НЕСУЧА СИСТЕМА

Вимоги

- Забезпечення автоматичної адаптації ходової системи до умов руху та автоматичного керування рухом автомобіля і виключення клювків, присідань, галопувань, надмірних кренів, пробоїв, тощо.

-Забезпечення оптимального розподілу сил тяжіння на колеса.

- Забезпечення заданих показників плавності ходу.

- Забезпечення постійної, найбільш оптимальної взаємодії коліс з поверхнею дороги при різноманітних умовах руху.

- Мінімальна металоємність конструкції.

Класифікація

- За конструкцією несучої системи: Рамна або кузовна.

- За конструкцією підвіски:

1. За переміщенням коліс відносно рами і коливанням коліс;

2. За способом стабілізації положення кузова та плавністю ходу;

3. За типом пружного елементу підвіски.

Загальна конструкція

Несуча система, підвіска, мости, колеса та шини.

Рис. 2. Ходова система автомобіля Audi A3 з пружинним пружним елементом

Рис. 3. Ходова система автомобіля ЗИЛ-131 що включає несучу систему драбинного типу, ресорні пружні елементи, балансирну підвіску середніх та задніх коліс

Рис. 4. Ходова система та двигун автомобіля Мercedes Benz AXOR 1843 LS

Рис. 5. Ходова система та трансмісія автомобіля VW Touareg

Рис. 6. Шнекова ходова система транспортного

засобу високої прохідності

НЕСУЧА СИСТЕМА

Несуча система в залежності від призначення та конструкції транспортного засобу може бути рамна або кузовна. Відповідно до цього автомобілі, автобуси та причепи за типом несучої системи класифікують на рамні і безрамні (з несучим кузовом).

Безрамні автомобілі можуть виготовлятися з несучою основою або з несучим корпусом.

Рис. 7. Несуча система драбинного типу легкового автомобіля Тойота

Призначення

Слугує для розміщення двигуна, кузова всіх агрегатів, механізмів, систем та з’єднання в єдине ціле всіх елементів ходової частини.

Вимоги

- Оптимальність розташування агрегатів, вузлів, механізмів та систем автомобіля.

- Забезпечення комфорту та безпеки пасажирів при використанні у пасажирських автотранспортних засобах

- Захист пасажирів, вантажів від вібрацій. Надійна шумо, пило, газо, тепло і гідроізоляція та захист від корозії пасажирських салонів.

- Забезпечення низького розташування вантажу та можливість використання засобів механізації при навантаженні ( розвантаженні ).

- Можливість установки додаткового обладнання на автомобіль та автоматичних систем керування рухом.

Класифікація

1. Рамна: Драбинна, хребтова, об’єднана, периферійна, Х-подібна.

2. Кузовна: А). За призначенням – вантажні, пасажирські, вантажопасажирські. Б). За конструкцією – каркасні, напівкаркасні, безкаркасні. В). За розподілом навантаження – кузов з несучим корпусом та кузов з несучою основою, де навантаження розподіляється між рамою та кузовом.

Конструкція несучої системи

Рама, кузов, тягово-зчіпний пристрій, модульні елементи.

На легкових автомобілях великого та особливо великого класу найбільше розповсюдження отримали лонжеронні периферійні рами. Легкові автомобілі особливо малого, малого та середнього класу виготовляються в основному безрамними з несучим корпусом.

Автобуси можуть виготовлятися: 1. Рамно-роздільними, де застосовують два розділених між собою елементи - рамне шасі та кузов з основою, які поєднуються болтами чи стрем’янками через пружні елементи. 2. Рамно-об’єднані, де поперечини єдиної конструкції рами та основи кузова мають зовнішні консолі на повну ширину транспортного засобу, до кінців яких прикріплені шпангоути (внутрішні ребра) кузова.

Для вантажних автомобілів і автобусів частіше за все застосовують рами драбинного типу. Для зниження маси лонжерони такої рами виконують змінної висоти. Найбільш поширені лонжерони відкритого П-подібного профілю. Поєднання елементів рами виконують за допомогою болтів, заклепок або зварюванням. Елементи рами виготовляють зі сталі. Рами деяких легкових автомобілів з метою зменшення маси виготовляють зі сплаву алюмінію. Кузова виготовляються зі сталі, або карбонові з метою зменшення маси.

Рис. 8. Несуча система легкового автомобіля

У легкових автомобілів з’єднання елементів несучої системи, як правило виконується за допомогою зварювання.

Рис. 49. Несуча система (рама) драбинного типу вантажного автомобіля

Форма повздовжніх та поперечних лонжеронів з підсилювачами різна в залежності від того яке навантаження вони отримують.

Рис. 11. Конструкція несучої системи драбинного типу автомобіля

ЗИЛ-131:

1,15-повздовжні лонжерони; 2,6-кронштей передньої ресори; 3,16-верхні кронштейни амортизаторів; 4,17-кронштейни задньої опори двигуна;

5,12-бризковики; 7-передній буфер; 8-накладка буфера; 9-кронштейн пускової рукоятки; 10-буксирний крюк; 11,19,22,24,29-поперечини;

13,14-розкоси кріплення крюків та буфера; 18-кронштейн кріплення електропневматичного клапану керування включенням переднього моста;

20-кронштейн задньої опори кабіни; 21-кронштейн кріплення роздавальної коробки; 23-косинка поперечини; 25-кронштейн задньої ресори; 26-розкос задньої поперечини; 27-задній буфер; 28- рим для ланцюга причепа;

30-буксирне обладнання.

Поперечні та повздовжні лонжерони з’єднані заклепками. Для покращення жорсткості рами використані косинки поперечини 23 та розкоси задньої поперечини 26.

Рис. 12. Несуча система Мercedes Benz AXOR 1843 LS

У зоні кріплення задньої підвіски на повздовжніх лонжеронах застосовані на заклепках підсилюючі елементи-кутники.

Рис. 4.13. Схеми несучих систем ( рам ) легкового автомобіля:

( а-драбинна; б-хребтова; в- Х- подібна; г- периферійна. )

Драбинні рами у більшості застосовується у автобусах та вантажних автомобілях. Хребтові та Х- подібні конструкції рами є досить жорсткими особливо на кручення. Периферійні рами з лонжеронами замкнутого профілю, які розташовані по периферії підлоги, створюють жорсткі пороги і використовуються для легкових автомобілів.

Рис. 14. Схеми несучих систем вантажних автомобілів та автобусів.

( а- драбинна, б- об’єднана драбинна, в- хребтова )

Об’єднана драбинна несуча система використовується у автобусах, де до рами приварюються внутрішні ребра кузова. Хребтові рами жорсткі, мають одну центральну несучу трубчасту балку і додатково може бути добавлено картери коробки передач, роздавальної коробки, головних передач.

Рис. 15. Схеми перетину основних елементів каркасних та оболонкових

несучих систем ( кузовів ):

а – наддверне; б – середньої стійки; в – стійки вітрового вікна;

г – надвіконної балки; д – порога.

Рис. 16. Несуча система (рама) кузова Ферарі зі сплаву алюмінію

Використання несучої системи з алюмінієвого сплаву значно зменшує масу несучої системи та збільшує жорсткість і термін роботи.

Рис. 17. Несуча система легкового автомобіля BMW

2. ПІДВІСКА

Під час руху автомобіля пружний елемент, під час наїзду коліс на нерівність дороги, стискається, зм’якшує поштовхи та ударні навантаження від коліс на кузов. Застосування пружного елемента підвіски дозволяє уникнути копіювання кузовом профілю нерівностей дороги, покращити плавність ходу автомобіля та покращити умови перевезень пасажирів та вантажів. Конструкція підвіски залежить від співвідношення підресорених та не підресорених мас. Чим менша величина не підресорених мас, тим менше вплив на плавність ходу автомобіля під час руху по нерівній поверхні. Чим важчі підресорені маси, тим менше втрачає колесо контакт з поверхнею дороги. Тому у сучасних автомобілях не підресорену масу стараються зменшити до мінімально допустимої.

Рис. 18. Робота пружинних елементів підвіски автомобіля під час руху автомобіля по нерівній поверхні дороги

Під час наїзду колеса на нерівність опорної поверхні стискається пружина того колеса, яке наїхало на нерівність. Положення інших коліс остаються незмінними і до значного підвищення кузова це не приводить.

Рис. 19. Адаптивна важільно-пружинна підвіска автомобіля Toyota LC

В автоматичному режимі забезпечує рух без галопування, клювків, значних кренів кузова.

Рис. 20. Схема підресорених мас легкового автомобіля з пружинною підвіскою:

m_nn – підресорена маса, що припадає на передню підвіску; m_n –загальна підресорена маса автомобіля; m_nз- підресорена маса, що припадає на задню підвіску. До не підресорених мас - m_нnn, m н_nз відносяться мости, колеса з маточинами, гальмівними механізмами.

Призначення

Слугує для пружного з’єднання несучої системи автомобіля з колесами та забезпечення плавного руху.

Вимоги

- Забезпечення плавності руху, зменшення та виключення впливу негативних

явищ (резонансів, кренів, галопування, присідання, при розганянні та клювків при гальмуванні, “пробоїв” підвіски тощо) на перевезення вантажів та забезпечення безпечного і комфортного перевезення пасажирів шляхом застосування адаптивних підвісок з автоматичними системами керування.

- Забезпечення постійного і надійного контакту всіх коліс автомобіля з поверхнею дороги шляхом застосування автоматичних систем передачі та перерозподілу крутного моменту між колесами автомобіля.

- Забезпечення найменшої зміни колії і кутів установлення керованих коліс при їх переміщенні відносно несучої системи.

- Забезпечення заданої частоти власних коливань у всьому діапазоні навантажень і оптимального згасання вимушених коливань.

- Передача всіх сил і моментів від коліс до несучої системи.

- Узгодженість кінематики підвіски з кінематикою функціональних елементів автомобіля, здатних переміщатися відносно несучої системи ( рульового керування, карданної передачі, тощо ).

- Протидія надмірним кренам підресорених частин під дією бокових сил.

- Виключення “прoбоїв“ підвіски.

Класифікація

- За типом напрямних пристроїв та переміщенням коліс відносно рами або кузова (залежна автономна та балансирна, незалежна).

- За типом і матеріалом пружного елемента (Металеві – пружинні, торсіонні, ресорні. Неметалеві – пневматичні, гідропневматичні, резинові, комбіновані).

- За способом передачі сил і моментів до коліс або від коліс (Ресорні, штангові, одно або дво важільні рівної та нерівної довжини, з розташуванням важелів вертикально, поперек та подовж автомобіля, комбіновані ).

- За способом утримання автомобіля в горизонтальній площині (Адаптивні з електронним керуванням та звичайні).

- За типом пристрою гасіння коливань.

Конструкція підвіски

Пружний елемент, направляючий пристрій та стабілізатори поперечної стійкості, пристрої гасіння коливань, компресор, автоматичні електронні системи керування.

Пружні елементи можуть бути металеві та неметалеві і складатися з одного або декількох пружних елементів.

До металевих пружних елементів відносяться ресори, спіральні пружини та торсіони.

До неметалевих пружних елементів - гума або полімерний матеріал та повітря або інертний газ.

Направляючий пристрій слугує для забезпечення заданої кінематики коліс (мостів) відносно несучої системи та передачі сил, що діють між колесами і несучою системою.

До напрямних пристроїв відносяться ресори, шарнірні штанги, важелі, балки.

Пристроєм для зменшення (гасіння) коливань найчастіше служать гідравлічні, гідропневматичні або пневматичні амортизатори.

До стабілізаторів поперечної стійкостівідносяться торсіонні стрижні, які закручуються при нахилах автомобіля, амортизатори адаптивних підвісок, а також деякі елементи напрямних пристроїв (наприклад: балка заднього моста автомобіля ВАЗ-2108).

2.1. Схеми підвісок з пружинним пружним елементом

Пружні пружинні елементи підвісок, завдяки малій масі та забезпеченні необхідності плавності руху, найбільше розповсюдження отримали у легкових автомобілях. Під час стискання пружини її витки зближуються та закручуються. У той же час пружина не передає зусилля у горизонтальній площині і потребує застосування складних направляючих елементів, які як правило складаються з двох подовжніх штанг, двох реактивних і однієї поперечної штанги.

Рис. 21. Пружний елемент-пружина

Залежні підвіски- це такі, у яких коливання одного з коліс пов’язане з коливанням іншого і використовуються у вантажних автомобілях, автобусах і деяких легкових автомобілях. Залежні підвіски можуть бути автономними або балансирними.

Рис. 22. Схема положення коліс та моста залежної підвіски, під час наїзду одного з коліс на нерівність поверхні дороги

Рис. 23.Схема переміщення елементів залежної підвіски, моста та коліс при руху автомобіля по нерівній поверхні дороги

Незалежні підвіски – це такі підвіски, де коливання одного з коліс однієї осі автомобіля не залежить від коливань іншого колеса. Незалежні підвіски використовують в основному для легкових автомобілів, а також для вантажних автомобілів високої прохідності.

Рис. 24. Схема положення елементів незалежної підвіски та коліс під час руху автомобіля по нерівній поверхні дороги

Рис. 25. Схема переміщення елементів незалежної одно важільної (ліворуч) та двоважільної рівної довжини (праворуч) підвіски і коліс при руху автомобіля по нерівностях дороги

Рис. 26. Схема положення незалежної двоважільної з важелями різної довжини підвіски, коліс при руху автомобіля по нерівній поверхні дороги

Рис. 27. Незалежна підвіска ГАЗ-24 з пружинним пружним елементом, важелями різної довжини та шворнем:

1-стійка; 2-нижній важіль; 3-буфер стискання; 4-підшипник; 5-шкворень; 6-кришка; 7-верхній важіль; 8-буфер віддачі; 9-амортизатор; 10-пружина підвіски; 11-верхня опора пружини.

Рис. 28. Важільно – телескопічна підвіска ВАЗ-2109:

1-куловий палець; 2-маточина; 3-гальмівний диск; 4-захисний кожух;

6-нижня опорна чашка; 7-пружина; 8-захисний чохол; 9-буфер стискання;

10-верхня опорна чашка; 11-гумова опора; 12-кришка; 13-підшипник;

14-шток; 15-гайка; 16-амортизаторна стійка; 17-ексцентричний болт;

18-гайка; 19-поворотний кулак; 20-приводний вал; 21-захисний чохол;

22-шарніри рівних кутових швидкостей; 23-поперечний важіль.

Таку підвіску інколи називають “свічка, що коливається” або “типу Мак-Ферсон”, використовують переважно для передніх коліс легкових втомобілів. Така підвіска забезпечує незначні зміни колії та кутів встановлення коліс, зменшуючи завдяки цьому зношення шин та покращуючи стійкість автомобіля. Підвіска має один поперечний важіль знизу і амортизаторну стійку з пружиною. На стійці вверху встановлена опора з підшипником і шарнірно закріплена у верхній частині колісної ніші під переднім крилом автомобіля. Перевагами такої підвіски є мала маса та габарити і великий вертикальний хід, що привело до широкого застосування її на легкових автомобілях.

Рис. 29. Схема положення елементів незалежної важільно – телескопічної підвіски типу Мак – Ферсон під час руху автомобіля по нерівностях поверхні дороги

Рис. 30. Незалежна пружинна підвіска типу Мак Ферсон з кульовою опорою вертикальної стійки поворотного кулака

В підвісці використані важелі різної довжини. Нижні важелі одним кінцем закріплені до підрамника, а другим кінцем через шарові шарніри до поворотного кулака. Верхні важелі одним кінцем через гумові втулки шарнірно з’єднані з несучою системою, а другим кінцем шарнірно через кульову опору з вертикальною стійкою поворотного кулака.

Рис. 31. Задня незалежна підвіска автомобіля VW Passat B6 4MOTION з пружинним пружним елементом

Важелі підвіски зроблені зі сталі. Нижній трапецієподібний важіль у двох точках кріпиться через гумові шарнірні з’єднання до підрамника, а другою стороною також через шарнірні гумові з’єднання до кронштейна маточини колеса. Верхні важелі однією стороною шарнірно через гумові з’єднання кріпляться до підрамника, а другою стороною також шарнірно через гумові з’єднання до кронштейна маточини колеса. Двотрубний амортизатор верхнім кінцем закріплений до несучої системи, а нижнім до нижнього важеля підвіски.

2.2. Схеми підвісок з торсіонним пружним елементом

Торсіон представляє собою круглий металевий стрижень, що працює на скручування і на кінцях якого нарізані шліци. Один кінець стрижня кріпиться до кузова, а інший до направляючого пристрою. Під час опускання, або піднімання коліс торсіони скручуються. Торсіони можуть мати подовжнє, або поперечне розташування. Торсіонні пружні елементи легкі, компактні і дають можливість проводити регулювати жорсткість підвіски шляхом попереднього закручування торсіону.

Завдяки цьому торсіонні підвіски останнім часом почали широко використовувати у підвісці легкових автомобілів.

Рис. 32. Пружний елемент - торсіон

Рис. 33. Схема незалежної двоважільної торсіонної підвіски

Така схема підвіски з важелями різної довжини зводить до мінімуму переміщення в зоні контакту колеса з дорогою.

Торсіон розташований вздовж подовжньої осі автомобіля і зв’язаний з нижнім довгим важелем направляючого пристрою підвіски. Верхній короткий важіль одним кінцем закріплений до несучої системи.

Рис. 34. Незалежна пружинно-торсіонна підвіска на повздовжніх важелях

Один кінець торсіону закріплений у несучій системі, а другий у балансирі. Нижній кінець пружини встановлений у кронштейні балансира, верхній закріплений до несучої системи.

Рис. 35. Задня незалежна торсіонна підвіска на подовжніх важелях

автомобіля Пежо 206

У направляючому пристрої підвіски використовуються трубчаті важелі встановлені під кутом до подовжньої осі автомобіля. Торсіони розташовані поперек автомобіля.

Рис. 36. Торсіонна незалежна підвіска з важелями різної довжини:

1-верхній важіль; 2-нижній важіль; 3-поворотна стійка; 4-верхній важіль;

5-торсіон.

Торсіонна підвіска з подовжнім розташуванням торсіона 5, закріпленим одним переднім кінцем у нижньому важелі підвіски 2, а другим кінцем до кузова.

Рис. 37. Повздовжнє розташування торсіонів підвіски

2.3. Підвіски з ресорним пружним елементом

Залежні підвіски з листовими ресорами широко використовуються у вантажних автомобілях, причепах та частково у легкових. Ресори забезпечують пружний зв'язок між несучою системою та колесами, напрямлення та передачу до несучої системи штовхального і гальмівного зусилля, а також моментів, які діють на колеса. Типова листова ресора являє собою пружну балку, що зібрана з окремих сталевих пружинних листів напівеліптичної форми різної довжини. Чим менше довжина листа тим більше повинна бути його кривизна. З допомогою стрем’янок вверху ресори кріпиться гумовий буфер. Передній кінець ресори може з’єднуватись з несучою системою кріпленням з пальцем, упорною гумовою подушкою у кронштейні. Середня частина кріпиться до моста стрем’янками. Задня частина ресори кріпиться до несучої системи сергою, упорною гумовою подушкою у кронштейні, з накладним вушком на слизькій опорі. Один передній кінець ресори повинен мати можливість повертатися, а другий - повертатися та пересуватися. Більш досконалою є конструкція, коли кінці ресор закріплені у кронштейнах на гумових подушках. Оскільки листи ресор під дією навантаження прогинаються та ковзають один відносно іншого, що потребує їх мащення графітним мастилом.

Ресорна підвіска проста за конструкцією, але має велику масу.

Рис. 38. Пружний елемент-ресора

Рис. 39. Схеми ресорних підвісок:

а). З додатковою ресорою та шарнірним нерухомим з’єднанням переднього кінця ресори з балкою і ковзаючим заднім кінцем ресори, що забезпечує зміну пружності при динамічному навантаженні більшому ніж 40% від максимального.

б). Без підресорника та з кріпленням заднього кінця ресори сергою.

в). З сервопружинами та кріпленням до несучої системи через гумові опори.

Додаткова ресора має менше число листів ніж основна ресора, кріпиться до балки моста тільки у середній частині і передає навантаження до рами через приклепані до рами кронштейни. При невеликому навантаженні працює тільки основна ресора. При значному навантаженні основна ресора прогинається і кінці додаткової ресори притискаються до кронштейнів. Ресори починають працювати разом і жорсткість підвіски підвищується.

Сервопружини, що розташовані горизонтально розтягуються або стискаються при прогинанні основної ресори, забезпечуючи таким чином сталий прогин основної ресори при різних навантаженнях.

Рис. 40. Задня підвіска легкового автомобіля ГАЗ-24 з несиметричною ресорою

Рис. 41. Передня ресорна підвіска автомобіля ЗИЛ-131

У передній підвісці автомобіля ЗИЛ-131 застосовані листові ресори. Ресора складається із 17 листів (для автомобілів без лебідки - 15) різної довжини (від 1350 до 300 мм). Передній кінець ресори з’єднаний з кронштейном через палець за допомогою зйомного вушка, яке кріпиться до ресори через підкладку двома болтами й стрем’янкою. Від зміщення ресора утримується спеціальними виступами на корінному листі й підкладці. У вушко напресована втулка з термічно обробленого ковкого чавуна. Задній кінець ресори спирається на закалений сталевий сухар, який установлений у задньому кронштейні. Ресора середньою частиною прикріплена стрем’янками до балки моста. Гумовий буфер пом’якшує удари ресори об раму. Верхній упор зменшує переміщення моста уперед при гальмуванні і збільшує жорсткість ресори, так як робоча довжина ресори зменшується.

В підвіску включений гідравлічний амортизатор телескопічного типу. Нижній кінець його з’єднаний з накладкою стрем’янки ресори, а верхній – із кронштейном, який закріплений на повздовжньому лонжероні несівної системи.

Рис.42. Елементи кріплення передніх ресор:

А- кріплення корінних листів у гумових подушках; Б-кріплення передніх кінців на зйомник вушках з пальцями, задніх кінців в кронштейнах з вільним подовжнім ковзанням по опорі; В- кріплення з витими вушками.

Балансирні підвіски

Балансирні підвіски (Рис.4.43.) застосовують на тривісних автомобілях, або причепах при близькому розташуванні задніх мостів.

Підвіска з двома напівеліптичними ресорами своєю середньою частиною стрем’янками прикріплена до балансирної осі, що закріплена до рами. Кінці ресор вільно вставлені в вушка опор мостів. Кожен міст з’єднаний з рамою однією верхньою та двома нижніми подовжніми шарнірними реактивними штангами. Кожен шарнір ущільнений захисним чохлом і складається з кульового пальця, обойми і спеціальної вставки. Хід мостів вверх обмежений гумовими буферами встановленими на лонжеронах рами.

Рис. 43. Балансирна ресорна підвіска вантажного автомобіля

Рис. 44. Балансирна ресорна підвіска ЗИЛ-131

Задня підвіска автомобіля ЗИЛ-131 – залежна, балансирного типу для середнього й заднього мостів. Вона забезпечує рівність вертикальних навантажень, які приходяться на середні й задні колеса однієї сторони. В підвісці використовуються дві ресори. Кожна ресора складається із 15 листів, які скріплені хомутами, і установлюються середньою частиною на маточину балансирної осі та кріпляться до неї стрем’янками. Кінці ресори входять в отвори опор мостів і можуть ковзати у них при прогинанні. Переміщення мостів вверх обмежуються гумовими буферами, а переміщення вниз – ресорою. В маточину балансирної осі запресовані дві втулки з антифрикційного сплаву. Для запобігання виникненню осьових переміщень маточина кріпиться спеціальною розрізною гайкою, яка стягується стопорним болтом. Бокові зусилля, які діють на маточину, сприймаються упорними шайбами. В маточині є заливний отвір для мастила, який закривається пробкою, зливний отвір, сальники й ущільнювальні кільця.

Ресори балансирної підвіски передають несівній системі вертикальні і бокові зусилля від коліс. Штовхаючі (горизонтальні) зусилля і реактивні момени передаються через дві верхні і чотири нижні реактивні штанги. Реактивні штанги шарнірно з’єднані з кронштейнами мостів і балансирною віссю. Шарніри штанг нерозбірні, при пошкодженні потребують заміни. Вони складаються з кульових пальців, обойм і вставок.

Рис. 45. Балансирна ресорна підвіска КАМАЗ-5320

2.4. Гідропневматичні та пневматичні підвіски

Гідропневматичні підвіски все частіше встановлюють на легкових автомобілях та автобусах. Гідропневматичний пружний елемент представляє собою камеру розділену мембраною або поршнем на дві порожнини, одна з яких заповнена повітрям або азот, а друга рідиною(маслом). Корпус кожного пружного елемента прикріплений до кузова автомобіля, а робочий поршень через шток з’єднаний з важелем підвіски. Підчас ходу колеса вверх поршень витісняє рідину з циліндра в камеру і стискає мембрану та газ. Для підтримання оптимального тиску в системі використовується масляний насос та акумулятор тиску. При підвищенні тиску вище заданого, масло через редукційний клапан направляється в бак. З акумулятора масло надходить до регуляторів коліс, які по сигналам бортового комп’ютера забезпечують задане постійне положення кузова по висоті та по вертикальному положенню. Стиснутий газ є робочим тілом, що забезпечує пружні властивості підвіски. Змінюючи тиск масла, що надходить під діафрагму пружного елемента, можна змінювати пружність підвіски. Підвіска забезпечує високу плавність ходу, гасить коливання, клювки, присідання. На сучасних автомобілях в основному використовуються електронні системи керування гідропневматичною підвіскою, яка адаптує автомобіль до умов руху та забезпечує комфорт та безпеку керування.

До недоліків підвіски відноситься складність та велика собівартість.

Підвіска використовується в основному на легкових автомобілях.

Рис. 46. Гідропневматична адаптивна підвіска Мерседес Е классу:

1-повітря під тиском; 2-корпус акумулятора тиску; 3-спеціальна амортизаторна рідина; 4-трубопровод підведення рідини від насоса;

5-трубопровод з’єднання порожнини акумулятора з регулятором тиску та робочим циліндром.

Нижні та верхні важелі передньої та задньої підвісок закріплені гумовими шарнірами до підрамників. Амортизатори нижньою частиною кріпляться до нижніх важелів, а верхньою частиною до чашки амортизатора, яка кріпиться до несучої системи. Насос підвіски розташований рядом з насосом підсилювача руля і розрахований на максимальний тиск до 200 бар.

За допомогою регуляторів тиску механічним способом або у автоматичному режимі підтримується задане по висоті положення кузова.

Пневматичні підвіски застосовуються на сучасних вантажних автомобілях, причепах і автобусах. У пневматичних підвісках використовуються пружні властивості стиснутого повітря. Пружним елементом є гумовий армований капроновим або нейлоновим кордом балон зі стиснутим повітрям, яке подається від компресора. Частіше у підвісках використовуються подвійні балони. Вантажопідйомність подвійних круглих балонів складає 2…3 т при внутрішньому тиску повітря 0,3…0,5 МПа. Балони розташовуються вертикально. До позитивної сторони пневматичних підвісок відноситься висока плавність ходу, мала маса, постійна висота долу незалежно від навантаження. Підвіски потребують направляючого пристрою та амортизаторів. Пневматичні підвіски сучасних автомобілів мають електронні системи керування, які забезпечують рух без кренів, клювків, що підвищує комфортабельність та безпеку руху.

Рис. 47. Пневматичний (газовий) пружний мембранний елемент підвіски легкового автомобіля

Рис. 48. Пневматична підвіска Мерседес Е класу

Нижній кінець пневматичної стійки шарнірно кріпиться до нижніх важелів, а верхній до чашки, яка кріпиться до несучої системи.

Рис. 49. Схема залежної задньої пневматичної підвіски автобуса ЛАЗ-699А

Направляючий пристрій складається з реактивних штанг 1. Пневматичні балони 2 (4штуки) встановлені попарно з двох сторін кузова між кузовом і кронштейном 6. Регулятори 3 висоти кузова через тяги з’єднані кронштейнами 6 кріплення пневматичних балонів. По два телескопічні амортизатора 5, а також буфера стискання та відбою 7 розташовано з кожної сторони підвіски.

Рис. 50. Схема незалежної передньої пневматичної підвіски з мембранним пружним елементом:

1-мембрана; 2-поршень закріплений на нижньому важелі підвіски; 3- кожух зв’язаний з підресореною частиною автомобіля; 4-обмежувач розширення мембрани.

Стиснуте повітря подається в простір між кожухом та мембраною під тиском 500…700 КПа.

Мембранні пружні елементи в порівнянні з балонними дозволяють зменшити власну частоту коливань автомобіля до двох разів. Пружні елементи мембранного типу мають низьку частоту власних коливань, дозволяють змінювати жорсткість, але вантажопідйомність та довговічність їх мала.

Рис. 51. Адаптивна незалежна пневматична підвіска автомобіля Touareg

Підвіска складається з поперечних важелів різної довжини. Важелі передньої підвіски та нижній задній суцільні. Всередині пневматичних стійок розташовані двотрубні амортизатори з електромагнітними клапанами зміни потоку рідини. Компресор з електричним приводом підтримує тиск 11…16,5 бар у системі та двох ресиверах об’ємом 4,8 і 5,2 л. Система автоматичного електронного керування жорсткістю підвіски включає датчик прискорення колеса та три датчика прискорення кузова. Дорожній просвіт в залежності від швидкості руху змінюється.

Рис. 52. Пневматична передня підвіска автобуса

Пружні елементи виконані у вигляді круглих балонів з еластичної гумокордової оболонки з кільцями.

Рис. 53. Незалежна пневматична адаптивна підвіска Range Rover

Рис. 54. Передня незалежна важільна пневматична підвіска автомобіля

Ауді А8

Рис. 55. Задня незалежна адаптивна важільна пневматична

підвіска автомобіля Ауді А8

Підвіска розташована на підрамнику трубчатої форми.

Рис. 56. Конструкція задньої незалежної важільної

пневмопідвіски автомобіля Ауді А8.

Поперечні важелі підвіски ковані з алюмінієвого сплаву на кінцях шарнірно закріплені до підрамника та цапфи колеса.

Рис. 57. Елементи незалежної важільної підвіски автомобіля Ауді А8

Рис. 58. Незалежна адаптивна пневматична підвіска Audi Allroad

Рис. 59. Компресор підвіски з електроприводом автомобіля VW Touareg

Опорні стійки підвіски

Рис. 60. Конструкція пневмостійки автомобіля Ауді А8 зі змінною жорстістю

Рис. 61. Пружинна та пневматична амортизаторні стійки підвіски

Стійки з системою регулювання жорсткості підвіски. Роздвоєння нижньої частини стійки призначено для розташування приводних валів коліс.

Рис. 62. Стійка підвіски автомобіля Тойота типу Мак Ферсон

Рис. 63. Стійка підвіски автомобіля Ферарі з електромагнітним амортизатором

Важелі підвіски

Рис. 64. Важелі передньої незалежної підвіски з кульовими опорами та гумовими втулками

Рис. 65. Важелі передньої підвіски автомобіля Тойота

Рис. 66. Важелі передньої підвіски різної довжини

Стабілізатори поперечної стійкості

Під час руху автомобіля на повороті дороги його кузов нахиляється на деякий кут, що називається креном. Величина крену залежить від швидкості руху та типу підвіски. Стабілізатори поперечної стійкості зменшують кут крену та перерозподіляють навантаження на колеса під час руху на повороті дороги.

Стабілізатор поперечної стійкості представляє собою пружну стальну штангу круглого перерізу у формі букви П. Штанга середньою частиною у двох точках кріпиться до кузова або підрамника, а кінці до елементів підвіски. Пружні якості стабілізатора проявляються при закручуванні, як у торсіона. Під час руху на повороті колесо, що рухається по великому колу за рахунок перерозподілу мас отримує більше навантаження ніж колесо, що рухається по внутрішньому колу. Кінці стабілізатора, при цьому починають закручуватись у різні сторони. Крутний момент правого кінця стабілізатора піднімає кузов, зменшуючи навантаження на пружину, а лівий кінець збільшує навантаження на ліву пружину і опускає кузов, що дозволяє стабілізувати положення кузова на повороті дороги. Стабілізатори поперечної стійкості можуть бути застосовані на передніх та задніх осях.

Рис. 67. Стабілізатори поперечної стійкості автомобіля Pontiac Grand Pri (прикріплені до підрамника та стійки підвіски через тягу)

Рис. 68. Стабілізатор поперечної стійкості автомобіля Тойота

Рис. 69. Стабілізатор поперечної стійкості та підрамник автомобіля VW

Рис. 70. Робота стабілізатора поперечної стійкості

Рис. 71. Розташування стабілізаторів поперечної стійкості у автомобілі Тойота

Рис. 72. Поперечна штанга зв’язку балки заднього моста з кузовом