Vad är beroende och oberoende upphängning av en bil?

Vad är beroende och oberoende upphängning av en bil?

Fjädringen är ett system som förbinder fordonskarossen med hjulen. Den är utformad för att dämpa stötar och skakningar på grund av ojämna vägar och säkerställa maskinens stabilitet under olika förhållanden.

Fjädringens huvuddelar är elastiska och dämpande element (fjädrar, fjädrar, stötdämpare och gummidelar), styrningar (spakar och balkar som förbinder kaross och hjul), stödelement, stabilisatorer och olika anslutningsdelar.

Det finns två huvudtyper av fjädring - beroende och oberoende. Detta avser beroendet eller oberoendet av hjulen på samma axel vid körning över ojämn vägbana.

beroende avstängning. Hjulen på en axel är styvt förbundna med varandra och rörelsen av en av dem leder till en förändring av den andras position. I det enklaste fallet består den av en bro och två längsgående fjädrar. En variant på styrspakar är också möjlig.

Oberoende fjädring. Hjul på samma axel är inte anslutna till varandra, och förskjutningen av den ena påverkar inte den andras position.

Principen för drift av beroende suspension

Om du tittar på det beroende upphängningsschemat kan du se att anslutningen påverkar hjulens vertikala rörelse och deras vinkelläge i förhållande till vägplanet.

När ett av hjulen rör sig uppåt, kommer det andra att gå ner, eftersom de elastiska elementen och hela ledskenan är placerade innanför fordonsspåret. Att komprimera fjädern eller fjädern på bilens vänstra sida lossar respektive kaross, höger fjäder rätas delvis ut, avståndet mellan karossen och vägen till höger ökar. Det är inte alltid entydigt, eftersom bilden kommer att förvrängas av de resulterande karossrullarna och mycket beror på höjden på bilens massacentrum och avståndet längs axeln från fjädern eller spakarna till hjulet. Sådana effekter, som gör att fordonet rullar och tenderar att svaja, tas med i beräkningen vid beräkningen av fjädringarna.

Eftersom båda hjulen är i parallella plan, om vi försummar de artificiellt skapade camber-vinklarna, kommer lutningen av en av dem, till exempel till vänster, att göra att den andra har en liknande vinkel i samma riktning. Men i förhållande till kroppen kommer den momentana cambervinkeln att förändras på samma sätt, men med motsatt tecken. Den växlande cambern vid hjulet försämrar alltid dragkraften, och med detta schema händer detta omedelbart med båda hjulen på axeln. Därav den otillfredsställande driften av beroende fjädringar vid höga hastigheter med sidobelastningar i hörn. Och nackdelarna med en sådan suspension är inte begränsade till detta.

En fjäders roll i ordets allmänna bemärkelse kan vara direkt typiska fjäderstrukturer gjorda av olika material och med olika antal plåtar i uppsättningen, inklusive variabel styvhet (med fjädrar), samt fjädrar eller luftfjädrar liknande till dem i layout.

Fjäderupphängning. Fjädrar kan vara placerade i längdriktningen eller på tvären, bilda olika bågar, från en fjärdedel av en ellips till en hel. Fjädringen på två halvelliptiska fjädrar placerade längs kroppen har sedan länge blivit en klassiker. Andra mönster användes under första hälften av förra seklet.

Bladfjäderns egenskaper är sådana att den har en normaliserad styvhet i vertikalplanet, och i alla andra kan dess deformation försummas, så denna design innehåller inte en separat ledskovel. Hela bron är fäst vid ramen eller till kroppen uteslutande genom fjädrarna.

Detta hänge innehåller:

• fjädrar som innehåller en eller flera platta metallplåtar, ibland används kompositmaterial;
• klämmor som fäster ihop fjäderplåtarna i sättningskonstruktionerna;
• anti-knarkbrickor, som minskar friktionen och förbättrar akustisk komfort, är placerade mellan arken;
• fjädringsfjädrar, som är ytterligare mindre fjädrar som träder i kraft när en del av fjädringsvägen väljs och ändrar dess styvhet;
• stegar som fäster fjädern på brons balk;
• främre och nedre monteringsfästen med bussningar eller tysta block, som gör det möjligt att kompensera för en förändring i fjäderlängden under kompression, ibland kallas de örhängen;
• cushions-chippers som skyddar arken från irreversibel deformation med maximal böjning i slutet av arbetsslaget.

Alla beroende upphängningar är utrustade med separat installerade stötdämpare, vars typ och placering inte beror på typen av det elastiska elementet.

Fjädrarna kan överföra drag- och bromskrafter från axelbalken till kroppen med en lätt deformation, hindrar axeln från att vrida sig runt sin egen axel och motstår sidokrafter i hörn. Men på grund av inkonsekvensen av krav på styvhet i olika riktningar gör de det hela lika dåligt. Men detta är inte nödvändigt överallt.

På tunga fleraxlade fordon kan fjädring av balanstyp användas, när ett par fjädrar tjänar två intilliggande axlar, vilande på deras ändar, och är fäst på ramen i mitten. Detta är en typisk lastbilsupphängning med sina egna fördelar och nackdelar.

Fjäderberoende fjädring. Rollen för det elastiska elementet utförs av cylindriska fjädrar eller luftfjädrar, så denna typ kräver en separat ledskovel. Det kan vara av olika design, oftast används ett system med fem jetstavar, två övre, två nedre och en tvärgående (Panhard-stav).

Det finns andra lösningar, till exempel från två längsgående stavar med en tvärgående, eller med ersättning av Panhard-staven med en Watt-parallellogrammekanism, som bättre stabiliserar bron i tvärriktningen. I alla fall fungerar fjädrarna endast i kompression, och alla moment från bron överförs genom jettryck med tysta block i ändarna.

Funktionsprincipen för oberoende suspension

Oberoende fjädringar används i stor utsträckning i de främre styrda hjulen på personbilar, eftersom deras användning avsevärt förbättrar utformningen av motorrummet eller bagageutrymmet och minskar möjligheten för självsvängning av hjulen.

Som ett elastiskt element i en oberoende upphängning används vanligtvis fjädrar, något mindre ofta - torsionsstänger och andra element. Detta utökar möjligheten att använda pneumatiska elastiska element. Det elastiska elementet, med undantag för fjädern, har praktiskt taget ingen inverkan på styranordningens funktion.

För oberoende upphängningar finns det många scheman för styranordningar, som klassificeras enligt antalet spakar och platsen för spakarnas svängplan.  

I en oberoende front länkupphängning, hjulnavet är monterat med två koniska rullager med vinkelkontakt på tappen på styrspindeln, som är ansluten till kuggstången med en svängtapp. Ett axialkullager är installerat mellan fjäderbenet och styrspindeln.

Kuggstången är vridbart ansluten med gängade bussningar till de övre och nedre gaffelarmarna, som i sin tur är anslutna till axlar som är fästa vid ramens tvärbalkar med hjälp av gummibussningar. Upphängningens elastiska element är en fjäder, som med sin övre ände vilar genom en vibrationsisolerande packning mot tvärbalkens stansade huvud, och med sin nedre ände mot stödskålen, bultad till de nedre armarna. Hjulens vertikala rörelse begränsas av gummibuffertarnas stopp i balken.

En dubbelverkande teleskopisk hydraulisk stötdämpare är installerad inuti fjädern och ansluten med den övre änden till den tvärgående ramen genom gummikuddar och med den nedre änden till de nedre spakarna.

På senare tid har "swinging candle"-upphängningen blivit utbredd. McPherson. Den består av en spak och en teleskopisk stag, å ena sidan styvt ansluten till ratten, och å andra sidan - fixerad i hälen. Hälen är ett axiallager monterat i ett böjligt gummiblock monterat på kroppen.

Kuggstången har förmågan att vicka på grund av gummiblockets deformation och rotera runt en axel som går genom axiallagret, spakens yttre gångjärn.

Fördelarna med denna fjädring inkluderar ett litet antal delar, mindre vikt och utrymme i motorrummet eller bagageutrymmet. Vanligtvis kombineras fjäderbenet med en stötdämpare, och det elastiska elementet (fjäder, pneumatiska element) är monterat på fjäderbenet. Nackdelarna med MacPherson-fjädringen inkluderar ökat slitage på fjäderbensstyrningselementen med stora fjädringsvägar, begränsade möjligheter till varierande kinematiska scheman och en högre ljudnivå (jämfört med en fjädring på två dragben.

Enheten och driften av MacPherson-upphängningar beskrivs i detalj nedan.

Den oscillerande fjäderbensupphängningen har en smidd arm till vilken stabilisatorarmen är ansluten via gummikuddar. Den tvärgående delen av stabilisatorn är fäst vid kroppens tvärbalk med gummikuddar och stålfästen. Således överför stabilisatorns diagonala arm längsgående krafter från hjulet till kroppen och utgör därför en del av den integrerade upphängningsstyrarmen. Gummikuddar låter dig kompensera för snedvridningar som uppstår när en sådan sammansatt arm svänger, och dämpar även längsgående vibrationer som överförs från hjulet till kroppen.

Teleskopstångens stång är fixerad på den nedre basen av gummiblocket på den övre hälen och roterar inte tillsammans med strävan och fjädern installerad på den. I det här fallet, med någon rotation av de styrda hjulen, roterar kuggstången också i förhållande till stången, vilket tar bort den statiska friktionen mellan stången och cylindern, vilket förbättrar fjädringens svar på små vägojämnheter.

Fjädern är inte installerad koaxiellt med kuggstången utan lutar mot hjulet för att minska de tvärgående belastningarna på stången, dess styrning och kolv, som uppstår under inverkan av vertikal kraft på hjulet.

En egenskap hos upphängningen av styrda hjul är att den ska tillåta hjulet att svänga oavsett avböjningen av det elastiska elementet. Detta säkerställs av den så kallade pivotenheten.

Upphängningar kan vara pivot- och pivotlösa:

1. Med en pivotupphängning är knogen fixerad på en pivot, som är monterad med viss lutning mot vertikalen på upphängningsstaget. För att minska friktionsmomentet i denna led kan nål-, radial- och axialkullager användas. De yttre ändarna av upphängningsarmarna är förbundna med kuggstången med cylindriska leder, vanligtvis gjorda i form av smorda glidlager. Den största nackdelen med pivotupphängningen är det stora antalet gångjärn. När man svänger styranordningens spakar i tvärplanet är det omöjligt att uppnå "anti-dive-effekten" på grund av närvaron av mitten av upphängningens längsgående rulle, eftersom spakarnas svängaxlar måste vara strikt parallell.
2. Besshkvornevy oberoende upphängningsfästen där cylindriska gångjärn på ett stativ ersätts med sfäriska har blivit mycket mer utbredda. Utformningen av detta gångjärn inkluderar ett stift med ett halvsfäriskt huvud, det är försett med en stödinsats av keramisk metall, som fungerar på den sfäriska ytan av gångjärnskroppen. Fingret vilar på en nylonbelagd speciell gummiinsats monterad i en speciell hållare. Gångjärnshuset är fäst vid upphängningsarmen. När hjulet vrids roterar stiftet runt sin axel i fodren. När upphängningen avböjer svänger stiftet tillsammans med insatsen i förhållande till sfärens mitt - för detta finns det ett ovalt hål i kroppen. Detta gångjärn är lastbärande, eftersom de vertikala krafterna genom det överförs från hjulet till det elastiska elementet, fjädern, som vilar på den nedre upphängningsarmen. Upphängningsarmar är fästa på kroppen antingen med hjälp av cylindriska glidlager, eller med hjälp av gummi-metallgångjärn, som fungerar på grund av skjuvdeformationen av gummibussningar. De senare kräver smörjning och har en vibrationsisolerande egenskap.

Vilken fjädring är bäst?

Innan du svarar på den här frågan bör du överväga fördelarna och nackdelarna med båda typerna av hängen.

Fördelar fastnatиmin fjädringar - hög hållfasthet och tillförlitlighet i designen, enhetligt grepp med vägbanan och ökad kurvstabilitet, liksom invariansen av spelrum, spårvidd och andra hjulpositionsindikatorer (mycket användbart på terräng).

Bland nackdelarna med beroende suspension:

• fjädringsstyvhet kan orsaka obehag vid körning på en dålig väg;
• minskad fordonskontroll;
• komplexiteten i justeringen;
• tunga delar ökar den ofjädrade massan avsevärt, vilket negativt påverkar körningens smidighet och maskinens dynamiska egenskaper, och ökar också bränsleförbrukningen.

Oberoende avstängning och dess fördelar:

• ökad åkkomfort, eftersom kollisionen av ett av hjulen med en ojämnhet inte på något sätt påverkar det andra;
• mindre risk att välta när man slår ett allvarligt hål;
• bättre hantering, särskilt vid hög hastighet;
• minskad vikt ger förbättrad dynamisk prestanda;
• brett utbud av justeringsmöjligheter för att uppnå optimala parametrar.

Nackdelarna är:

• på grund av den komplexa designen blir tjänsten dyr;
• ökad sårbarhet vid terrängkörning;
• spårvidden och andra parametrar kan ändras under drift.

Så vilket är bättre? Fjädring är en av de mest reparerade maskinkomponenterna. Detta måste man ta hänsyn till vid val av bil. Reparation av en oberoende upphängning kommer att kosta mer än en beroende. Dessutom kommer den oberoende, troligen, att behöva repareras oftare. Det kommer inte att vara överflödigt att fråga om tillgängligheten av reservdelar. Äkta delar av rätt kvalitet för utländska bilar kan behöva beställas separat.

För körning huvudsakligen på asfalt är det bästa alternativet främre oberoende fjädring och bakre beroende. För en SUV eller annan bil som är tänkt att användas terräng är beroende fjädring det bästa valet - på båda axlarna eller åtminstone på baksidan. Bron rymmer inte det mesta av smutsen. Och jord och snö kommer att hålla sig mycket aktivt till delarna av den oberoende upphängningen. Samtidigt, även med en bro böjd på en bergsväg, kommer bilen att förbli i rörelse. Men nedbrytningen av den oberoende fjädringen kommer inte att tillåta bilen att fortsätta röra sig. Det är sant att i stadsförhållanden kommer hanteringen med ett sådant system inte att vara den bästa.

Under de senaste åren har tillverkare börjat utrusta vissa bilar med fjädringar som kan fungera i flera lägen. Deras elektronik låter dig snabbt, på språng, ändra parametrarna beroende på trafiksituationen. Om medel tillåter är det värt att titta på modeller som har ett sådant system.