Подвеска автомобиля,её геометрия и неисправности.

Подвеска служит для смягчения и поглощения ударов, воспринимаемых колёсами от неровностей дороги, и снижения вертикальных колебаний кузова, что обеспечивает плавность хода автомобиля. Подвеска состоит из упругих элементов, соединяющих кузов с осями и колёсами автомобиля. Упругими элементами могут быть пружины, листовые рессоры или торсионы. Подвеска может быть зависимая и не зависимая, и на большинстве современных автомобилей устанавливают независимую подвеску. При зависимой подвеске перемещение одного колеса моста зависит от перемещения другого колеса( рисунок А). При независимой подвеске такая связь отсутствует и каждое колесо отдельно от другого соединяется с кузовом (рисунок Б) и благодаря этому, при наезде колеса на неровности, колебания другому колесу не передаются, а наклон кузова и его колебания уменьшаются.

Передняя подвеска. Независимая подвеска передних колёс обеспечивает плавность хода автомобиля и устраняет его раскачивание, которое ухудшает управление и она применяется ,как я уже говорил, на всех современных автомобилях. Различают рычажную независимую подвеску на рисунке 86 (все классические жигули кроме ВАЗ 2108, 09) и независимая с телескопическими амортизационными стойками типа «Мак Ферсон» на рисунке 88 (большинство иномарок и ВАЗ 2108,09, 99 и т.д.). Для выявления неисправностей подвесок желательно знать как они работают, поэтому рассмотрим работу каждой поподробней.

Рычажная независимая подвеска подробно показана на рисунке 86. Она бесшкворневая пружинно-рычажная с поперечным расположением рычагов и телескопическими амортизаторами. Подвеска не является съёмным узлом и может быть полностью собрана только непосредственно на автомобиле. Подвеска каждого колеса состоит из поворотной  стойки 7 (рис. 86) с поворотной цапфой и осью 4,нижнего 21 и верхнего 8 рычагов, верхней 9 и нижней 27 шаровой опоры, винтовой пружины 22, амортизатора 24, буфера 10 и стабилизатора поперечной устойчивости 18.     Нижний рычаг 21 внутренними концами соединён шарнирно с концами оси 20, закреплённой болтами на поперечине.

Под болтами установлены регулировочные прокладки 15 (шайбы), с помощью которых выполняется регулировка углов  продольного наклона оси поворота и развала колёс. Верхний рычаг 8 внутренними концами соединён с верхней осью 14. Наружные концы обоих рычагов соединены с мощной поворотной стойкой 7 через шаровые шарниры(опоры) 9 и 27, закрытые снаружи резиновыми чехлами(пыльниками). Между верхней опорной чашкой 13 и нижним рычагом поставлена цилиндрическая витая пружина 22, которая опирается снизу на опорную чашку 26. Внутри пружины установлен амортизатор и нижним ушком его корпус соединён с кронштейном 25, а верхний конец штока амортизатора закреплён в двух резиновых подушках 12 при помощи гайки в опорном стакане 11.

Ход колеса вверх и продольное сжатие пружины передней подвески ограничивается буфером 10, который закреплён на кузове над верхним рычагом. Ход колеса вниз ограничивают буферные (резиновые) втулки надетые на штоки передних амортизаторов. Боковой крен и поперечные колебания кузова ограничивает стабилизатор поперечной устойчивости 18. Своей средней частью стабилизатор закреплён в кронштейнах 16 на резиновых втулках, а его загнутые концы закреплены на нижних рычагах через резиновые подушки обоймами (хомутами)23.

Передняя независимая подвеска с телескопическими амортизационными стойками (типа «Мак Ферсон») изображённая на рисунке 88. Подвеска переднего колеса этого типа состоит из стойки 1, винтовой цилиндрической пружины 16, нижнего поперечного рычага 10 с растяжками, шаровой шарнир 12, поворотный кулак 6, резинометаллические шарниры и стабилизатор поперечной устойчивости.

Основной элемент подвески, это телескопическая гидравлическая стойка 1, которая совмещает в себе функции направляющего аппарата и гасящего элемента. Нижняя часть стойки соединена с поворотным кулаком 6 через кронштейн 4 с помощью двух болтов. Верхний болт 3 и надетая на него шайба сделаны эксцентриковыми(элипсными), для того чтобы можно было с помощью этого болта регулировать развал передних колёс.

Верхняя опора стойки состоит из наружного и внутреннего корпусов, между которыми установлена износостойкая резина и во внутренний корпус опоры запрессован упорный шариковый подшипник 20. Сама опора закреплена на кузове автомобиля. Конструкция верхней опоры обеспечивает качание (сжатие) стойки и гасит вибрации, ну а подшипник 20 обеспечивает вращение стойки при повороте управляемых передних колёс. Корпус телескопической стойки 1 представляет собой трубу, к которой снизу приварен кронштейн 4, а к середине этой трубы приварен поворотный рычаг 14, который соединён с тягой рулевого привода. В средней части трубы стойки приварена так же опорная чашка 15 пружины. В верхнюю часть корпуса ввёрнута гайка, которая удерживает сальниковое устройство, и через эту гайку проходит шток 22.  Внижней части поворотного кулака 6, закреплён шаровой шарнир 12, позволяющий поворотному кулаку вместе с телескопической стойкой поворачиваться относительно нижнего рычага 10. Ход сжатия самой подвески ограничивается резиновым буфером 18, который надет на шток 22.

Углы установки колёс необходимы для повышения устойчивости автомобиля при движении и лёгкости управления, и они они существенно влияют на износ шин. В независимой передней подвеске бывают следующие углы установки передних колёс : углы развала и схождения колёс, продольный и поперечный углы наклона оси поворотной стойки.

Угол развала колёс характеризуется наклоном плоскостей вращения передних колёс наружу от вертикали. Угол развала колёс на рисунке 90 обозначен буквой б. Благодаря этому углу разгружается наружный подшипник ступицы колеса, облегчается поворот колёс, а так же ослабляются удары, передаваемые на рулевое колесо от неровностей дороги. На различных автомобилях предусматривается заводом изготовителем угол развала переднего колеса для каждой модели машины свой (зависит от веса машины и упругости подвески), а разность (отличие) развала углов правого и левого колеса должна быть как можно меньше. Нарушение угла развала колёс приводит к одностороннему износу протектора шины. Если угол развала больше нормы, то изнашивается наружная сторона протектора, а если он меньше нормы, то изнашивается внутренняя сторона протектора. К тому же значительная разница в углах развала правого и левого колёс, вызывает увод автомобиля в сторону колеса с большим развалом.

Угол продольного наклона оси поворотной стойки (кастер) — определяется величиной наклона верхнего конца оси назад от вертикали и показан на рисунке 90 буквой а. Этот угол делается на заводе для обеспечения стабилизации колёс при движении и для повышения устойчивости машины в поворотах. При увеличенном угле потребуется приложение большего усилия на рулевом колесе для поворота автомобиля. Если будет разница (отличие) углов продольного наклона осей поворотных стоек, то она приведёт к уводу автомобиля в сторону колеса с меньшим углом . Величина угла наклона поворотных стоек на разных автомобилях своя, ненамного отличается и составляет примерно 4°.

Угол поперечного наклона оси поворотной стойки обеспечивает стабилизацию колёс под действием силы тяжести автомобиля и показан на рисунке 90 буквой в. Этот угол способствует возвращению передних колёс и рулевого колеса автомобиля после завершения поворота в положение, которое соответствует прямолинейному движению машины.

Угол схождения колёс определяется разностью размеров между крайними точками колёс на уровне их центров сзади и спереди. Б и А на рисунке, то есть разница между этими расстояниями и есть угол схождения колёс и это расстояние на разных автомобилях не намного отличается и составляет примерно от 2 до 4 мм. Угол схождения колёс необходим для предупреждения проскальзывания колёс, вызываемого развалом, а так же этот угол компенсирует люфты в шарнирах рулевого привода и в подшипниках ступиц колёс. Увеличение или уменьшение нормы этого угла вызывает увеличенный ступенчатый износ протектора с образованием острых кромок на покрышке, направленных к продольной оси автомобиля (при увеличенном угле) или наружу (при уменьшенном угле схождения колёс). Регулировка угла схождения колёс осуществляется изменением длинны боковых тяг рулевой трапеции.

Мы рассмотрели подробно геометрию передней подвески автомобиля и если вы заметите на своей машине неравномерный износ протектора покрышек, то прочитав о конкретном износе покрышки выше, вы поймёте от нарушения какого угла этот износ происходит и какой угол нужно корректировать. Углы настраиваются(корректируются) специальными приспособлениями и о них я обязательно напишу.

задняя зависимая подвеска классических Жигулей

задняя независимая подвеска с отдельными рычагами.

Задняя подвеска служит для связи кузова с балкой заднего моста автомобиля, для смягчения толчков, передаваемых от колёс и гашения колебаний кузова. На машинах с приводом на передние колёса задняя подвеска выполняет только последние две функции. Задняя подвеска так же как и передняя бывает зависимой и не зависимой. Как я уже говорил независимая подвеска лучше отрабатывает неровности дорого и кузов автомобиля меньше колеблется при независимой подвеске, это можно наблюдать по рисунку 85. Самая оптимальная конструкция независимой задней подвески это рычажная подвеска (на рисунке 94). А зависимая задняя подвеска изображена на рисунке 91, на примере Вазовской классики. На большинстве современных отечественных машин, а так же на современных иномарках устанавливают на заводе более совершенную независимую подвеску и переднюю и заднюю.

Неисправности и техническое обслуживание подвески автомобиля.

Неисправности подвесок автомобилей могут возникнуть в результате перегрузки автомобиля, нарушения регулировок и износа деталей, а так же из за неосторожной езды по разбитым дорогам. Основные неисправности- это шум и стуки в подвеске машины пре движении, подтекание жидкости из амортизаторов и стоек, биение передних колёс, особенно на больших скоростях, увод автомобиля от прямолинейного движения, неравномерный или повышенный износ протектора шин, сильные удары кузова о буфер при движении по неровной дороге, скрип рессор или чрезмерная осадка упругого элемента подвески.

Шум и стуки в подвеске могут происходить из за: неисправности амортизаторов или гидравлических стоек; износа резиновых втулок амортизаторов; износа резинометаллических шарниров рычага подвески(сайлентблоков); ослабления крепления амортизаторов и стабилизаторов поперечной устойчивости; из за увеличения зазора или износа подшипников ступиц колёс; деформаций обода колеса; поломки упругого элемента подвески.

Неисправная работа амортизатора (стойки) может быть из за перегрева амортизатора при езде в жаркое время года, так как при высокой температуре амортизаторная жидкость частично теряет свои свойства (вязкость) и эффективность гашения колебаний падает. Так же ухудшается работа амортизаторов и при минусовых температурах, что нужно учитывать первые полчаса движения. Следует обратить внимание на исправность амортизаторов по отсутствию течи жидкости из за износа сальниковых уплотнений штока. Так же может быть избыточное количество жидкости, и из за этого наблюдается повышенное сопротивление амортизатора, особенно в конце хода сжатия. Во всех случаях при обнаружении течи необходимо установить причину неисправности и если амортизатор не разборный то заменить его, а если разборный то заменить сальники уплотнения штока.

Если течь не обнаружена, то дальнейшую проверку производим на смотровой эстакаде, отсоединив нижний конец амортизатора. Нужно нижний конец амортизатора растянуть, а потом сжать его. Неисправный амортизатор будет растягиваться ступенчато, с провалами и не так сильно сопротивляться на отдельных участках хода. Усилие при растягивании должно быть примерно в пять раз больше усилия при сжатии.

 К недостаточному сопротивлению при ходе отдачи приводит негерметичность клапана отдачи или перепускного клапана, осадка пружины клапана отдачи, задиры на поршне или цилиндре, загрязнение амортизационной жидкости механическими примесями (продукты износа, металлическая пыль), недостаточное количество жидкости вследствии её утечки или понижения её вязкости.

Недостаточное сопротивление при ходе сжатия происходит из за недостаточной герметичности клапана сжатия, осадки его пружины, загрязнения жидкости или малого её количества. Для восстановления работоспособности амортизатора следует заменить неисправные детали, а при загрязнении жидкости заменить её, предварительно промыв в керосине все детали. При износе резиновых втулок (сайлентблоков) амортизатора или стабилизатора поперечной устойчивости, втулки заменить, а разболтавшиеся крепления затянуть необходимым моментом (о правильном моменте затяжки читаем здесь). Подтекание жидкости амортизатора может происходить из за ослабления гайки (пробки)резервуара, износа сальника штока или из за износа хромированного покрытия самого штока. При износе покрытия штока замена сальников уже не поможет и в таком случае приходится заменять амортизатор, хотя мне при реставрации амортизаторов антикварных мотоциклов удавалось полностью удалить старый хром на штоке, отполировать шток и наложить новый слой хрома. При износе поршня и цилиндра амортизатора восстановить из размер и снизить трение поможет полимерное покрытие МС 2000 и подробнее о нём читаем в этой статье.

Увеличенный люфт в подшипниках ступицы колеса устраняется подтяжкой регулировочной гайки  подшипников,(зазор должен быть не более 0,15 мм) если они конические. На ВАЗ 2108 и далее на более современных жигулях и на многих иномарках подшипники не конусные и при их износе естественно они заменяются новыми.

Биение передних колёс обычно при скорости 60 — 80 км/ч может происходить из за износа шаровых соединений рулевых тяг и поворотных стоек, а так же из за износа втулок рычага подвески, нарушения балансировки колёс(отлетел грузик например), а так же из за повышенного люфта в подшипниках ступицы колеса или их износа. Для устранения неисправности нужно проверить состояние шарнирных соединений рулевых тяг осмотром при резких поворотах рулевого колеса вправо-влево. Увеличенный люфт подшипников ступиц колёс выявляется путём покачивания передних колёс в поперечном направлении на предварительно поднятом (подвешенном) автомобиле. Неисправные (стучащие) шаровые соединения(опоры) естественно заменяем новыми. На автомобиле ВАЗ2108 и иномарках с подвеской типа «Мак Ферсон»для проверки состояния верхней опоры 21 (смотрим рисунок 88) нужно замерить зазор А при полной загрузке автомобиля (320 кг), если он превышает 10 мм, то опору придётся заменить (на некоторых автомобилях можно попробовать заменить подшипник 20, если чашка разборная). Для проверки шаровой опоры 12 нужно снять колесо и замерить зазор В, и если при покачивании подвески (на подвешанной машине)это расстояние меняется более чем на 0,5 мм, то шаровую опору придётся заменить.

Нарушение балансировки колёс сопровождается усиленным износом шин и ухудшает устойчивость автомобиля при движении. Оно обычно является следствием неравномерного износа протектора по окружности, смещения балансировочных грузиков или шин при монтаже, а так же деформация обода колеса или повреждение шины(шишки, вздутия и т.п.) Проверка и балансировка колеcа может быть проведена на стенде или непосредственно на автомобиле. Для выполнения этой работы на автомобиле необходимо приподнять колесо домкратом. После этого нужно пробовать устанавливать колесо в различные положения и отпускать. Если при этом колесо проворачивается в ту или другую сторону и останавливается только в одном положении, это значит, что оно имеет дисбаланс.

Для балансировки колеса необходимо: 1). Снизить давление воздуха в шине до 0,2…0,3 кгс/см² и снять имеющиеся на ободе колеса балансировочные грузики. 2). Медленно провернуть колесо против хода часовой стрелки и отпустить ; когда оно остановится, нанести на шине мелом вертикальную черту 1 (рис. 99, б), определяющую верхнюю точку колеса.    3). Провернуть толчком колесо по часовой стрелке и после его остановки вновь отметить мелом верхнюю точку вертикальной линией 2, разделить расстояние между линиями 1 и 2 пополам и нанести метку 3. Это и будет самое лёгкое место колеса.   4). Установить по обе стороны метки 3 малые (массой до 30 г) балансировочные грузики 4 (рис. 99, в), которые своими пружинами 3 входят под борт покрышки 2 и удерживаются на ободе 1 колеса.    5). Толчком руки провернуть колесо. Если после его остановки грузики займут нижнее положение , их масса для балансировки колеса достаточна. Если же грузики займут верхнее положение , нужно поставить более тяжёлые грузики (массой до 40 г)и, вращая колесо, убедиться, что оно останавливается при их нижнем положении.    6). Отодвигая грузики на равные расстояния А (рис. 99, г) от метки 3, следует добиться такого равновесия колеса, при котором оно после толчка рукой будет останавливаться в самых разных положениях.     7). Накачать шину до нормального давления воздуха и приступить к балансировке следующего колеса. Передние колёса балансируются на своих ступицах, а задние- на одной из ступиц передних колёс ( на автомобиле ВАЗ-2108 балансировку выполняют на ступицах задних колёс).

Увод автомобиля в сторону от прямолинейного движения может быть следствием неодинаковой величины углов развала  и продольного наклона осей поворотных стоек левого и правого передних колёс, разности давления воздуха в шинах, увеличенных зазоров в подшипниках передних колёс, деформации поворотной стойки или рычагов подвески, значительной разницы в износе шин, повышенного дисбаланса передних колёс, а также неодинаковой упругости пружин подвески. Устранение этой неисправности производится проверкой и регулировкой углов установки передних колёс, доведением давления воздуха в шинах до нормы, заменой деформированных или неисправных деталей, а так же изношенных шин, балансировкой колёс.   Для определения развала колёс замеряют расстояние от вертикальной стойки приставленного угольника до верхней и нижней части обода колеса Б-Г (см. рис.90). Эта разность размеров у всех автомобилей разная и её можно найти в мануале (справочных данных) вашего автомобиля.

Повышенный или неравномерный износ протектора шин происходит по следующим причинам: давление воздуха в шинах ниже нормы и происходит повышенный износ крайних дорожек протектора на рисунке 100 пункт Ж; при давлении в шинах выше нормы и изнашивается средняя часть протектора З; нарушена балансировка колеса и происходит местный износ в виде пятен Е; увеличенный угол схождения передних колёс и при этом изнашиваются наружные дорожки протектора Б; угол схождения передних колёс меньше нормы или имеет отрицательное значение и происходит повышенный износ внутренних дорожек протектора В; отрицательный или недостаточный угол развала колёс и происходит повышенный ступенчатый износ внутренних дорожек протектора Г; погнута балка заднего моста и происходит повышенный ступенчатый износ внутренних дорожек протектора задних колёс Д. Для устранения неисправности необходимо выполнить соответствующие регулировки или ремонт.

Для проверки величины схождения колёс автомобиль с нормальным давлением в шинах устанавливают на горизонтальную площадку и ставят колёса в направлении прямолинейного  движения. Затем между колёсами, в их передней части, устанавливают специальную раздвижную линейку, упирая её наконечники в шину у обода колеса на высоте примерно 180 мм, что соответствует длине цепочек, укреплённых на концах линейки, и совмещают нулевую риску на шкале линейки со стрелкой. После этого  перекатывают автомобиль вперёд, пока линейка не окажется сзади на той же высоте. Отклонение стрелки от нуля покажет величину схождения (расхождения) колёс ( подробно об этом в одной из следующих статей).

Сильные удары кузова о буфер при движении по неровной дороге являются следствием неисправности амортизаторов, телескопических стоек, осадки или поломки упругого элемента подвески (пружин, рессор, торсионов). Негодные детали в этом случае заменяются новыми, амортизатор (стойка) проверяется на отсутствие течей и работоспособность.

Скрип рессор чаще всего появляется вследствие увеличенного износа пластмассовых шайб, установленных между их листами. Для устранения неисправности необходимо заменить шайбы.

Техническое обслуживание подвесок автомобиля заключается в следующем: перед выездом желательно проверять состояние шин и давление воздуха в них по величине смятия (внешним осмотром), а через 500 км пробега проверять давление с помощью манометра и доводить давление до нормы, а так же и запасное колесо. Периодически проверять состояние резиновых чехлов(пыльников) на шаровых опорах и телескопических стойках, стоек стабилизатора, а так же сайлентблоков амортизаторов и других резиновых деталей (примерно раз в 10000 км). Также через 10000 км, желательно поменять местами колёса для равномерного их износа, но если изношены какие то колёса больше других, то нужно всегда устанавливать лучший протектор на управляемые передние колёса. Через 20000 км, желательно менять смазку в подшипниках ступиц, если стоят конические подшипники открытого типа. Через 30000 км проверить состояние амортизаторов на течь, а так же их работу. При исправных амортизаторах кузов автомобиля не поддаётся сильному раскачиванию, а за один двойной ход амортизаторов кузов полностью останавливается (перестаёт раскачиваться). 

И последний совет: при езде по плохим дорогам, которых у нас не мало, старайтесь вовремя сбавлять скорость, иначе даже самая нафаршированная фирменными деталями подвеска вашего автомобиля долго не продержится, детали ведь рассчитаны на нормальное европейское покрытие дорог, а не на то, что у нас называют асфальтом. Удачи всем!