Тяги в подвеске авто
Реактивная тяга: устройство и принцип работы
Из истории реактивной штанги
По мере развития технологий в автомобилестроении инженеры постоянно работали над тем, чтобы увеличить скорость движения машин. Разработчики еще до начала Второй мировой пришли к тому, что тогда еще нетехнологичная и простая задняя подвеска, где в качестве упругой части использовали рессору, была одновременно и стабилизатором.
Так, при движении на высоких скоростях были причины, которые значительным образом влияли на управляемость. Это раскачивание кузова, различные крены. Если двигаться по дороге на небольших скоростях, то это не вызовет какого-либо дискомфорта или негатива, указанные силы не будут ощущаться. Однако стоит увеличить скорость, и такое движение может стоить водителю автомобиля жизни.
Если говорить по-другому, то автопроизводители стали думать и проводить испытания для того, чтобы как-нибудь убрать воздействие на автомобиль сил, которые могут его перевернуть. Для этого разработчики и инженеры придумали специальную систему рычагов, которые заложили основу для создания независимых подвесок. На этом разработки не остановились. Для устойчивости кузова авто была создана реактивная тяга.
Передняя тяга
Конструкция
Тяги имеют такую конструкцию, чтобы не создавать препятствий для движения рычага подвески. На рычаге они закрепляются в двух местах, а само крепление довольно жесткое. На кузове оно выполняется через специальные проушины при помощи болтового соединения. Болты продеты в сайлентблоки, которые установлены на рычагах.
Задние тяги
Чтобы на мост не воздействовали продольные колебания, его удерживает продольная реактивная тяга. Эта конструкция отличается тем, что оба конца закрепляются через сайлентблоки к креплениям на мосту и на кузове. Конструкцию данного механизма можно увидеть на фото, представленном ниже.
Зачастую такая поперечная штанга может иметь значительную длину. Это из-за того, что мост способен работать либо вниз, либо вверх, а ход ограничивается лишь ходом амортизатора, который гасит колебания. Для того чтобы можно было обеспечить подвижность, тяга изготовлена по принципу рычага. Если даже мост станет двигаться на весь ход амортизатора, сайлентблок не перекрутится.
Цены на эти запчасти
Реактивные тяги 2107 и ВАЗ-2105 типа «классика» можно приобрести в магазинах по цене от 1000 до 4000 рублей. Цена и качество зависят от производителя. Изготовители зачастую делают эти детали из достаточно упругих сталей. Именно поэтому на них можно обнаружить различные дефекты. Прежде чем приобретать эти изделия, следует внимательно осмотреть их на предмет возможных сколов и деформаций, а также других механических повреждений.
Особенности использования
На описываемые детали постоянно воздействуют серьезные нагрузки. Реактивные штанги автомобиля испытывают нагрузки и в продольном, и в поперечном направлении. Однако так как эти узлы являются частью подсеки, они работают еще и на скручивание.
Реактивная тяга изготавливается преимущественно из сталей более упругих сортов. Это необходимо для возможности работы в очень жестких условиях в течение достаточно долгого времени.
Проушины не являются частью конструкции. Она навариваются отдельно на стержень. Сварочные швы зачастую имеют недолгий срок работы и со временем, да еще и под нагрузками, могут разрушаться. В случае разрушения шва нужно заменить их. Такие запчасти для автомобилей недорогие, купить их можно практически везде.
Сайлентблок – самое слабое звено
Это один из самых слабых элементов в описываемой детали. Но он просто незаменим. Для этого существует несколько причин. За состоянием сайлентблоков тоже нужно внимательно следить. Эти детали могут растрескаться под воздействием серьезных нагрузок дна них.
Сайлентблок реактивной тяги потрескается, далее порвется резина, и в итоге тяга теряет возможность двигаться относительно своего основания. Рекомендуется производить замену еще до появления трещин. В противном случае вы рискуете собственной безопасностью.
Эти узлы расположены под дном машины. Именно в таких местах металл автомобиля очень уязвим. Коррозия очень сильно воздействует на многие элементы конструкции. Если в автомобиле установлены механизмы нетрубчатого типа, тогда опасности нет. А вот в случае со сварной системой нужно следить как можно внимательней, а по возможности обработать деталь мовилем.
Замена реактивных тяг
Замена может понадобиться, если тяга потрескалась, если при движении слышны стуки. Нужно помнить, что вовремя не сделанная замена приведет к потере стабильности движения. Это риск аварии.
Чтобы выполнить замену самостоятельно, нужно приготовить необходимый инструмент. Для работы понадобятся щетка для металла, ключи, универсальная смазка WD 40. Реактивные тяги ВАЗ можно купить в любом магазине. Они недорогие.
Первым делом нужно очень хорошо очистить все узлы соединения при помощи щетки. Затем все это нужно обильно залить универсальным средством WD 40 и оставить на некоторое время, пока смазка подействует. Далее откручивайте гайку, которая удерживает тягу со свободной стороны. Она пойдет очень туго. Может понадобиться труба. Когда гайка сравняется с концом болта, нужно постучать по болту молотком. Последний прикипает, так просто его не снять. Далее извлеките болт и гайку.
Теперь то же самое нужно сделать с другой стороны. Понадобится отвернуть нижнюю часть амортизатора. Гайки и здесь будут откручиваться с заметным усилием; если все открутилось, можно достать тягу. Не нужно пытаться исправить ее. Эти запчасти для автомобилей ремонту не поддаются. После проведенной операции у вас будет рабочая подвеска, отсутствие стуков и высокий уровень безопасности при движении. На этом все.
Итак, мы выяснили, что такое реактивная тяга, как ее заменить на отечественных автомобилях.
Виды задних подвесок и Механизмы обеспечения их устойчивости.
В данной «статье» рассмотрю виды задних подвесок и способы сохранения курсовой устойчивости.
Задняя подвеска должна сохранять курсовую устойчивость и нужную кинематику колеса при разного типа воздействиях:
— при работе подвески (вертикальном перемещении колеса)
— при боковых нагрузках (н-р, в поворотах)
— при передаче воздействия по траектории движения (разгоне, если задний мост ведущий и торможении в любом случае).
— чтобы элементы подвески не «выламывали» друг друга (н-р, если использовать реактивные тяги, параллельные продольным рычагам совместно с мостом, то при «синхронной» работе подвески всё будет хорошо, а вот при перекашивании они будут скручивать мост и сильно нагружать сайлентблоки и места их креплений).
Что такое курсовая устойчивость?
Представьте, например, что при наезде на кочку (вертикальном смещении колеса), колесо меняет плоскость вращения. И не только в вертикальном (что типично), но и в горизонтальном направлении. Т.е. машину при этом «бросит в сторону». Если скорость, как у телеги, то это ерунда, а вот если побольше — может кончиться печально. Этому уделяется довольно много внимания, потому такое поведение — скорее нонсенс.
Более характерно, особенно при неисправной подвеске, изменение направления движения при наборе скорости или торможении. Думаю, те кто ездил на «классике» по «классике» (йэдэт — агонъ!), помнят, что это такое.
Есть целая серия книг по кинематике и эластичности подвесок от тов. Раймпеля: publ.lib.ru/ARCHIVES/R/RA…_Yornsen/_Raympel’_Y.html
mexalib.com/view/18902
«Фишка» в том, что автор рассматривает не только кинематику, но и влияние пластичности (упругой деформации) подвески.
Я не буду вдаваться в тонкости — их лучше почитать у автора, благо, написано и переведено очень хорошо, а я ограничусь «зоосадом».
Итак:
Независимые подвески — кинематика колес независимая, соотв. и независимые механизмы обеспечения устойчивости.
— На поперечных рычагах. Отличная боковая и курсовая устойчивость, кинематика аналогична передним.
Минусы — занимает ОЧЕНЬ МНОГО МЕСТА. Если спереди она размещается по бокам двигателя, то в багажнике гражданского автомобиля это НЕПРИЕМЛЕМО. Ну а если не надо ездить на дачу, то почему бы не использовать? Например, Mercedes McLaren SLR:
Из «фишек» — использование в качестве верхнего рычага полуосей на Ягуаре.
— стойки (типа МакФерсона) боковые нагрузки и вертикальную кинематику воспринимают стойки телескопическим механизмом амортизаторов. Соотв. амортизаторы должны быть ДЛИННЫМИ И КРЕПКИМИ чтобы было, чем воспринимать нагрузки. Кинематика — колесо ходит ровно по амортизатору. Продольные нагрузки и устойчивость обеспечивает поперечный, продольный, или косой рычаг.
— продольный или косой рычаг. Всё то же самое, только колесо жестко связано с рычагом, а не стойкой (амортизатором) и ВСЕ НАГРУЗКИ держит этот рычаг. Кинематика — да, колесо чутка ходит по образующей, бОльше крены колеса, зато нет нагрузки на амортизатор — он может быть коротким и хилым.
Промежуточное положение между продольным рычагом и балкой занимает Полузависимая задняя подвеска. или Торсионная балка. Совмещает в себе функции рычагов и стабилизатора поперечной устойчивости. Торсионных балок 2 типа — которые к кузову перекладиной
Полунезависимая — только первый вариант — по кинематике ближе к продольным рычагам.
Второй вариант уже ближе к мосту (зависимой подвеске).
Зависимые подвески — колеса связаны друг с другом. С одной стороны если одно колесо наезжает на кочку, то наклоняется и второе и теряет пятно контакта с дорогой, с другой стороны, на ровном асфальте при любом крене кузова и любом положении подвески, оба колеса стоят ровно и с полным пятном контакта, чего не наблюдается на независимых подвесках. Наверное, хорошо для «Наскара» :-). Ну и у внедорожников мост пользуется заслуженной популярностью. Потому что железный, крепкий и весь привод закрыт от внешних воздействий.
НО возникает ряд сложностей по обеспечению устойчивости моста относительно кузова. А связаны они с тем, что мост жесткий и обеспечение поперечной устойчивости превращается в нетривиальную задачу. Потому что большинство решений, применяемых в независимой подвеске, будет выламывать друг друга через жесткий мост.
Также есть такое понятие как «козление», характерное как раз для мостов.
3. Подвеска с А-образным рычагом. Грубо говоря, взяли предыдущий вариант и сделали два тяги совсем наклонными и соединили их в один А-образный рычаг. Надо сказать, что данный тип подвески не страдает недостатками предыдущего (так как имеет 3 точки крепления к мосту, а не 4), отлично держит мост во всех направлениях и допускает установку шарниров (подшипников) вместо сайлентблоков.
Тяги подвески
Тяга подвески — это деталь подвески автомобиля, соединяющая ступичный кулак или мост с кузовом (рамой или подрамником). Тягу подвески от рычага отличают следующие признаки:
1. Вытянутая форма (в основе конструкции тяги подвески лежит стальная трубка).
2. Тяга подвески менее массивна, чем рычаг.
3. На концах тяги располагаются крепёжные узлы (сайлентблоки или шаровые опоры).
Купить тяги подвески можно в нашем интернет-магазине или в любом из наших магазинов по адресам: г. Новосибирск, ул. Мичурина 24, ул. Немировича 161, Петухова 51б, павильон на авторынке.
Классификация тяг подвески
По типу конструкции подвески автомобиля тяги подразделяются на тяги крепления моста и тяги крепления независимой подвески.
Тяги крепления моста делятся на: верхние продольные тяги, нижние продольные тяги и поперечные тяги.
Верхние тяги расположены выше (ближе к днищу автомобиля) чем нижние. Длина верхних тяг всегда меньше нижних. Оси продольных тяг перпендикулярны оси моста и параллельны оси кузова. Поперечная тяга одним концом крепится к мосту вблизи одного колеса, другим концом к раме автомобиля со стороны противоположного колеса.
Ось поперечной тяги параллельна оси моста и перпендикулярна оси автомобиля. Как правило, на автомобиле имеется четыре продольных тяги (две верхних и две нижних) и одна поперечная тяга. Примерами такой конструкции является Toyota Land Cruiser FJ80, Nissan Patrol Y60. Примерами нестандартного подхода к конструкции подвески заднего моста являются автомобили Isuzu Bighorn UBS69, где имеется три продольных тяги: две нижних и одна верхняя (центральная), расположенная по средней оси автомобиля или автомобиль Suzuki Escudo TD01W на котором имеется две нижних продольных тяги, а вместо верхних тяг установлены два подковообразных рычага.
Существует несколько вариантов конструкций независимой задней подвески, согласно которым классифицируются тяги подвески.
Независимая подвеска на двух поперечных тягах и одном продольном рычаге.
Данный тип подвески используется на таких автомобилях как Toyota RAV4 SXA11 или Mazda Tribute EP#. Поперечные тяги, используемые в данном типе подвески, на своём наружном конце имеют шаровую опору, на внутреннем конце – сайлентблок. Тяги располагаются одна над другой, поэтому выделяют верхнюю и нижнюю поперечную тяги.
Самой сложной является многорычажная система подвески, в образовании которой участвует более трёх тяг. Примерами автомобилей с такой конструкцией подвески является Honda Inspire UA4. В образовании многорычажной подвески участвует несколько тяг, имеющих различное положение, от которого они и получают свои названия (передняя, задняя, косая и др.).
Тяги подвески являются высоконагруженными элементами подвески автомобилей, так как они воспринимают на себя постоянную механическую нагрузку, передающуюся от колёс автомобиля. При движении на высоких скоростях, особенно по неровной дороге величина механических нагрузок возрастает многократно, что приводит к износу тяги подвески. Износ тяги происходит в её концах, на которых расположены сайлентблоки или шаровые опоры. Большинство производителей автомобилей, при износе сайлентблока или шаровой, входящей в состав тяги подвески, предлагают менять всю тягу целиком. Поэтому, в программах-каталогах запчастей указываются только каталожные номера тяг подвески и не указываются каталожные номера мелких элементов, входящих в состав тяг.
Дубликатные производители выпускают широкий ассортимент сайлентблоков, предназначенных для установки в тяги подвески вместо изношенных сайлентблоков. Срок службы дубликатных сайлентблоков значительно меньше срока службы новой оригинальной тяги. Однако, стоимость дубликатного сайлентблока в несколько раз меньше стоимости новой оригинальной тяги.
Признаки позволяющие заподозрить наличие износа тяг подвески:
— появление посторонних шумов (скрипа, стука) при езде по неровной дороге;
— неравномерный износ протектора колёс;
— рысканье (колебания в поперечном направлении) автомобиля во время движения;
При появлении подобных признаков необходимо обратиться к квалифицированному специалисту для проведения диагностики ходовой части автомобиля, и выполнения ремонта, в случае необходимости.
Виды автомобильных подвесок, часть 6, зависимая подвеска
Переходим от краткого обзора отдельных деталей непосредственно к конструкциям подвесок.
Сразу скажу, что обозреть все виды подвесок нереально в принципе, так как их видов столько-же, сколько существует моделей автомобилей, в каждой конкретной конструкции есть свои нюансы и отличия, поэтому обзор включит в себя основное, базу и примеры, от которых можно будет отталкиваться и понимать, почему сделано именно так, и зачем все это нужно.
Итак, зависимая подвеска, это подвеска с жесткой осью, связывающей колеса на одной оси, основной чертой такой подвески является то, что перемещение одного колеса, вызывает изменение положения противоположного колеса оси. На данный момент времени такой тип подвески используется в грузовом и внедорожном транспорте, в легковых автомобилях его практически не используют, но до начала 21 века его можно было часто встретить в легковых автомобилях.
Помимо этого в подвесках с однолистовыми рессорами под воздействием неравномерного тягового усилия при движении по неровностям, возникают паразитные крутильные колебания, которые усугубляются мягкой подвеской силового агрегата, допускающей его проворот. Амортизаторы не в состоянии гасить эти колебания из-за маленького плеча воздействия на мост, однако если расположить амортизаторы с разных сторон моста, это благоприятно повлияет на его стабилизацию в плоскости вращения. Кроме того, некоторые производители использовали в качестве направляющего элемента стабилизатор поперечной устойчивости, который работая на сжатие и растяжение воспринимал вращающие усилия, а тяговую нагрузку уже воспринимали листы рессор, но уже без S-образного изгиба и паразитных колебаний.
Помимо тяги панара, для восприятия боковых сил иногда используют механизм Уатта. Он лишен бОльшей части недостатков тяги Панара, не вызывает боковых смещений оси при работе подвески, имеет две точки крепления к кузову, маятник-же крепится к центру оси.
Однако возможна зеркальная установка, при которой маятник крепится к кузову, а штанги к концам оси, такую схему в настоящее время можно увидеть как вспомогательную в полузависимой подвеске Opel Astra J
Расположением тяги Панара также можно влиять на подруливание задней подвески в сторону избыточной либо недостаточной поворачиваемости. Например, если тяга Панара установлена за осью, при боковых нагрузках, за счет податливости резиновых шарниров рычагов и тяг, тяга Панара немного доворачивает ось в сторону поворота, тем самым смещая поворачиваемость в сторону недостаточной. На иллюстрации из умной книги присутствует ошибка, поправил красным.
Также это работает и в зеркальном исполнении, при расположении тяги панара перед осью, она начинает способствовать избыточной поворачиваемости, что благоприятно компенсирует недостаточную поворачиваемость переднеприводных автомобилей. Кроме того, в переднеприводных автомобилях появляется возможность установить верхние реактивные тяги в направлении задней части машины, тем самым сформировав механизм Уатта, это позволяет мосту не смещаться в продольном направлении при работе подвески и и двигаться строго вертикально, кронштейны крепления тяг в этом случае устанавливаются соосно тяге Панара.
В заднем приводе такая кинематическая схема практически не используется, так как мост при работе подвески будет проворачиваться, что неблагоприятно скажется на работе крестовин карданного вала и вызовет волнообразную передачу крутящего момента в крайних положениях подвески, что повлечет за собой быстрый износ и повышенную вибрацию.
При изменении длины и взаимного расположения продольных рычагов, возможно кинематически доворачивать мост в сторону недостаточной поворачиваемости, так как при крене автомобиля рычаги подтягивают наружную от поворота сторону балки вперед.
Также тягу панара можно и никуда не смещать, дабы вообще убрать довороты задней оси и вместе с рычагами по схеме Уатта полностью исключить активную составляющую из подвески, превратив ее в «тележку», как на сааб 900
Также есть сильно упрощенные типы зависимых подвесок, в которых применяются только два продольных рычага, а восприятие вращающего усилия ложится на амортизаторы, которые для этого имеют дополнительный кронштейн
Также есть вариант, где вращающие силы, возникающие при торможении воспринимает центральная А-образная опора. Кроме того, эта опора также принимает и боковые нагрузки, благодаря чему удалось отказаться от тяги Панара, что позволило поднять центр крена и избавиться от влияния тяги на крен автомобиля, также это позволило исключить боковое смещение подвески при ее работе не прибега к механизму Уатта.
Однако эта схема обзавелась другими коварными недостатками, среди них очень большая нагруженность центральной опоры, ее шарниров и тела балки, а также чувствительность к загрузке автомобиля и изменение характера поведения подвески. Так, подруливающий эффект в такой схеме отсутствует только при условии параллельности продольных тяг дорожному полотну. При малой загрузке, когда точка крепления тяг к кузову находится выше оси колес, проявляется подруливающий эффект в сторону избыточной поворачиваемости, и он тем больше, чем выше эта точка, и наоборот, при просадки точки крепления ниже оси возникает эффект подруливания в сторону недостаточной поворачиваемости, и такое вольное поведение подвески негативно влияет на управляемость, особенно на неровной дороге.
А компания вольво извернулась по-своему, поставив два рычага один на другим, прикрепив их рядом с картером главной передачи и закрепив ответные их концы на специальном треугольном подрамнике, при этом применив тягу Панара. Спорное решение, дорогое и без видимого преимущества над другими схемами. Так как унаследовав недостатки схемы с А-образной опорой, добавились недостатки от применения тяги Панара.
Помимо всего прочего, при помощи дышло удалось полностью устранить слабоконтролируемое подруливание задней подвески при крене кузова, присущее зависимым подвескам с двумя продольными рычагами.
Ну и закончим мы последним вариантом зависимой подвески с дышлом и изогнутой осью, которая на мой взгляд является одним из самых удачных вариантов зависимой подвески, который вплотную приблизился к независимой подвеске на косых рычагах. Здесь есть все плюсы подвески с дышлом, однако отсутствует тяга Панара, ее роль переложили на установленные под углом, а не продольно, продольные рычаги.
Пожалуй закончим изучение независимых подвесок, да и лимит изображений подошел к концу. Иллюстрации использованы из книг И.Раймпеля «Конструкции автомобильных подвесок», это одна из самых толковых книг по этой тематике, а в подвесках за 30 лет революции не произошло, скорее упрощение и примитивизация, поэтому она актуальна по сей день)
Будет-ли следующая часть? Не знаю, если судить по популярности предыдущего поста в 150 плюсов, проще написать коммент про говно из трех слов, или запостить фотку с котом\хачиком, чем весь вечер придумывать и писать удобоваримый текст и искать 20+ приятных иллюстраций, первое более в почете. Второе, наверно почти никому не нужно.
Рейтинг мне вообще не нужен, но я по нему ориентируюсь и делаю выводы, и времени мне просто жалко, сорян)