СТАБИЛИЗАТОРЫ ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

При повороте автомобиля его кузов наклоняется на определенный угол, называемый углом крена. Величина угла крена зависит от конструкции подвески. Стабилизаторы поперечной устойчивости уменьшают угол крена кузова на поворотах и перераспределяют вес по коле­ сам автомобиля.

Стабилизатор поперечной устойчивости автомобиля представляет собой упругую штангу из пружинной стали в виде растянутой буквы П (рис. 4.32). Штанга закреплена шарнирно в средней части на кузове или подрамнике, а своими концами соединяется с подвижными

Рис. 4.32. Стабилизатор поперечной устойчивости автомобиля Pontiac Grand Prix в средней части соединяется с помощью кронштейнов к подрамнику, а его концы шар­ нирными тягами присоединяются к стойкам подвески

элементами подвески. Стабилизаторы могут устанавливаться как в передней, так и в задней части автомобиля. Упругие свойства стабилизатора проявляются при его закручивании, как уторсиона. Если при движении автомобиля левое и правое колесо перемещаются одновре­ менно и на одинаковое расстояние, стабилизатор практически не оказывает влияния на жест­ кость основных упругих элементов подвески. Стабилизатор закручивается и изменяет жесткость, уменьшая тем самым величину крена автомобиля. Большинство современных легковых автомобилей оборудуются как минимум передним стабилизатором поперечной ус­ тойчивости.

В то же время применение стабилизаторов создает определенные проблемы. Например, когда колесо, соединенное со стабилизатором, подскакивает на дорожной неровности, ста­ билизатор реагирует на перемещение колеса, стремясь накренить кузов. На плохих дорогах это может привести к раскачиванию кузова в поперечном направлении. Кроме того, при рез­ ких поворотах на большой скорости перераспределение нагрузки за счет жесткого стабили­ затора поперечной устойчивости может привести к отрыву от дороги внутреннего колеса.

АМОРТИЗАТОРЫ

Как уже отмечалось выше, для быстрого гашения колебаний кузова, возникающих в резуль­ тате деформации рессор или пружин подвески, применяются амортизаторы. Кроме того, амортизатор снижает скорость вертикального перемещения колеса относительно кузова.

В подвесках первых автомобилей применялись амортизаторы с механическим трением. Обычно такой амортизатор состоял из набора фрикционных дисков, сжатых пружиной, которые терлись друг о друга при перемещениях подвески. Такие амортизаторы быстро изнашива­ лись и ухудшали плавность хода автомобиля. Им на смену пришли гидравлические рычаж­ ные амортизаторы, в которых механическое трение было заменено на трение жидкости, проходящей через калиброванные отверстия. Рычажные амортизаторы были довольно компактны, но работали при высоких давлениях жидкости, сильно нагревались и были недолговечны. В подвесках современных автомобилей применяются телескопические гидравлические амортизаторы (рис. 4.33).

Действие такого амортизатора основано на использовании гидравлического сопротив­ ления, возникающего при перетекании жидкости из одной полости цилиндра в другую через отверстия, перекрытые клапанами сжатия и отдачи.

Телескопический амортизатор состоит из герметичного цилиндра, внутри которого пере­ мещается поршень, соединенный со штоком. Цилиндр заполнен жидкостью. В поршне имеют­ ся отверстия определенного диаметра, которые закрываются подпружиненными клапанами. Один клапан установлен сверху поршня, другой — снизу. Поскольку жидкость является несжи­ маемой, то при перемещении поршня в одной из полостей цилиндра повышается давление, которое открывает соответствующий клапан, и жидкость перетекает через отверстия из одной полости цилиндра в другую. Эффективность действия амортизатора пропорциональна скоро­ сти движения поршня в цилиндре. Скорость перетекания жидкости из одной полости цилинд­ ра в другую зависит от диаметров отверстий и разности давлений в полостях. Современные телескопические амортизаторы обычно двухсторонние, т. е. они оказывают сопротивление как при сжатии, так и при растяжении (отдаче). Обычно сопротивление при растяжении боль­ ше, чем при сжатии. Любой телескопический амортизатор должен иметь устройство для ком­ пенсации изменения объема жидкости. Дело в том, что при сжатии амортизатора вытесняе­ мый объем больше, чем освобождающийся с другой стороны поршня, потому что здесь часть объема цилиндра занимает шток. В амортизаторе (рис. 4.33) применяется специальная пневмокамера, заполненная сжатым газом, которая изолирована от основной части цилиндра плавающим поршнем. При ходе сжатия амортизатора объем пневмокамеры

Рис.4.33. Конструкция (а) телескопического однотрубного амортизатора:1 — нижняя проушина; 2 — газ; 3 — плавающий поршень; 4 — рабочий цилиндр; 5 — поршень; 6 — кор­ пус; 7 — шток поршня; 8 — сальник штока; 9 — направляющая штока; 10 — верхняя проуши­ на; и (б) телескопического двухтрубного амортизатора:1 — нижняя проушина; 2 — донный клапан; 3, 5 — рабочая полость; 4 — поршень; 6 — рабочий цилиндр; 7 — корпус резервуара; 8 — корпус; 9 — шток поршня; 10 — воздух; 11 — направляющая штока; 12 — сальник штока; 13 — верхняя проушина

Рис. 4.34. Схема работы двухтрубного амортизатора:1 — донный клапан; 2 — пор­ шень; 3 — клапан сжатия; 4 — шток; 5 — кла­ пан отбоя

уменьшается, а при ходе отдачи — увеличи­ вается. Наличие пневмокамеры обеспечи­ вает также компенсацию изменения объема рабочей жидкости при изменении темпера­ туры. Амортизаторы такого типа называют однотрубными, газонаполненными. Двух­ трубные амортизаторы отличаются наличи­ ем еще одного цилиндра, внутри которого находится рабочий цилиндр (рис. 4.34).

Дополнительная полость, находящая­ ся между внутренним и наружным цилин­ драми, называется компенсационной. Компенсационная полость изолирована от атмосферы, но сообщается с внутрен­ ней полостью рабочего цилиндра. При ходе сжатия амортизатора излишки жид­ кости из рабочего цилиндра перетекают в компенсационную полость и находя­ щийся там воздух сжимается. При ходе отдачи амортизатора сжатый воздух вы­ тесняет жидкость обратно в рабочий ци­ линдр. При одинаковых рабочих ходах однотрубный амортизатор рассмотрен­ ного типа будет иметь большую длину, чем двухтрубный, из-за наличия в цилин­ дре пневмокамеры.Несмотря на этот не­ достаток, в настоящее время большее распространение имеют однотрубные амортизаторы, которые лучше охлажда­ ются, поскольку не имеют двойных сте­ нок. Двухтрубные амортизаторы также

бывают газонаполненными. У таких амортизаторов в компенсационной полости газ находится под давлением. Особенностью газонаполненных амортизаторов является то, что в свободном состоянии шток амортизатора выходит из цилиндра под действи­ ем давления газа. Конструкция любого амортизатора должна обеспечивать герметич­ ность. При нарушении герметичности появляются стуки во время работы подвески и теряется эффективность амортизатора, что требует его замены. Шток амортизатора обработан до высокой степени чистоты поверхности, а между штоком и внутренней частью цилиндра устанавливается специальное надежное уплотнение. Таким же на­ дежным должно быть уплотнение плавающего поршня в однотрубном амортизаторе. При нарушении герметичности газ смешивается с жидкостью, образуется сжимаемая смесь, эффективность работы амортизатора снижается, появляются посторонние сту­ ки. Рабочая поверхность штока предохраняется от повреждений защитным кожухом. На конце штока и на цилиндре имеются крепления для соединения амортизатора с рычагами подвески и кузовом автомобиля. Крепление амортизаторов осуществля­ ется с помощью упругих элементов.

Некоторые производители, например фирма KONI, изготавливает амортизаторы, в кото­ рых можно регулировать вручную перепускной клапан. Такую регулировку необходимо про­ изводить перед установкой амортизатора на автомобиль для получения необходимой эффек­ тивности. Существуют амортизаторы (рис. 4.35), в которые встроены электромагнитные

Рис. 4.35. Регулируемые амортизаторы

клапаны, изменяющие проходные сечения отверстий, через которые проходит жид­ кость. При наличии амортизаторов такого типа, водитель может изменять характеристи­ ки подвески при движении автомобиля, пе­ реключая режимы («спорт», «комфорт» и т. д.). Совершенно другой принцип был пред­ ложен поставщиком автомобильных сис­ тем Delphi в его конструкции Magneride. В ней используется свойство некоторых вязких жидкостей быть чувствительными к воздействию электромагнитных полей; вязкость жидкости увеличивается с усиле­ нием поля, молекулы выстраиваются в це­ почки и создают большее сопротивление. Компания Delphi продемонстрировала автомобили, оборудованные амортизато­ рами, где обычные отверстия заменены

узкими проходами, в которых жидкость Рис. 4.36. Амортизаторы Magneride фирмыпротекает между электромагнитными катуш- Delphi изменяют гасящие свойства приками. Система Magneride имеет огромное намагничивании специальной жидкостипреимущество, заключающееся в том, что

вязкость жидкости, а следовательно, и степень демпфирования могут изменяться в зави­ симости от изменения напряженности электромагнитного поля, которая управляется мик­ ропроцессором. Ожидается, что подобные амортизаторы (рис. 4.36) скоро появятся в се­ рийном производстве.