Čo je závislé a nezávislé odpruženie automobilu?

Čo je závislé a nezávislé odpruženie automobilu?

Odpruženie je systém, ktorý spája karosériu vozidla s kolesami. Je určený na tlmenie otrasov a otrasov v dôsledku nerovných ciest a zabezpečenie stability stroja v rôznych podmienkach.

Hlavnými časťami pruženia sú elastické a tlmiace prvky (pružiny, pružiny, tlmiče a gumené diely), vedenia (páky a nosníky spájajúce karosériu a kolesá), nosné prvky, stabilizátory a rôzne spojovacie diely.

Existujú dva hlavné typy zavesenia - závislé a nezávislé. Ide o závislosť alebo nezávislosť kolies tej istej nápravy pri jazde po nerovnom povrchu.

závislé zavesenie. Kolesá jednej nápravy sú navzájom pevne spojené a pohyb jedného z nich vedie k zmene polohy druhého. V najjednoduchšom prípade pozostáva z mostíka a dvoch pozdĺžnych pružín. Je možný aj variant na vodiacich pákach.

Nezávislé zavesenie. Kolesá na tej istej náprave nie sú navzájom spojené a posunutie jedného neovplyvňuje polohu druhého.

Princíp fungovania závislého zavesenia

Ak sa pozriete na závislú schému zavesenia, môžete vidieť, že spojenie ovplyvňuje vertikálny pohyb kolies a ich uhlovú polohu vzhľadom na rovinu cesty.

Keď sa jedno z kolies posunie nahor, druhé pôjde dole, pretože elastické prvky a celá vodiaca lopatka sú umiestnené vo vnútri koľaje vozidla. Stlačenie pružiny alebo pružiny na ľavej strane auta odľahčí karosériu, respektíve pravá pružina sa čiastočne narovná, vzdialenosť medzi karosériou a vozovkou vpravo sa zväčší. Nie je to vždy jednoznačné, pretože výsledné nakláňanie karosérie bude skresľovať obraz a veľa závisí od výšky ťažiska auta a vzdialenosti pozdĺž osi od pružiny alebo pák ku kolesu. Takéto efekty, ktoré spôsobujú pretáčanie vozidla a tendenciu hojdať sa, sa berú do úvahy pri výpočte odpruženia.

Keďže obe kolesá sú v rovnobežných rovinách, ak zanedbáme umelo vytvorené uhly odklonu, tak naklonenie jedného z nich napríklad doľava spôsobí, že druhé bude mať podobný uhol v rovnakom smere. Ale vo vzťahu ku karosérii sa okamžitý uhol odklonu zmení rovnakým spôsobom, ale s opačným znamienkom. Zmena odklonu na kolese vždy zhoršuje trakciu a pri tejto schéme sa to deje okamžite s oboma kolesami na náprave. Z toho vyplýva neuspokojivá činnosť závislých pružení pri vysokých rýchlostiach s bočným zaťažením v zákrutách. A nevýhody takéhoto pozastavenia nie sú obmedzené na toto.

Úlohou pružiny vo všeobecnom zmysle slova môžu byť priamo typické pružinové konštrukcie z rôznych materiálov a s rôznym počtom plechov v súprave vrátane premenlivej tuhosti (s pružinami), ako aj pružiny alebo vzduchové pružiny podobné napr. ich rozloženie.

Pružinové odpruženie. Pružiny môžu byť umiestnené pozdĺžne alebo priečne, tvoria rôzne oblúky, od štvrtiny elipsy až po celú. Odpruženie na dvoch poloeliptických pružinách umiestnených pozdĺž tela sa už dlho stalo klasikou. Iné vzory sa používali v prvej polovici minulého storočia.

Vlastnosti listovej pružiny sú také, že má vo vertikálnej rovine normalizovanú tuhosť a pri všetkých ostatných možno zanedbať jej deformáciu, preto táto konštrukcia neobsahuje samostatnú vodiacu lopatku. Celý most je pripevnený k rámu alebo ku karosérii výlučne cez pružiny.

Tento prívesok obsahuje:

• pružiny obsahujúce jeden alebo viac plochých kovových plechov, niekedy sa používajú kompozitné materiály;
• svorky spájajúce pružinové listy sadzobných štruktúr;
• medzi plechmi sú umiestnené podložky proti vŕzganiu, ktoré znižujú trenie a zlepšujú akustický komfort;
• pružiny odpruženia, čo sú prídavné menšie pružiny, ktoré vstupujú do činnosti pri zvolení časti dráhy pruženia a menia jeho tuhosť;
• rebríky upevňujúce pružinu k nosníku mosta;
• predné a spodné montážne konzoly s puzdrami alebo tichými blokmi, ktoré umožňujú kompenzovať zmenu dĺžky pružiny pri stlačení, niekedy sa nazývajú náušnice;
• vankúše-štiepkovače, ktoré chránia plechy pred nevratnou deformáciou s maximálnym ohybom na konci pracovného zdvihu.

Všetky závislé zavesenia sú vybavené samostatne inštalovanými tlmičmi, ktorých typ a umiestnenie nezávisí od typu pružného prvku.

Pružiny sú schopné s miernou deformáciou prenášať ťažné a brzdné sily z nosníka nápravy na karosériu, zabraňujú krúteniu nápravy okolo vlastnej osi a odolávajú bočným silám v zákrutách. Ale kvôli nejednotnosti požiadaviek na tuhosť v rôznych smeroch to všetko robia rovnako zle. Ale nie všade je to nevyhnutné.

Na ťažkých viacnápravových vozidlách je možné použiť odpruženie vyváženého typu, keď jeden pár pružín obsluhuje dve susedné nápravy, spočívajúce na ich koncoch, a je upevnený na ráme v strede. Ide o typické odpruženie nákladného vozidla so svojimi výhodami a nevýhodami.

Odpruženie závislé od pružiny. Úlohu pružného prvku vykonávajú valcové pružiny alebo vzduchové pružiny, takže tento typ vyžaduje samostatnú vodiacu lopatku. Môže byť rôzneho prevedenia, najčastejšie sa používa systém piatich prúdnicových tyčí, dvoch horných, dvoch spodných a jednej priečnej (panhardská tyč).

Existujú aj iné riešenia, napríklad z dvoch pozdĺžnych tyčí s jednou priečnou, alebo s nahradením panhardskej tyče Wattovým paralelogramovým mechanizmom, ktorý lepšie stabilizuje most v priečnom smere. V každom prípade pružiny pracujú iba v kompresii a všetky momenty z mosta sa prenášajú cez prúdové ťahy so silentblokmi na koncoch.

Princíp fungovania nezávislého zavesenia

Nezávislé zavesenia sú široko používané v predných riadených kolesách osobných automobilov, pretože ich použitie výrazne zlepšuje usporiadanie motorového priestoru alebo kufra a znižuje možnosť samokmitania kolies.

Ako pružný prvok v nezávislom zavesení sa zvyčajne používajú pružiny, o niečo menej často - torzné tyče a ďalšie prvky. Tým sa rozširuje možnosť použitia pneumatických elastických prvkov. Elastický prvok, s výnimkou pružiny, nemá prakticky žiadny vplyv na funkciu vodiaceho zariadenia.

Pre nezávislé zavesenia existuje veľa schém vodiacich zariadení, ktoré sú klasifikované podľa počtu pák a umiestnenia otočnej roviny pák.  

V nezávislom fronte zavesenie spojky, náboj kolesa je uložený s dvomi kuželíkovými ložiskami s kosouhlým stykom na čape čapu riadenia, ktorý je spojený s hrebeňom otočným čapom. Medzi vzperou a čapom riadenia je nainštalované axiálne guľôčkové ložisko.

Nosič je otočne spojený závitovými puzdrami s hornými a dolnými vidlicovými pákami, ktoré sú zase spojené s nápravami upevnenými na priečnikoch rámu pomocou gumených puzdier. Pružným prvkom zavesenia je pružina, ktorá sa svojím horným koncom opiera o vylisovanú hlavu priečnika a svojim spodným koncom o podpornú misku, priskrutkovaná k spodným ramenám. Vertikálny pohyb kolies je obmedzený dorazom gumových nárazníkov v nosníku.

Dvojčinný teleskopický hydraulický tlmič je inštalovaný vo vnútri pružiny a je spojený s horným koncom s priečnym rámom cez gumové vankúše a so spodným koncom so spodnými pákami.

Nedávno sa rozšírilo zavesenie "hojdacej sviečky". McPherson. Skladá sa z jednej páky a teleskopickej vzpery, na jednej strane pevne spojenej s kĺbom riadenia a na druhej strane upevnenej v päte. Päta je axiálne ložisko uložené v poddajnom gumovom bloku namontovanom na tele.

Hrebeň má schopnosť kývať sa v dôsledku deformácie gumového bloku a otáčať sa okolo osi prechádzajúcej cez axiálne ložisko, vonkajší záves páky.

Medzi výhody tohto zavesenia patrí malý počet dielov, menšia hmotnosť a priestor v motorovom priestore či kufri. Zvyčajne je závesná vzpera kombinovaná s tlmičom nárazov a pružný prvok (pružina, pneumatický prvok) je namontovaný na vzpere. Nevýhody odpruženia MacPherson zahŕňajú zvýšené opotrebovanie vodiacich prvkov vzpery s veľkými dráhami pruženia, obmedzené možnosti zmeny kinematických schém a vyššia hlučnosť (v porovnaní so zavesením na dvoch priečnych ramenách).

Zariadenie a činnosť závesov MacPherson sú podrobne opísané nižšie.

Odpruženie s výkyvnou vzperou má kované rameno, ku ktorému je rameno stabilizátora pripojené cez gumené podložky. Priečna časť stabilizátora je pripevnená k priečniku karosérie pomocou gumených podložiek a oceľových konzol. Diagonálne rameno stabilizátora teda prenáša pozdĺžne sily z kolesa na karosériu, a preto tvorí súčasť integrovaného vodiaceho ramena zavesenia. Gumové vankúšiky umožňujú kompenzovať deformácie, ktoré vznikajú pri kývaní takéhoto kompozitného ramena, a tiež tlmia pozdĺžne vibrácie prenášané z kolesa na karosériu.

Tyč teleskopickej vzpery je upevnená na spodnej základni gumového bloku hornej pätky a neotáča sa spolu s vzperou a na nej nainštalovanou pružinou. V tomto prípade sa pri akomkoľvek otáčaní riadených kolies otáča aj hrebeň vzhľadom na tyč, čím sa odstraňuje statické trenie medzi tyčou a valcom, čo zlepšuje odozvu pruženia na malé nerovnosti vozovky.

Pružina nie je inštalovaná koaxiálne s hrebeňom, ale je naklonená smerom ku kolesu, aby sa znížilo priečne zaťaženie tyče, jej vedenia a piestu, ktoré sa vyskytuje pod vplyvom vertikálnej sily na koleso.

Charakteristickým znakom zavesenia riadených kolies je, že by malo umožniť kolesu otáčať sa bez ohľadu na vychýlenie pružného prvku. To zaisťuje takzvaná pivotová zostava.

Závesy môžu byť otočné a bez otočné:

1. Pri otočnom zavesení je kĺb pripevnený na čape, ktorý je namontovaný s určitým sklonom k ​​vertikále na vzpere zavesenia. Na zníženie trecieho momentu v tomto kĺbe možno použiť ihlové, radiálne a axiálne guľkové ložiská. Vonkajšie konce závesných ramien sú spojené s hrebeňom pomocou valcových spojov, zvyčajne vyrobených vo forme mazaných klzných ložísk. Hlavnou nevýhodou otočného zavesenia je veľký počet pántov. Pri kývaní pák vodiaceho zariadenia v priečnej rovine nie je možné dosiahnuť „účinok proti ponoreniu“ v dôsledku prítomnosti stredu pozdĺžneho valca zavesenia, pretože osi výkyvu pák musia byť prísne paralelný.
2. Nezávislé závesné konzoly Besshkvornevy, kde sú valcové závesy stojana nahradené guľovými, sa stali oveľa rozšírenejšími. Konštrukcia tohto závesu obsahuje čap s pologuľovou hlavou, je osadený keramicko-kovovou nosnou vložkou, ktorá pracuje na guľovej ploche tela pántu. Prst spočíva na špeciálnej gumenej vložke potiahnutej nylonom namontovanej v špeciálnom držiaku. Puzdro závesu je pripevnené k závesnému ramenu. Pri otáčaní kolesa sa čap otáča okolo svojej osi vo vložkách. Pri vychýlení odpruženia sa kolík spolu s vložkou kýva vzhľadom na stred gule - na to je v tele oválny otvor. Tento záves je nosný, pretože sa cez neho prenášajú zvislé sily z kolesa na pružný prvok, pružinu, ktorá sa opiera o spodné rameno zavesenia. Závesné ramená sú pripevnené ku korpusu buď pomocou valčekových klzných ložísk, alebo pomocou gumovo-kovových pántov, ktoré fungujú vďaka šmykovej deformácii gumových puzdier. Tieto vyžadujú mazanie a majú schopnosť izolovať vibrácie.

Ktoré odpruženie je najlepšie?

Pred zodpovedaním tejto otázky by ste mali zvážiť výhody a nevýhody oboch typov príveskov.

Medzi výhody hungиmôj odpruženie - vysoká pevnosť a spoľahlivosť konštrukcie, rovnomerná priľnavosť k vozovke a zvýšená stabilita v zákrutách, ako aj nemennosť vôle, rozchodu a iných ukazovateľov polohy kolies (veľmi užitočné v teréne).

Medzi nevýhody závislého zavesenia patria:

• tuhosť zavesenia môže spôsobiť nepohodlie pri jazde na zlej ceste;
• znížená kontrola nad vozidlom;
• zložitosť úpravy;
• ťažké diely výrazne zvyšujú neodpruženú hmotu, čo negatívne ovplyvňuje plynulosť jazdy a dynamické vlastnosti stroja a zvyšuje aj spotrebu paliva.

Nezávislé pozastavenie a jeho výhody:

• zvýšený jazdný komfort, pretože kolízia jedného z kolies s nerovnosťou nijako neovplyvňuje druhé;
• menšie riziko prevrátenia pri náraze do vážnej diery;
• lepšia ovládateľnosť, najmä pri vysokej rýchlosti;
• znížená hmotnosť poskytuje lepší dynamický výkon;
• široké možnosti nastavenia pre dosiahnutie optimálnych parametrov.

Medzi nevýhody patrí:

• kvôli zložitému dizajnu bude služba drahá;
• zvýšená zraniteľnosť pri jazde v teréne;
• šírka stopy a ďalšie parametre sa môžu počas prevádzky meniť.

Ktorá je teda lepšia? Odpruženie je jednou z najčastejšie opravovaných súčastí stroja. Toto treba brať do úvahy pri výbere auta. Oprava nezávislého zavesenia bude stáť viac ako závislého. Navyše, nezávislý, s najväčšou pravdepodobnosťou, bude musieť byť opravený častejšie.Nebude zbytočné pýtať sa na dostupnosť náhradných dielov. Originálne diely správnej kvality pre zahraničné autá možno bude potrebné objednať samostatne.

Pre jazdu hlavne po asfalte je najlepšou voľbou predné nezávislé odpruženie a zadné závislé. Pre SUV alebo iné auto, ktoré má slúžiť v teréne, je najlepšou voľbou závislé odpruženie – na oboch nápravách alebo aspoň na zadnej. Most neudrží väčšinu nečistôt. A pôda a sneh sa veľmi aktívne prilepia na časti nezávislého zavesenia. Zároveň aj s mostom ohnutým na horskej ceste zostane auto v pohybe. Porucha nezávislého zavesenia však neumožní vozidlu pokračovať v pohybe. Je pravda, že v mestských podmienkach nebude manipulácia s takouto schémou najlepšia.

V posledných rokoch začali výrobcovia vybavovať niektoré autá odpružením, ktoré môže fungovať v niekoľkých režimoch. Ich elektronika umožňuje rýchlo, za jazdy, meniť parametre v závislosti od dopravnej situácie. Ak to finančné prostriedky umožňujú, stojí za to pozrieť sa na modely, ktoré majú takýto systém.