Подвески полуприцепов: устройство, типы и особенности

Назначение подвески

Грузовики передвигаются по самым разным дорогам. Это и магистральные асфальтированные автострады, и грунтовые пути, и бездорожье с рытвинами и ухабами. Общее назначение подвески заключается в том, чтобы в любых условиях сделать передвижение наименее «травматичным» для машины, да и для находящихся в ней людей.

В частности, эта система автомобиля помогает:

уменьшить вибрацию, особенно если ехать приходится по сложной дороге;
избежать сильного наклона и раскачивания машины при поворотах и торможении;
сделать менее громкими звуки и шум, связанные с движением транспорта;
продлить сохранность и работоспособность деталей грузовых машин;
экономить топливо за счет более успешного прохождения трудных участков.

Подвеска относится к ходовой части автомобиля вместе с колесами, которые благодаря ей имеют возможность двигаться независимо от кузова.

Подвеска грузового автомобиля

На грузовых автомобилях встречаются несколько видов подвески. Для каждого вида подвески характерны свои конструкционные особенности и характеристики эксплуатации. Подвеской называется комплект деталей, которые крепят колеса автомобиля к кузову. Сам механический узел включает в себя несколько элементов. За счет элементов подвески снижается уровень вибрации при пересечении автомобилем дороги с неровностями. От эффективности работы подвески зависит не только гашения вибрации, но и уровень гашения шума извне, который возникает при вождении автомобиля.

Основные элементы системы

В конструкции подвески есть следующие детали:

Составляющие, которые обеспечивают упругость. Они могут быть металлическими, например пружины или торсионы, и неметаллическими. За счет своей упругости эти компоненты смягчают динамические нагрузки, гасят удары и толчки, возникающие во время передвижения, обеспечивают плавный ход.
Амортизаторы. Схема их работы проста – эти устройства гасят колебания, создаваемые упругими элементами, и не дают им воздействовать на кузов, раскачивать его. Они же обеспечивают хорошее сцепление с дорогой. Если амортизатор вышел из строя, колеса начинают «прыгать».
Направляющие детали. Они представлены в подвеске рычагами, тягами. Соединяют весь механизм с кузовом и регулируют положение колес относительно него во время движения по прямой и на поворотах.
Стабилизаторы поперечной устойчивости. Основная задача этих составляющих – предотвращать заваливание машины набок на поворотах.
Опоры колеса. Детали, принимающие нагрузку от колес и распределяющие ее по всей подвеске.
Элементы крепления. Это болты и шарниры, с помощью которых соединяются между собой детали подвески, а сама она с кузовом.

Требования, предъявляемые к подвескам:

• оптимальная характеристика жесткости — зависимость между нормальной (перпендикулярно опорной поверхности) нагрузкой на колесо и деформацией (прогибом) подвески, измеряемая как нормальное перемещение центра колеса относительно кузова;

• оптимальная кинематика; работа направляющего устройства подвески при вертикальных перемещениях, крене либо галопировании (продольные угловые колебания) кузова автомобиля вызывает не только вертикальные перемещения колес, но также боковые и угловые перемещения как относительно дороги, так и относительно кузова; • оптимальные характеристики демпфирования — гашение колебаний колес и кузова автомобиля, возникших в результате воздействия главным образом дорожных неровностей; может происходить вследствие трения в некоторых типах упругих элементов и в шарнирах направляющего устройства подвески; • минимальное число не подрессоренных частей; к ним относятся колеса и шины, тормозные механизмы колес, поворотные кулаки, стойки подвески, мосты и т. п.; • хороший контакт колеса с дорогой; при переезде автомобилем на большой скорости выпуклых неровностей (трамплинов) на дорожной поверхности из-за недостаточного хода отбоя подвески, либо большой ее инерционности, возможен отрыв колеса от дороги;

• низкие уровень шума и вибрации; при эксплуатации автомобиля возникают скрипы из-за трения подвески в металлических шарнирах, резиновых опорах и упругих элементах и стуки в шарнирах из-за их изнашивания и образования зазоров; • рациональная компоновочная схема.

подвески Макферсон

Устройство подвески грузового автомобиля:

а — зависимая; б — независимая шкворневая; в — независимая бесшкворневая; 1 — кронштейн; 2 — рессора; 3 — хомут; 4 — балка переднего моста; 5 — серьга; 6 — стремянка; 7 и 12 — рычаги; 8 — пружина; 9 — шкворень; 10— поворотный кулак; 11 — поворотная стойка; 13— поперечина подрамника.

Как устроена независимая подвеска?

Элементы независимой подвески

Разновидности подвесок грузовиков

По типу связи в колесной паре

По этому признаку в классификации значатся зависимые и независимые подвески. Первые применялись с давних пор, когда еще не было автомобиля. Зависимые подвески тогда устанавливались в каретах и конных повозках. Особенность подобного механизма состоит в жесткой связи между колесами одной оси, переднего или заднего расположения. В результате их «поведение» во время движения машины является взаимозависимым. Конструкция этого типа хороша для седельного тягача и другого большегрузного транспорта, который перемещается по пересеченной местности, бездорожью.

Независимые подвески имеют устройство, при котором каждое колесо движется и реагирует на неровности самостоятельно. Если одно из них наткнется на камень, оно сдвинется вместе с окружающими деталями. Между тем у второго колеса сохранится сцепление с дорогой. И задняя, и передняя подвески такого типа лучше проявляют себя на легковом транспорте, который эксплуатируется на ровных дорогах. Пассажирам при этом более комфортно находиться в машине. У грузовых авто независимая конструкция обладает меньшим ресурсом, а ее ремонт обходится дороже.

По типу упругих элементов

Существуют подвески:

Рессорные. Такие механизмы для погашения вибрации используются с начала автомобилестроения. Рессоры – это металлические детали, состоящие из нескольких пластин или одного листа. Упомянутые подвески износоустойчивые, неприхотливые к условиям эксплуатации. Их преимущественно ставят на грузовики, строительную спецтехнику, оснащенную двумя задними мостами. Это надежное решение, когда необходимо удержать кузов на определенной высоте. Оно обеспечивает безопасность движения грузового автомобиля.
Пружинные. Указанные подвески уберегают кузов от сильных ударов и сохраняют нужный дорожный просвет. Это достигается за счет элластичности пружин, которые могут быть цилиндрическими, бочкообразными, коническими. Для грузовых машин больше подходят усиленные пружины. Ими может быть оснащена задняя подвеска. На эту часть грузовиков действует особенно большой вес. Ремонт такой подвески относительно дешевый и проводится практически на любой СТО.

Торсионные. В устройство всего механизма входят стержни, работающие на кручение. Они способствуют равномерному распределению нагрузок, возникающих во время езды при ударе колес о неровную поверхность. Такие подвески часто можно встретить на ходовой внедорожников. Однако на грузовых средствах, работающих с крупными партиями товаров они применяются достаточно редко из-за дорогого ремонта.

Пневматические. От других видов эти подвески отличаются тем, что работают на воздухе или инертном газе. Он закачивается в специальные баллоны, изготовленные из прочного материала. Давление в них регулируется в зависимости от условий. Это дает возможность получить максимально плавное передвижение грузовых машин и полностью контролировать клиренс. Недостатком пневматических устройств является высокая начальная стоимость. Есть сложности и в ремонте. В частности, поврежденный баллон нельзя починить, его нужно только менять. Такие системы преимущественно являются частью грузовиков, тягачей, автобусов. На легковой транспорт редко ставят пневматические конструкции.

Назначение и устройство подвески автомобиля

Рис. 127. Гидравлический амортизатор: I — проушина; 2 — кожух; 3, 4 — сальники; 5 — перепускной клапан; 6, 15- отверстия в поршне; 7 — клапан отдачи; 8, 11 — пружины; 9 — впускной клапан: 10 — клапан сжатия; 12, 13 -отверстия в основании; 14 — поршень; 16 — корпус; 17 — цилиндр; 18 — шток; 19 — отверстие в направляющей штока.

Основными, частями амортизатора (рис.127) являются корпус 16, рабочий цилиндр 17, кожух 2, поршень 14 со штоком 18, клапан сжатия 10, клапан отдачи 7, перепускной клапан 5, впускной клапан 9. Рабочий цилиндр размешен внутри корпуса, снизу к нему приварено основание, а сверху цилиндр закрывается направляющей штока. Внутри цилиндра перемещается поршень, соединенный со штоком. В поршне имеется два ряда отверстий, расположенных по окружностям. Отверстия 6 на большом диаметре закрываются перепускным пластинчатым клапаном 5, отверстия на меньшем диаметре 15 перекрыты снизу тарелкой клапана отдачи 7. В основании цилиндра имеется один ряд отверстий по окружности, которые закрываются сверху впускным клапаном 9. В центре основания расположен клапан 10 сжатия.

Пространство между цилиндром и поршнем называется резервной полостью, вместе с рабочим цилиндром она заполнена жидкостью.

Выход штока из цилиндра уплотняется резиновым сальником 3. Между обоймой сальника и направляющей штока установлен сальник 4, уплотняющий резервную полость.

Работа амортизатора. При плавном ходе сжатия поршень перемешается вниз, под ним создается давление, за счет чего открывается перепускной клапан 5 на поршне, и жидкость перетекает в пространство над поршнем. Вся жидкость из-под поршня не может перетечь в пространство над поршнем, так как часть объема выше поршня занимает шток. Поэтому часть жидкости через приоткрывающийся клапан сжатия 10 перетекает в резервную полость.

При резком сжатии под поршнем создается большое давление, клапан сжатия открывается на большую величину. Жидкость перетекает через клапан 5 в пространство над поршнем и через клапан 10 в резервную полость.

При плавном ходе отдачи давление создается в пространстве над поршнем. Жидкость перетекает через отверстия 15 и щели в клапане отдачи 7 в пространство под поршнем. Одновременно в это же пространство поступает жидкость из резервной полости через впускной клапан 9.

При резком ходе отдачи давление над поршнем возрастает быстро. Жидкость, преодолевая усилие пружины, открывает клапан 7 и проходит в пространство под поршнем. Одновременно часть жидкости из резервной полости проходит через впускной клапан 9 в пространство под поршнем.

Во всех случаях при перетекании жидкости через узкие отверстия клапанов создается трение жидкости о стенки отверстий и между ее слоями. За счет этого трения и гасятся колебания рамы. При трении выделяется теплота, поэтому исправно работающий амортизатор должен быть теплым.

Рис. 128 Задняя подвеска трехосного автомобиля: 1 — промежуточный мост; 2, 3 — кронштейны реактивных штанг; 4, 8 -кронштейны рессор; 5 — рессора; 6,15 — кронштейн подвески; 7 -стремянка; 9 — задний мост; 10, 11, 14-реактивные штанги; 12 — балансир; 13 — ось.

Задняя подвеска (рис. 128) трехосных автомобилей зависимая, рессорная, балансирная. Основными частями такой подвески являются две перевёрнутые рессоры 5, два балансира, две оси 13 (на автомобилях Урал-4320 и ЗиЛ-131 — одна общая ось), два кронштейна б осей, два кронштейна задней подвески, шесть реактивных штанг 10, 11, 14, четыре резиновых буфера.

Ось 13 запрессована в кронштейн 6, который закреплен шпильками к кронштейну 15, последний крепится болтами к лонжерону рамы. По концам осей 13,на двух втулках каждый, устанавливаются балансиры 12. От осевых смешений балансир фиксируется разрезной гайкой, стянутой болтом. Смазка трущихся поверхностей балансира осуществляется маслом, заливаемом через верхнее отверстие в крышке балансира, слив масла — через нижнее отверстие, -отверстия закрываются пробками. Со стороны кронштейна б балансир уплотняется сальником и резиновыми кольцами.

Рессора в средней части крепится к балансиру двумя стремянками 7. Концы рессор устанавливаются свободно в кронштейнах балок мостов.

Резиновые буфера, прикрепленные к лонжеронам рамы, ограничивают ход мостов вверх и смягчают удары балок о раму.

Реактивные штанги служат для передачи толкавших и тормозных усилий от балок мостов на раму, они также воспринимают от мостов реактивные моменты, возникающие при трогании с места или торможении. Каждый мост имеет по три штанги — одну верхнюю и две нижние. Штанга состоит из стержня и двух головок. На автомобилях КамАЗ-4310 и Урал-4320 в головках штанг установлены шаровые пальцы с вкладышами и пружиной, головка закрывается крышкой. Для смазки трущихся поверхностей шарнира в головке имеется пресс-масленка. На автомобиле ЗиЛ-131 в головке установлен шаровой палец и обойма с вкладышами. Вкладыш изготовлен из тканой ленты, пропитанной специальным составом. Шарнир уплотнен резиновым чехлом. В процессе эксплуатации шарниры реактивных штанг на этом автомобиле смазки не требуют.

Реактивные штанги крепятся к кронштейнам подвески и рычагам мостов.

При балансирной подвеске оба моста образуют общую тележку, которая может качаться вместе с рессорами на оси и, кроме того, вследствие прогиба рессор каждый мост может перемещаться независимо, что обеспечивает хорошую приспособляемость колес к неровностям дороги.

Эксплуатация подвески

Необходимо внимательно следить за состоянием этой части грузовых машин. При передвижении она испытывает большие воздействия со стороны дороги. Из-за этого некоторые детали могут терять свою работоспособность. Тогда их нужно ремонтировать или заменять.

Следует осматривать весь механизм перед каждым рейсом, чтобы иметь представление о его исправности. Необходимо также проходить профилактическую диагностику, которая может показать неполадки, пока несущественные, но чреватые более серьезными последствиями. Устранить их на начальном этапе всегда проще и менее затратно.

Виды независимых подвесок

МакФерсон

Подвеска McPherson – самая распространенная подвеска передней оси современных автомобилей. Нижний рычаг соединен со ступицей посредством шаровой опоры. В зависимости от его конфигурации может применяться продольная реактивная тяга. К ступичному узлу крепится амортизационная стойка с пружиной, ее верхняя опора закрепляется на кузове.

Двухрычажная передняя подвеска

Поперечная тяга, закрепленная на кузове и соединяющая оба рычага, является стабилизатором, противодействует крену автомобиля. Нижнее шаровое соединение и подшипник чашки стойки-амортизатора дают возможность для поворота колеса.

Детали задней подвески выполнены по тому же принципу, отличие заключается лишь в отсутствии возможности поворота колес. Нижний рычаг заменен на продольные и поперечные тяги, фиксирующие ступицу.

Плюсы:

простота конструкции;
компактность;
надежность;
недорогая в производстве и ремонте.

Минусы:

средняя управляемость.

Двухрычажная передняя подвеска

Более эффективная и сложная конструкция. Верхней точкой крепления ступицы выступает второй поперечный рычаг. В качестве упругого элемента может использоваться пружина или торсион. Задняя подвеска имеет аналогичное строение. Подобная схема подвески обеспечивает лучшую управляемость автомобиля.

Пневматическая подвеска

Пневмоподвеска
Роль пружин в этой подвеске выполняют пневмобаллоны со сжатым воздухом. При пневматической подвеске есть возможность регулировки высоты кузова. Также она улучшает показатели плавности хода. Используется на автомобилях класса люкс.

Гидравлическая подвеска

Регулировка высоты и жесткости гидроподвески Lexus
Амортизаторы подключены к единому замкнутому контуру с гидравлической жидкостью. Гидравлическая подвеска дает возможность регулировать жесткость и высоту дорожного просвета. При наличии в автомобиле управляющей электроники, а также функции адаптивной подвески она самостоятельно подстраивается под условия дороги и вождения.

Спортивные независимые подвески

Винтовая подвеска (койловеры)
Винтовая подвеска, или койловеры – амортизационные стойки с возможностью настройки жесткости прямо на автомобиле. Благодаря резьбовому соединению нижнего упора пружины можно регулировать ее высоту, а также величину дорожного просвета.

Подвески типа push-rod и pull-rod

Данные устройства разрабатывались для гоночных автомобилей с открытыми колесами. В основе – двухрычажная схема. Основная особенность заключается в том, что демпфирующие элементы расположены внутри кузова. Конструкция данных типов подвески очень схожа, отличие заключается лишь в расположении воспринимающих нагрузку элементов.

Различие спортивных подвесок push-rod и pull-rod

Спортивная подвеска push-rod: воспринимающий нагрузку элемент – толкатель, работает на сжатие.

Спортивная подвеска pull-rod: воспринимающий нагрузку элемент работает на растяжение.

Такая конструкция снижает центр тяжести и обеспечивает лучшую устойчивость автомобиля. Подвеска pull-rod имеет более низкий центр тяжести, чем push-rod. Однако на практике их общая эффективность примерно одинакова.

Для чего нужна диагностика подвески?

Регулярный осмотр и проверка технических характеристик ходовой части – это залог исправности автомобиля и его безопасность во время движения. Все элементы подвески, в процессе движения, находятся под существенными нагрузками. При агрессивном стиле вождения и некачественном дорожном покрытии эти нагрузки вырастают еще больше, что может стать причиной износа конструкционных элементов подвески даже самой надежной машины.

Периодическая профилактическая диагностика подвески способствует выявлению уязвимых мест и повреждений на начальной стадии. Это позволит своевременно заменить изношенные детали, исключив серьезную поломку автомобиля и его последующий дорогостоящий ремонт. Если регулярно выполнять диагностику подвески, Вы обеспечите себе безопасность на дороге и снизите финансовые затраты на ремонт своей машины.

Когда нужно делать диагностику подвески?

Специалисты рекомендуют делать эту процедуру через каждые 10…20 тыс. км пробега, но не реже одного раза в 6 месяцев. Лучше выполнять ее перед зимним периодом и с наступлением весны. Это поможет подготовить автомобиль к безопасной эксплуатации во время сложных зимних условий, а также устранить последствия воздействия на элементы подвески низких температур, песчано-солевых смесей и против гололедных реагентов. Также рекомендуется проводить диагностические процедуры перед длительным путешествием. Это снизит вероятность того, что неисправность застанет вас врасплох в пути. Кроме этого, диагностика ходовой части обязательна при покупке подержанного автомобиля.

Несмотря на возраст и пробег машины проверка и диагностика подвески должны быть регулярными и обязательными. При обнаружении любых посторонних шумов или нехарактерного поведения автомобиля во время движения, следует провести диагностику его ходовой.

Существует ряд признаков, по которым можно определить неисправность подвески и необходимость ее диагностики, обслуживания. К основным из них относятся посторонние шумы со стороны подвески, гул ее элементов, стуки при преодолении неровностей, люфт рулевого колеса, крен кузова машины в одну из сторон. На автомобиле с такими характерными признаками неисправностей опасно дальнейшее движение, поскольку машина несет опасность для других участников дорожного движения.

Этапы начальной диагностики

Диагностика подвески заключается в определении надежности всех ее конструкционных элементов. Этот процесс предусматривает выполнение следующих процедур:

визуальный осмотр конструкционных элементов на предмет наличия механических повреждений;
проверка амортизаторов на герметичность;
контроль целостности и упругости пружин;
проверка работоспособности и отсутствия повреждений элементов рулевого управления;
осмотр целостности пыльников ШРУСа, амортизатора, рулевых тяг;
контроль степени износа тормозных колодок и тормозных дисков.

Комплексная диагностика, кроме перечисленных процедур, предусматривает проверку автомобиля на специальных стендах и с применением специальных сканеров.

Функционирование подвески

Работа подвески заключается в преобразовании энергии удара, возникающего при наезде колеса на неровность дорожного покрытия, в кинетическую энергию элементов подвески. Чтобы погасить кинетическую энергию, преобразовав ее в потенциальную, используются амортизаторы и пружины. Вследствие этого снижается сила удара о кузов автомобиля, уменьшается его раскачивание, движение машины становится более мягким, улучшается ее курсовая устойчивость.

Разные модели автомобилей различаются конструкцией подвески. У одних она более жесткая, а у других наоборот – мягкая. У машин с жесткой подвеской более информативное и эффективное управление, но менее комфортно чувствует себя водитель и пассажиры. Мягкая подвеска отличается удобством, но у нее хуже управляемость. Чтобы найти оптимальный вариант, инженеры стараются подобрать конструкцию подвески таким образом, чтобы она была умеренно жесткой и в то же время комфортной для движения по дорогам с разным покрытием.

Можно ли выполнить диагностику подвески без СТО?

Есть несколько важных факторов, указывающих на нецелесообразность проведения диагностики подвески вне СТО:

для этого нужен определенный опыт, который есть у профессиональных механиков;
потребуется подъемник, набор специальных инструментов, в некоторых случаях тестовые вибростенды;
по незнанию или неопытности можно не выявить мелкую неисправность, которая может стать причиной серьезной поломки или аварийной ситуации на дороге.
Диагностика ходовой части автомобиля не является дорогостоящей процедурой, поэтому не стоит экономить на ее выполнении.