3.2. Призначення, вимоги до конструкції та основна класифікація

Підвіска – це сукупність пристроїв, які здійснюють пружний зв’язок між несучою системою і мостами або колесами автомобіля. Вона призначена для зменшення динамічних навантажень на несучу систему і колеса, забезпечення загасання їх коливань при незмінному або малозмінному взаємному положенні коліс і несучої системи в повздовжньому і поперечному напрямках, а також в разі необхідності для регулювання положення кузова.

До підвіски та її елементів ставляться такі вимоги:

1. Пружна характеристика підвіски повинна забезпечувати високу плавність ходу, відсутність ударів в обмежувачі ходу, стабілізацію кузова в поперечній і поздовжній площинах, тобто протидіяти кренам при повороті, "клюванню" при гальмуванні та "присіданню" при розгоні автомобіля.

2. Кінематична схема повинна забезпечувати стабільність або мінімальну зміну колії та кутів установки керованих коліс і шворнів, а також відповідність кінематики переміщення коліс кінематиці кермового приводу, що запобігає виникненню коливань керованих коліс навколо шворнів.

3. Забезпечувати оптимальну величину гасіння коливань кузова і коліс, від якої значною мірою залежить висока плавність ходу, стійкість та керованість автомобіля, його продуктивність та економічність.

4. Здійснювати надійну передачу від коліс на кузов або раму поздовжніх і поперечних зусиль та моментів.

5. Мати малу власну масу та забезпечувати можливість зменшувати масу непідресорених частин з метою підвищення плавності ходу.

За призначенням деталі підвіски діляться на групи:

пружні елементи, а також стабілізатор поперечної стійкості, які знижують рівень динамічних навантажень, що виникають під час руху автомобіля;

напрямні пристрої, які забезпечують практично вертикальне переміщення і максимальною мірою обмежують горизонтальне переміщення коліс відносно кузова;

демпфуючі пристрої, які знижують амплітуду коливань коливних мас.

За типом пружного елементу підвіски діляться на:

металічні (ресорні, пружинні, торсійні);

неметалічні (гумові, пневматичні);

комбіновані (поєднання різних типів пружних елементів та гідропневматичні).

Листові ресори є простими у виготовленні, зручними в експлуатації, поєднують у собі функції пружного елементу і напрямного пристрою, однак мають значні недоліки, як-то: високу металоємність, тобто значну непідресорену масу, в результаті наявності міжлистового тертя не забезпечують високої плавності ходу, мають малий термін служби. Питома запасена потенційна енергія листової ресори , а пружини або торсіона , де G = МПа - модуль пружності другого роду. Якщо врахувати, що для сталі то при рівності напружень запасена енергія одиниці об’єму листової ресори в чотири рази менша, ніж у витої циліндричної пружини або торсіона.

Недоліки листової ресори є перевагами витої циліндричної пружини і торсіона. Основним недоліком пружинної та торсійної підвісок є необхідність використання автономного напрямного пристрою, що ускладнює їх конструкцію і значною мірою знижує їх перевагу в металоємності.

Гумові пружні елементи використовуються, в основному, як допоміжні. Використання їх як основних пружних елементів підвіски обмежене через недостатній робочий хід.

Пневматичні та гідропневматичні пружні елементи використовуються в регульованих підвісках. Їх основними перевагами є придатність до регулювання висоти положення кузова та забезпечення нелінійності характеристики підвіски, що дає змогу отримувати однаково високу плавність ходу за різного завантаження автомобіля. Основний недолік цих пружних елементів – постійна витрата їх робочого тіла – стиснутого повітря, на що потрібно додаткову витрату енергії двигуна. У великовантажних автомобілях використовуються нерегульовані гідропневматичні пружні елементи, основною перевагою яких є мала питома металоємність.

За типом напрямного пристрою підвіски діляться на залежні і незалежні. Характерна ознака залежної підвіски наявність жорсткої балки, яка зв’язує між собою колеса однієї осі, внаслідок чого переміщення одного колеса передається іншому. У незалежній підвісці безпосередній зв’язок між колесами однієї осі відсутній, внаслідок чого кожне колесо переміщується незалежно одне від іншого.

Демпфуюча дія в підвісці забезпечується переважно амортизаторами, які можуть бути односторонньої або двосторонньої дії. Амортизатори односторонньої дії гасять коливання тільки при ході відбою. Амортизатори двосторонньої дії гасять коливання як при ході відбою, так і при ході стиску, однак виконуються здебільшого несиметричними, – з більшим коефіцієнтом опору на ході відбою. За конструктивним виконанням амортизатори бувають телескопічні (широковживані) та важільні.

Важільні амортизатори через малі ходи поршнів працюють з великими тисками, (15...30 МПа), що призводить до збільшення їх маси. У телескопічному амортизаторі циліндр і поршень зв'язані безпосередньо з підресореною і непідресореною масами автомобіля і мають великий хід, що дає можливість, працювати амортизатору при менших тисках (2,5...5,0 МПа). Телескопічні амортизатори приблизно в два рази легші від важільних, простіші у виготовленні і мають високу довговічність.