил, от нее зависит сохранение угла развала и кастора при воздействии нагрузок (также сохранение этих углов сильно зависит и от жесткости стакана кузова, на который опирается стойка, именно поэтому поперечная распорка между стаканами имеет максимальный эффект именно в случае с макферсоном, ибо в нем нельзя сконцентрировать восприятие усилий на подрамнике, как это делается в большинстве других схем), также опоре необходимо обладать достаточной эластичностью, так как стойка при работающей подвеске изменяет свой наклон, также в классическом макферсоне она сильно меняет наклон при повороте колеса в силу большого расстояния от оси поворота колеса до оси амортизатора. Картинка с опережением событий, но на правой схеме с классическим макферсоном видно, насколько ось амортизатора не совпадает с осью поворота колеса, нарисованной сплошной линией, из-за этого стойка при повороте колеса сильно наклоняется в продольной плоскости, иначе сделать нельзя, так как некуда будет деть колесо, либо плечо обкатки станет таким, что машиной будет невозможно управлять.
Кроме всего прочего, опора гасит бОльшую часть дорожного шума и демпфирует мелкие неровности, которые не в состоянии отработать амортизатор, крупный асфальт и прочее.
Как видим, здесь нас настигает та-же беда, что и в полузависимых подвесках, да и вообще, верный спутник упрощенных и удешевленных механизмов - необходимость сочетания несочетаемого в одном элементе. Опора должна быть жесткой, эластичной и упругой одновременно, и игрой этих параметров выставляется смещение общей характеристики подвески в ту или иную сторону.
Далее у нас идет опорный подшипник стойки, одной стороной он упирается в неподвижную опору стойки, второй в опорную чашку пружины, так как в классической конструкции вместе с поворотным кулаком поворачивается и корпус амортизатора и пружина. Подшипник может быть как отдельным, так и интегрированным в опору. Чаще всего это шариковый радиально-упорный подшипник, зачастую изготовленный из пластика со стальными шариками.
О нем говорить нечего, при его неисправности присутствует резкий скрип или громкие щелчки пружины при повороте руля.
Далее у нас идет пружина, установленная с диагональным смещением, ее ось не совпадает с осью амортизатора, зато совпадает с осью поворота колеса. Цель такого изыска - снизить трение внутри амортизатора, и тем самым повысить способность системы к демпфированию. Однако в сильно удешевленных вариантах пружина может стоять и без смещения, также без смещения она будет стоять в некоторых спортивных вариантах с однотрубным амортизатором.
Последним и самым главным элементом служит амортизатор, который помимо демпфирующих функций, несет и направляющие, с этим связаны его большие размеры и увеличенная толщина штока, так как от его жесткости зависят многие параметры подвески. Отсюда вытекает один неприятный момент - увеличение неподрессоренной массы, так как вместе со штоком растет в размерах и корпус амортизатора, так как он тоже должен быть жестки, плюс растет и объем масла в амортизаторе, все это добавляет массы. Однако есть способ всего этого избежать.
При применении однотрубного амортизатора в положении вверх ногами, можно сделать шток тонким, а всю нагрузку возложить на корпус амортизатора, который уже не участвует в неподрессоренной массе. Так мы улучшим характеристики подвески, но усложним обслуживание, поскольку придется периодически смазывать узел трения корпус стойки - корпус амортизатора, ресурс у такой компоновки ниже, поэтому используют ее только около спорта. Как яркий пример такого решения - амортизаторы Bilstein B6. Дополнительным бонусом будет сильное увеличение жесткости стойки, так как теперь ее основу составляет жесткая труба большого диаметра, а не шток амортизатора, кроме того, большая площадь опоры в узле трения нивелирует снижение способности к демпфированию под нагрузкой..
Идем дальше. Одной из негативных особенностей данного типа подвески является смещение плеча обкатки в положительную сторону. При использовании колес небольшого размера в бюджетных автомобилях проблем как правило нет, а вот при желании установить колеса побольше - мы сталкиваемся с тем, что и сам амортизатор, и опорная чашка пружины не дает установить широкие колеса, а если их все-же установить на дисках с уменьшенным вылетом, мы настолько увеличим плечо обкатки, что ездить на этом станет очень затруднительно.
Дабы этого избежать, и все-же прикрутить к макферсону колесья побольше - придумали схему с отнесенным поворотным кулаком, у разных контор она называется по-разному, у GM это Hiper Strut, да и у других подобным образом зовется.
На картинке видно различие между классическим макферсоном и отнесенным поворотным кулаком. Во втором случае сама амортизаторная стойка становится неподвижной, из нее пропадает опорный подшипник стойки, ось поворота колеса теперь не проходит через центр опоры стойки, зато проходит через центр верхней шаровой опоры.
кроме того, поворотный кулак позволяет разместить нижнюю шаровую опору в более выгодном месте, выше и ближе к колесу, что ко всему прочему переносит бОльшую часть восприятия продольных сил на рычаг и подрамник, и снимает эти силы со стойки и стакана. Однако данная конструкция сильно дороже классики и гораздо сложнее в ремонте, владельцы Astra J GTC сейчас вздохнули. Зато управляемость чуть ближе к двухрычажке.
Ну и наконец разберемся с нижними рычагами, там вариантов было немного. Самый дешевый и слабый по ТТХ это вариант, когда используется отдельный поперечный рычаг для восприятия боковых усилий, а для восприятия усилий в продольном направлении используется стабилизатор поперечной устойчивости, такую схему раньше любила контора ауди, минусом данной схемы является то, что для сохранения дорожного просвета стабилизатор приходилось располагать выше поперечного рычага, что порождало расположение продольного рычага под углом, что увеличивало продольный крен автомобиля при торможении (клевки), чтобы этого избежать, стабилизатор приходилось устанавливать под подрамником, это позволяло сэкономить деньги на продольном рычаге.
Второй вариант - использование раздельных рычагов и отдельного стабилизатора поперечной устойчивости, данная схема по сей день используется автовазом в наследниках девятого семейства.
Данная конструкция позволяет добиться улучшенной плавности хода за счет применения двух резиновых опор, воспринимающих нагрузки в продольном направлении, также на руку этому работает и пружинящий длинный рычаг изогнутой формы.
Но бОльшее распространение получила схема с одним треугольным либо г-образным рычагом, такую схему можно встретить в подавляющем числе автомобилей, все эти виды рычагов мы подробно рассматривали в предыдущих постах серии.
солярис
астра
Для улучшения кинематики и для улучшения отзывчивости на поворот руля некоторые производители применяют схему с разнесенными рычагами и двумя шаровыми опорами, как это любит бмв с мерседесом.
В таких схемах при повороте колеса изменяется его кастор, что благотворно влияет на пятно контакта в повороте и уменьшает радиус разворота. Этот эффект легко увидеть как "подламывание" колес при вывороте, как на старых мерседесах.
Ну в общем-то рассказывать про макферсон больше нечего. Это отличный недорогой в покупке и эксплуатации вариант с достойными характеристиками, который по праву заслужил свое место в подавляющем большинстве автомобилей. В дорогих (ток не надо говорить, что и гранта дорогая) и спортивных автомобилях он не используется, так как он все-же наделен рядом негативных качеств, с которыми мирятся из-за цены. В грузовиках не применяется, так как придется излишне усиливать стаканы кузова, которые все равно рано или поздно пострадают, ну а на рамных автомобилях не используется, ибо тянуть огромный опорный кронштейн стойки от рамы вверх просто глупо, хотя его длинноходность выглядит привлекательно.
Наверно всё, далее как цель - двух и многорычажная подвеска. А затем проедемся по системам полного привода, так как был запрос в комментариях. Всем до встречи! За ошибки не ругайте, набивал быстро, вычитывать лень..