Призначення, будова і типи підвісок автомобіля

6.1.1 Призначення ходової частини

Є кузов і є колеса (рушії, якщо по-науковому). Виникає запитання: як приєднати колеса до кузова, щоб була можливість керувати автомобілем, передавати безперервно на ведучі колеса тягу від двигуна і водночас комфортно долати всі нерівності доріг із різними покриттями і без цих самих покриттів? При цьому зв’язок коліс із кузовом має бути досить жорстким, щоб автомобіль при виконанні будь-яких маневрів просто не перекинувся. Відповідь проста: встановити колеса на проміжну ланку. У ролі такої ланки використовують підвіску.

Елементи підвіски повинні мати якомога меншу вагу і забезпечувати максимальну ізоляцію від дорожніх шумів. Крім цього, слід зазначити, що підвіска передає на кузов сили, які виникають при контакті колеса з дорогою, тому її проєктують таким чином, що вона має підвищену міцність і довговічність (дивіться малюнок 6.1).

Малюнок 6.1 Сили, що діють на колесо при його русі дорогою.

У зв’язку з високими вимогами, які ставляться до підвіски, кожен із її елементів має проєктуватися за певними критеріями, а саме: шарніри, що застосовуються, мають легко повертатися, але водночас бути досить жорсткими і разом із тим забезпечувати шумоізоляцію кузова; важелі мають передавати сили, що виникають при роботі підвіски в усіх напрямках, а також сприймати зусилля, які виникають при гальмуванні та наборі швидкості; при цьому вони не мають бути занадто важкими або дорогими у виготовленні.

6.1.2 Складові частини

Будь-яка підвіска має містити такі елементи:

• направляючі/сполучні (важелі, штанги);
• демпфувальні (амортизатори);
• пружні (пружини, пневматичні подушки, ресори і таке інше).

Про кожен із цих елементів ми поговоримо нижче, тому не лякайтеся.

6.1.3 Класифікація підвісок

Для початку розгляньмо класифікацію наявних типів підвісок, які застосовуються на сучасних автомобілях.

6.1.3.a Залежна і незалежна підвіска

Отже, підвіска може бути залежною і незалежною. При використанні залежної підвіски, колеса однієї осі автомобіля пов’язані, тобто при переміщенні правого колеса почне змінювати своє положення і ліве колесо, як це наочно показано на малюнку 6.2. Якщо ж підвіска незалежна, то кожне колесо приєднано до автомобіля окремо (малюнок 6.3).

6.1.3.b Двоважільна та багатоважільна підвіска

Підвіски також класифікують за кількістю і розташуванням важелів. Так, якщо в конструкції два важелі, то й підвіска називається двоважільною. Якщо важелів більше двох, то підвіска — багатоважільна. Якщо два важелі, наприклад, будуть розташовані упоперек поздовжньої осі автомобіля, то в назві з’явиться додаток: «з поперечним розташуванням важелів». Однак конструкцій безліч, тому важелі можуть розташовуватися і вздовж поздовжньої осі автомобіля, тоді в характеристиках напишуть: «з поздовжнім розташуванням важелів». Якщо не так і не так, а під певним кутом до осі автомобіля, то кажуть, що підвіска з «косими важелями».

Цікаво 
Не можна сказати, яка з підвісок краща або гірша, все залежить від призначення автомобіля. Якщо це вантажівка або найбрутальніший позашляховик, то для простоти, жорсткості та надійності конструкції незамінною буде залежна підвіска. Якщо ж це легковий автомобіль, головними якостями якого є комфорт і керованість, то немає нічого кращого, ніж підвішені окремо колеса.

Малюнок 6.4 Приклад пружинної підвіски на двох поперечних важелях.

6.1.3.c Демпфувальний елемент

Підвіски класифікуються і за типом застосовуваного демпфувального елемента — амортизатора. Амортизатори можуть бути телескопічними (нагадують вудку «телескоп» або підзорну трубу), як на всіх сучасних автомобілях, або важільними, які нині не знайдеш, навіть якщо маєш бажання.

6.1.3.d Тип використовуваного пружного елемента

І остання ознака, за якою підвіски відносять до різних класів, — це тип використовуваного пружного елемента. Це може бути ресора, кручена пружина, торсіон (це стрижень, один кінець якого закріплений і ніяк не рухається на кузові, а другий кінець приєднаний до важеля підвіски), пневматичний елемент (заснований на здатності повітря стискатися) або гідропневматичний елемент (коли повітря виступає дуетом з гідравлічною рідиною).

6.1.3.f Ознаки відмінностей підвісок

Отже, підіб’ємо підсумки.
Підвіски розрізняють за такими ознаками:

• конструкція: залежна, незалежна;
• кількість і розташування важелів: одноважільні, двоважільні та багатоважільні, з поперечним, поздовжнім і косим розташуванням важелів.
• тип демпфувального елемента: з телескопічним або важільним амортизатором;
• тип пружного елемента: ресорна, пружинна, торсіонна, пневматична, гідропневматична.

На додачу до всього вищесказаного слід зазначити, що підвіски також розрізняють і за керованістю, тобто за ступенем контрольованості стану підвіски: активні, напівактивні та пасивні.

Примітка
До активних належать підвіски, в яких може регулюватися жорсткість амортизаторів, дорожній просвіт, жорсткість стабілізатора поперечної стійкості. Керування такою підвіскою може бути як повністю автоматичним, так і з можливістю ручного контролю.
Напівактивні — це підвіски, можливості керування якими обмежені корегуванням висоти дорожнього просвіту.
Пасивні (неактивні) — це звичайні підвіски, що відіграють свою роль в чистому вигляді.

Скажемо про підвіски з електронно-керованими амортизаторами, які здатні змінювати свою жорсткість залежно від дорожніх умов. Ці амортизатори наповнені не звичайною, а спеціальною рідиною, яка під впливом електричного поля може змінювати свою в’язкість. Якщо спрощено уявити принцип дії, то вийде наступне: коли струму немає, автомобіль дуже м’яко проїжджає усіма нерівностями, а після підведення струму ними їхати буде не дуже приємно, однак стане дуже приємно керувати автомобілем на швидкісних трасах і в поворотах.

6.1.4 Поворотний кулак

Поворотний кулак є сполучною ланкою між важелями підвіски і колесом. Схематичне зображення цієї деталі наведено на малюнку 6.4. Взагалі таку деталь називають цапфою. Однак, якщо цапфа встановлена на підвісці з керованими колесами, то вона називається поворотним кулаком. Якщо колеса некеровані, то залишається назва «цапфа».

Якщо поворотний, значить, повертається, бере участь в процесі зміни напрямку руху. Саме до поворотного кулака кріпляться елементи рульової трапеції або кермові тяги (про ці елементи докладно розказано в розділі «Рульове керування»). Поворотний кулак — масивна деталь, оскільки сприймає всі удари і вібрації від дороги.

Конструкція поворотних кулаків залежить від типу привода автомобіля. Отже, якщо вона комбінована (коли колеса і керовані, і тягові одночасно, що характерно для передньоприводних автомобілів), то поворотний кулак матиме наскрізний отвір для зовнішньої частини приводного вала, як показано на малюнку 6.4.

Якщо ж колеса тільки керовані, то поворотний кулак матиме опорну вісь із конусним перетином, як, наприклад, показано на малюнку 6.7.

6.1.5 Маточина колеса

Маточина колеса (показана на малюнку 6.4) є сполучною ланкою між колесом і поворотним кулаком/цапфою. Поворотний кулак тільки передає зусилля на елементи підвіски, сам же не обертається. Для забезпечення вільного обертання колеса необхідна маточина. На маточину встановлюється гальмівний диск* (або гальмівний барабан), до неї ж кріпиться колесо, а маточина своєю чергою встановлена в поворотний кулак у випадку, показаному на малюнку 6.4, на підшипниках, які забезпечують плавне обертання колеса.

* Про гальмівний диск і гальмівний барабан докладно дивіться в розділі «Гальмівне керування».

Примітка
Гальмівний диск конструктивно може бути виконаний як одне ціле з маточиною колеса.
Залежно від конструкції підшипники маточини можуть бути роликовими або кульковими.

Корисно знати
Завжди після зняття й установки маточини або заміни підшипників необхідно проводити регулювання натягу (що це, дивіться в примітці нижче) підшипників маточини.

Примітка
Якщо простою мовою, то натяг — це зусилля, з яким стиснули підшипники маточини при затягуванні гайки кріплення. Величина натягу впливає на силу опору обертанню колеса. Кожен виробник дає свої рекомендації з приводу величини зусилля опору обертанню колеса. Тому при виконанні ремонтних робіт, пов’язаних зі зняттям маточини, завжди цікавтеся, виконували чи ні регулювання натягу підшипника маточини колеса.

6.1.6 Напрямні / сполучні елементи

За допомогою напрямних і сполучних елементів колесо кріпиться до кузова або підрамника. Ці елементи кріплення поділяються на важелі та штанги.

Штанга — це порожнистий профіль, зазвичай круглого перерізу, рідше — квадратного. По суті це просто трубка з привареними до обох кінців вушками для встановлення в них гумових втулок, за допомогою яких виконується кріплення до кузова і поворотного кулака або цапфи. Важелі — конструктивно складніші елементи. Вони можуть бути зварені з трубок (така конструкція застосовується, в основному, в спортивних автомобілях), відлиті, наприклад, з алюмінієвого сплаву (щоб були легшими) або відштамповані з листового металу (щоб були дешевші). Кількість і розташування важелів впливає на плавність ходу і керованість автомобіля.

6.1.7 Підвіска Макферсона

Мабуть, одна з найпоширеніших на сьогодні конструкцій підвісок — зі стійкою Макферсона (малюнок 6.5), вона ж «свічка» (найяскравіший приклад — це передня підвіска у ВАЗ 2109 і йому подібних). Вона вирізняється простотою конструкції, дешевизною, ремонтопридатністю (це означає, ремонтувати її буде нескладно) і відносною комфортністю. Так звана амортизаторна стійка зверху кріпиться до кузова і має можливість обертатися в опорі, а знизу — до поворотного кулака. Поворотний кулак своєю чергою приєднаний до нижнього поперечного важеля підвіски, який з’єднаний із кузовом — усе, кільце замкнулося.

Іноді для надання додаткової жорсткості в конструкцію вводять поздовжню тягу, приєднуючи її до поперечного важеля (знову, як приклад, ВАЗ 2109). На стійці є плече, до якого кріпиться рульова тяга. Так, при керуванні автомобілем обертається вся стійка, повертаючи колесо, не припиняючи стискатися і розтягуватися, долаючи нерівності дорожнього покриття. Але слід звернути увагу і на недоліки одноважільної підвіски (а в описаному вище випадку вона саме одноважільна) — це «клювки» автомобіля при гальмуванні і невелика енергоємність підвіски.

Малюнок 6.5 Підвіска зі стійкою Макферсона.

6.1.8 Пробій підвіски

Примітка
Під «клювками» розуміють наступне: при інтенсивному гальмуванні вага автомобіля зміщується в бік передка, через це передня частина просідає, а після зупинки різко повертається у вихідне положення.
Енергоємність підвіски — це міцність всієї конструкції, здатність чинити опір всім ударам і моментам, які виникають при цих ударах без пробоїв.
Пробій підвіски — замикання, контакт металевих елементів підвіски один із одним з різко збільшеним ударним навантаженням, зазвичай при наїзді на дорожню перешкоду значних розмірів, заявляє про себе характерним дзвінким металевим звуком з боку опори (або опор) підвіски.

6.1.9 Підвіска на двох поперечних важелях

Щоб позбутися «клювків», поліпшити керованість і підвищити енергоємність, застосовують одну з найстаріших конструкцій підвіски, яка до наших часів дійшла зі значними перетвореннями — підвіску на двох поперечних важелях (приклад якої наведено на малюнку 6.6).

Малюнок 6.6 Передня підвіска на двох поперечних важелях з амортизаторною стійкою.

У цій конструкції є опорний (нижній) і направляючий (верхній) важелі, які кріпляться до поворотного кулака. На опорний важіль встановлена нижня частина амортизаторної стійки або ж окремо пружина і окремо амортизатор. Верхній важіль виконує функцію скеровування руху колеса у вертикальній площині, мінімізуючи його відхилення від вертикалі. Те, як встановлено важелі один щодо одного, має безпосередній вплив на поведінку автомобіля під час його руху. Зверніть увагу на малюнок 6.6.

Тут верхній важіль максимально відведений від нижнього важеля вгору. Щоб зменшити вплив зусиль на кузов автомобіля при роботі підвіски, довелося подовжити поворотний кулак. До того ж цей важіль встановлений під певним кутом до горизонтальної осі автомобіля, щоб уникнути горезвісних «клювків». Суть залишається та ж, а зовнішній вигляд, геометричні та кінематичні параметри змінюються.

Примітка
Попри всі переваги, один украй суттєвий недолік у цій конструкції таки є — це відхилення колеса від вертикальної осі при роботі підвіски. Рішення начебто є — подовження важелів, однак це добре, якщо автомобіль рамний, а ось якщо кузов несучий, то подовжувати нікуди — далі моторний відсік.
Ось і підходять до вирішення нестандартно: нижній важіль намагаються зробити якомога довшим, а верхній — встановити якомога далі від нижнього.
Слід відзначити той факт, що, якщо пружина і амортизатор або амортизаторна стійка своїм нижнім кінцем кріпляться до верхнього важеля (як у випадку, зображеному на малюнку 6.7), то опорним стає саме верхній важіль, нижній у такому разі переходить до розряду напрямних.

Малюнок 6.7 Схема підвіски автомобіля Ford Mustang 1968 року випуску.

6.1.10 Багатоважільні підвіски

Коли ресурси з розвитку будь-якого одного плану вирішення проблеми вичерпуються, а цілі лишаються недосягнутими, конструкцію доводиться ускладнювати, попри збільшення вартості. Саме таким шляхом пішли конструктори при розробці багатоважільної підвіски. Так, вона вийшла дорожчою за дво- або одноважільну, однак зрештою отримали практично ідеальне переміщення колеса — без відхилень у вертикальній площині, відсутність ефекту підрулювання при проходженні поворотів (про це нижче) і стабільність.

6.1.11 Задня напівзалежна підвіска

Примітка
Практично всі схеми, описані вище, можуть застосовуватися і в конструкції задньої підвіски.

Це одне з найпростіших, найдешевих і найнадійніших рішень для задньої підвіски, проте воно не позбавлене численних вад. Суть конструкції полягає в тому, що два поздовжні важелі, на які спираються пружини й амортизатори, з’єднали балкою, як показано на малюнку 6.8.

Частково підвіска вийшла залежною, оскільки колеса пов’язані між собою, проте завдяки властивості балки колеса мають можливість переміщатися одне відносно одного.

Малюнок 6.8 Приклад задньої напівзалежної підвіски.

6.1.12 Демпфувальні елементи

Демпфувальні елементи — це елементи підвіски, покликані гасити її коливання під час руху автомобіля. А навіщо гасити коливання? Хоч би яким був пружний елемент підвіски, він має зводити нанівець всі ударні навантаження, що виникають при наїзді колеса на перешкоди на дорозі. Але хоч пружина, хоч повітря в пневмоподушці відразу повернуться в початкове положення, після стиснення або розтискання пружного елемента. Стисніть в руках будь-яку пружинку, а потім відпустіть її — вона полетить настільки далеко, наскільки дозволять їй сили, що виникли при розтисканні. Ще приклад: візьміть звичайний медичний шприц, наберіть в нього чистого повітря, затисніть вихідний отвір і спробуйте перемістити поршень — він переміститься, але до певного моменту (поки у вас сил вистачить стискати повітря). Після відпускання штока повітря почне розширюватися, повертаючи поршень у вихідне становище. Так і в автомобілі: при наїзді автомобіля на яку-небудь перешкоду пружина в підвісці стиснеться, але потім під дією пружних сил почне розтискатися. Оскільки автомобіль має певну масу, то пружина, розпрямляючись, змушена буде долати інерцію автомобіля, що буде виражатися погойдуванням із поступовим загасанням коливань.

Зважаючи на постійні різноспрямовані переміщення підвіски, таке розгойдування неприпустиме, оскільки в певний момент може настати резонанс, що зрештою просто зруйнує підвіску частково або повністю. Щоб не допустити таких коливань, в конструкцію підвіски залучили ще один елемент — амортизатор.

Принцип роботи амортизатора простий. Спробуємо пояснити це на прикладі того ж шприца. Але цього разу наберемо в нього, наприклад, воду. Швидкість набору і зливу рідини в цьому разі обмежена в’язкістю води і пропускною спроможністю отвору шприца.

У підвісці об’єднали амортизатор із пружиною (або іншим пружним елементом) і отримали добрячий «механізм», в якому один елемент не дозволяє розгойдуватися, а другий сприймає все навантаження.

Нижче розглянемо демпфувальні елементи підвіски на прикладі телескопічного амортизатора.

Найпоширенішими типами демпферів на легкових автомобілях є двотрубні й однотрубні газонаповнені амортизатори.

Примітка
У будь-якого амортизатора є дві найважливіші характеристики: сила опору на відбій і на стискання.

Цікаво
Сила опору амортизатора на стискання менша, ніж на відбій. Зроблено це для того, щоб при наїзді на перешкоду колесо якомога легше і швидше перемістилося вгору, а при проїзді вибоїни воно якомога повільніше опускалося в неї. Таким чином досягаються найкращі показники комфорту їзди.

6.1.13 Двотрубні гідравлічні амортизатори

Назва амортизатора цього типу говорить сама за себе. Найпростіший вид амортизатора — це дві труби, зовнішня і внутрішня (представлений на малюнку 6.9). Зовнішня труба ще виконує роль корпусу всього амортизатора і резервуара для робочої рідини. Внутрішня труба амортизатора називається циліндром. Усередині циліндра встановлено поршень, виконаний як одне ціле зі штоком. У поршні є отвори, в які встановлено однобічні клапани, частина з яких спрямована в один бік, інша — у зворотний. Одні клапани називаються компенсаційними, інші — клапанами відбою.

Малюнок 6.9 Двотрубний телескопічний амортизатор

Примітка
Однобічний клапан — це клапан, що відкривається тільки в одному напрямку.
Стосовно до амортизатора клапани називаються клапанами відбою і стиснення.
Відбій і стиснення — це розтягування і стиснення амортизатора відповідно.

Порожнина між циліндром і корпусом називається компенсаційною (вона не повністю заповнена рідиною). Ця порожнина, а також циліндр амортизатора заповнені робочою рідиною. Циліндр з одного боку має отвір для штока поршня, а з іншого боку заглушений пластиною з отворами й однобічними клапанами в них — компенсаційними і клапанами стиснення.

При переміщенні поршня в циліндрі мастило перетікає з порожнини під поршнем в порожнину над поршнем, при цьому частина мастила витискається через клапан, що знаходиться знизу циліндра. Частина рідини через клапани стиснення перетікає в зовнішній компенсаційний резервуар, де стискає повітря, яке спершу знаходилося під атмосферним тиском у верхній частині корпусу амортизатора. Оскільки ця рідина має певну в’язкість і текучість, то швидше, ніж визначено, процес перетікання проходити не буде.

Те саме, тільки в зворотному напрямку, відбувається на ході відбою, коли поршень переміщується вгору. При цьому задіюються компенсаційні клапани пластини циліндра і клапани відбою в поршні.

Однак ця конструкція має один, але істотний недолік: при тривалій роботі амортизатора робоча рідина нагрівається, починає змішуватися з повітрям в компенсаційному резервуарі і спінюється, внаслідок чого відбувається втрата ефективності роботи і вихід із ладу.

6.1.14 Двотрубні газо-гідравлічні амортизатори

Щоб вирішити проблему спінювання робочої рідини в амортизаторі, вирішили в компенсаційний резервуар замість повітря закачати інертний газ (зазвичай використовують азот). Тиск може коливатися від 4 до 20 атм.

Принцип роботи нічим не відрізняється від двотрубного гідравлічного амортизатора, з тією лише різницею, що робоча рідина не спінюється так інтенсивно.

6.1.15 Однотрубні газонаповнені амортизатори

Відмінною особливістю цих амортизаторів від вищезгаданих конструкцій є те, що у них є тільки одна труба — вона виконує функцію і корпусу, і циліндра. Пристрій такого амортизатора відрізняється тільки тим, що в ньому немає компенсаційних клапанів (малюнок 6.10). У поршні є клапани відбою і стиснення.

Однак особливістю цієї конструкції є плаваючий поршень, що відокремлює резервуар з робочою рідиною від камери з газом, який закачаний під дуже високим тиском (20—30 атм).

Не варто думати, що, якщо корпус не подвійний, значить дешевший. Оскільки всю роботу виконує тільки поршень, то левову частку ціни амортизатора становить вартість розрахунку і підбору поршня. Щоправда, результатом настільки трудомістких робіт є підвищена ефективність усіх характеристик амортизатора.

Одна з переваг цієї схеми полягає в тому, що робоча рідина в амортизаторі значно ліпше охолоджується з огляду на те, що в корпусі всього одна стінка. Наступними перевагами можна назвати зменшення маси і габаритів та можливість встановлення «догори дриґом» — таким чином можна зменшити величину непідресорених мас*.

Примітка
* Непідресореною масою є все, що знаходиться між поверхнею дороги й елементами підвіски. Заглиблюватися в теорію підвіски і коливань не будемо, скажемо лише: що менша непідресорена маса, то менша її інерційність і то швидше колесо повернеться в початкове положення після наїзду на яку-небудь перешкоду.

Однак існують і значні вади газонаповнених амортизаторів, такі як:

• вразливість для зовнішніх пошкоджень: будь-яка вм’ятина призведе до заміни амортизатора;
• чутливість до температури: що вона вища, то вищий тиск газового підпору і тим жорсткіше працює амортизатор.

6.1.16 Пружини

Найпростішим і часто використовуваним пружним елементом, що застосовується в конструкції підвіски, є пружина. У найпростішому варіанті використовується циліндрична вита пружина, але через гонку за оптимізацією і поліпшенням ефективності роботи підвіски пружини можуть приймати найрізноманітніші форми. Так, вони можуть бути бочкоподібними, увігнутими, конусоподібними і з перемінним діаметром перерізу витка. Зроблено це для того, щоб характеристика жорсткості пружини стала прогресивною, тобто при збільшенні ступеня стиснення пружного елемента збільшувався і його опір цьому стисканню, причому функція залежності має бути нелінійною і безперервно зростати. Приклад графіка залежності жорсткості, що виникає, від величини стиснення наведено на малюнку 6.12.

У звичайних циліндричних витих пружинах ця залежність лінійна. Щоб якось вирішити цю проблему, стали змінювати переріз і крок витка. Змінюючи форму пружини (малюнок 6.13), намагаються наблизити жорсткість до ідеальної, орієнтуючись за наведеним графіком (малюнок 6.12).

Бочкоподібні пружини іноді називають «мініблоком» (приклад таких пружин наведено на малюнку 6.14). При тих самих характеристиках жорсткості, що і у звичайної циліндричної пружини, вони мають менші розміри. Також виключається контакт витків при повному стисненні пружини.

6.1.17 Ресори

Ресора — найпростіший і стародавній варіант пружного елемента в підвісках автомобілів. Що може бути простішим: взяти кілька сталевих листів, з’єднати їх разом і підвісити на них елементи підвіски. До того ж ресора має властивість гасіння коливань завдяки тертю між листами. Ресорна підвіска хороша для важких позашляховиків і пікапів, щодо яких не висувають особливих вимог до комфорту пересування, але є високі вимоги до вантажопідйомності.

Також ресора до недавнього часу застосовувалася і в такому автомобілі, як Chevrolet Corvett, щоправда, там вона розташовувалася поперечно і була виконана з композитного матеріалу.

Малюнок 6.15 Chevrolet Corvette з поперечною вуглепластиковою ресорою.

6.1.18 Торсіон

Торсіон — тип пружного елемента, який часто застосовується для економії місця. Це стрижень, один кінець якого приєднаний до важеля підвіски, а другий затиснутий за допомогою кронштейна на кузові автомобіля. Коли важіль підвіски переміщується, цей стрижень скручується, виступаючи в ролі пружного елемента. Основна перевага полягає в простоті конструкції. До недоліків можна віднести те, що торсіон для нормальної роботи має бути досить довгим, але через це виникають проблеми з його розміщенням. Якщо торсіон розташований поздовжньо, то він «з’їдає» місце під кузовом або всередині нього, якщо він поперечний — зменшує параметри геометричної прохідності автомобіля.

Малюнок 6.16 Приклад підвіски з поздовжньо розташованим торсіоном (довгим стрижнем, закріпленим спереду на важелі, ззаду — на поперечині кузова).

6.1.19 Пневматичний елемент

У міру завантаження автомобіля ручною поклажею і пасажирами задня підвіска просідає, зменшується дорожній просвіт, зростає ймовірність пробою підвіски (про те, що це таке, ми говорили вище). Щоб цього уникнути, спочатку вирішили замінити пружини задньої підвіски пневматичними елементами (приклад такого елемента представлений на малюнку 6.17). Ці елементи — гумові подушки, в які закачане повітря. Якщо задня підвіска навантажена, в пневматичних елементах піднімається тиск повітря, положення кузова щодо поверхні й хід підвіски залишаються незмінними, ймовірність замикання елементів ходової частини зводиться до мінімуму.

Для розширення можливостей пневмоелементів встановили потужні компресори й електронний блок керування та передбачили можливість автоматичного і ручного керування підвіскою. Так вийшла напівактивна підвіска, яка, залежно від режиму руху та дорожньої обстановки, автоматично змінює величину дорожнього просвіту. Після введення в конструкцію амортизаторів зі змінною жорсткістю на виході отримали активну підвіску.

6.1.20 Підрамник

Щоб забезпечити шумо- і віброізоляцію, деталі підвіски часто кріпляться не до самого кузова, а до проміжної поперечини або підрамника (приклад якого наведено на малюнку 6.18), що утворює разом з елементами підвіски єдину складальну одиницю. Така конструкція спрощує збірку на конвеєрі (а значить, знижує собівартість автомобіля), регулювальні роботи і подальший ремонт.

Малюнок 6.19 Приклад встановлення стабілізатора поперечної стійкості.

6.1.21 Стабілізатор поперечної стійкості

При проходженні поворотів автомобіль нахиляється в бік, протилежний повороту, — на нього діють відцентрові сили. Є два шляхи мінімізації цього ефекту: зробити дуже жорсткою підвіску або встановити стрижень, що зв’язує колеса однієї осі, особливим чином. Перший варіант цікавий, але щоб боротися з креном автомобіля на поворотах, довелося б зробити украй жорстку підвіску, що звело б нанівець показники комфорту автомобіля. Ще один варіант — установка активної підвіски зі складним електронним керуванням, яка в поворотах робила б підвіску зовнішніх коліс більш жорсткою. Але цей варіант дуже дорогий.

Тому пішли найпростішим шляхом — встановили стрижень, яким зв’язали через стійки або безпосередньо важелі підвісок коліс з обох боків автомобіля (дивіться малюнок 6.19). Таким чином, при проходженні повороту, коли колеса, що знаходяться з зовнішнього боку щодо центру повороту, піднімаються вгору (щодо кузова), стрижень скручується і немов підтягує до кузова внутрішнє колесо, тим самим стабілізуючи положення автомобіля. Від цього і назва — «стабілізатор поперечної стійкості».

Основними вадами звичайного стабілізатора поперечної стійкості є погіршення плавності ходу і зниження загального ходу підвіски через невелику, але все-таки зв’язку між колесами однієї осі. Перший недолік б’є по автомобілях класу «Люкс», другий — по позашляховиках.

В епоху електроніки і технологічних проривів конструктори не могли не скористатися всіма можливостями інженерії, тому придумали і впровадили активний стабілізатор поперечної стійкості. Він складається з двох частин: одна приєднана до підвіски правого колеса, друга — до підвіски лівого колеса, а посередині два кінці стрижня стабілізатора затискаються в гідравлічному або електромеханічному модулі. Цей модуль має змогу скручувати ту чи іншу частину, підвищуючи тим самим стабільність автомобіля, а коли авто рухається прямо, «розпускає» ці два кінці стрижня, даючи тим самим можливість кожному з коліс випрацьовувати відведений їм хід підвіски.

6.1.22 Геометрична прохідність автомобіля

Під геометричною прохідністю автомобіля розуміють сукупність його параметрів, що впливають на здатність безперешкодно пересуватися в тих чи інших умовах. До таких параметрів відносять висоту дорожнього просвіту автомобіля, кути з’їзду і в’їзду, кут рампи, величину звисів. Дорожній просвіт, або кліренс автомобіля — це висота від найнижчої точки кузова, вузла (наприклад, деталей підвіски) або агрегату (наприклад, картера двигуна) машини до поверхні землі.

Кут з’їзду і в’їзду — це параметри, що визначають можливість автомобіля підніматися на гору під певним кутом або з’їжджати з неї. Величина цих кутів безпосередньо пов’язана з іншим параметром, що входить в поняття геометричної прохідності, — довжини переднього і заднього звисів. Як правило, якщо звиси короткі, то машина може мати великі кути в’їзду і з’їзду, що допомагає їй без труднощів підніматися на круті гірки і з’їжджати з них. У свою чергу, знати довжину звисів важливо, щоб розуміти, чи можна припаркувати своє авто до того чи іншого бордюру.

Нарешті, ще один параметр — кут рампи, що залежить від довжини колісної бази і висоти кузова автомобіля над поверхнею. Якщо база довга, а висота мала, то автомобіль не зможе подолати точку переходу з вертикальної площини в горизонтальну. Простіше кажучи, машина, піднявшись на гору, не зможе перейти через її пік і «сяде» на днище.