Co je závislé a nezávislé odpružení automobilu?

Co je závislé a nezávislé odpružení automobilu?

Odpružení je systém, který spojuje karoserii vozidla s koly. Je navržen tak, aby tlumil otřesy a otřesy v důsledku nerovností vozovky a zajistil stabilitu stroje v různých podmínkách.

Hlavními částmi odpružení jsou elastické a tlumicí prvky (pružiny, pružiny, tlumiče a pryžové díly), vedení (páky a nosníky spojující karoserii a kola), nosné prvky, stabilizátory a různé spojovací díly.

Existují dva hlavní typy zavěšení - závislé a nezávislé. To se týká závislosti nebo nezávislosti kol stejné nápravy při jízdě po nerovném povrchu.

Závislé zavěšení. Kola jedné nápravy jsou spolu pevně spojena a pohyb jednoho z nich vede ke změně polohy druhého. V nejjednodušším případě se skládá z můstku a dvou podélných pružin. Možná je i varianta na vodicích pákách.

Nezávislé odpružení. Kola na stejné nápravě nejsou vzájemně spojena a posunutí jednoho neovlivňuje polohu druhého.

Princip činnosti závislého odpružení

Pokud se podíváte na závislé schéma zavěšení, můžete vidět, že spojení ovlivňuje vertikální pohyb kol a jejich úhlovou polohu vzhledem k rovině vozovky.

Když se jedno z kol posune nahoru, druhé půjde dolů, protože elastické prvky a celá vodicí lopatka jsou umístěny uvnitř dráhy vozidla. Stlačení pružiny nebo pružiny na levé straně vozu odlehčí karoserii, resp. pravá pružina se částečně narovná, vzdálenost mezi karoserií a vozovkou vpravo se zvětší. Není to vždy jednoznačné, protože výsledným náklonem karoserie bude obraz zkreslený a hodně závisí na výšce těžiště vozu a vzdálenosti podél osy od pružiny nebo pák ke kolu. Takové účinky, které způsobují, že se vozidlo převaluje a má tendenci se houpat, jsou brány v úvahu při výpočtu odpružení.

Jelikož jsou obě kola v rovnoběžných rovinách, zanedbáme-li uměle vytvořené úhly odklonu, pak naklonění jednoho z nich např. doleva způsobí, že druhé bude mít podobný úhel ve stejném směru. Ale ve vztahu ke karoserii se okamžitý úhel odklonu změní stejným způsobem, ale s opačným znaménkem. Měnící se odklon u kola vždy zhoršuje trakci a u tohoto schématu se to děje okamžitě s oběma koly na nápravě. Z toho plyne neuspokojivá činnost závislých odpružení při vysokých rychlostech s bočním zatížením v zatáčkách. A nevýhody takového pozastavení nejsou omezeny na toto.

Rolí pružiny v obecném slova smyslu mohou být přímo typické pružinové konstrukce z různých materiálů a s různým počtem plechů v sadě včetně proměnné tuhosti (s pružinami), dále pružiny nebo vzduchové pružiny podobné např. je v rozložení.

Pružinové odpružení. Pružiny mohou být umístěny podélně nebo příčně, tvoří různé oblouky, od čtvrt elipsy až po celou. Odpružení na dvou poloeliptických pružinách umístěných podél těla se již dlouho stalo klasikou. Jiné návrhy byly použity v první polovině minulého století.

Vlastnosti listové pružiny jsou takové, že má ve svislé rovině normalizovanou tuhost a u všech ostatních lze její deformaci zanedbat, proto toto provedení neobsahuje samostatnou vodicí lopatku. Celý most je připevněn k rámu nebo ke karoserii výhradně prostřednictvím pružin.

Tento přívěsek obsahuje:

• pružiny obsahující jeden nebo více plochých plechů, někdy se používají kompozitní materiály;
• svorky spojující pružinové listy sazbových struktur;
• mezi plechy jsou umístěny podložky proti vrzání, které snižují tření a zlepšují akustický komfort;
• pružiny odpružení, což jsou další menší pružiny, které se aktivují při volbě části dráhy odpružení a mění jeho tuhost;
• žebříky upevňující pružinu k nosníku mostu;
• přední a spodní montážní držáky s pouzdry nebo silentbloky, které umožňují kompenzovat změnu délky pružiny při stlačení, někdy se jim říká náušnice;
• polštáře-štěpkovače, které chrání plechy před nevratnou deformací s maximálním ohybem na konci pracovního zdvihu.

Všechna závislá zavěšení jsou vybavena samostatně instalovanými tlumiči, jejichž typ a umístění nezávisí na typu pružného prvku.

Pružiny jsou schopny s mírnou deformací přenášet tažné a brzdné síly z nosníku nápravy na karoserii, zabraňovat kroucení nápravy kolem vlastní osy a odolávat bočním silám v zatáčkách. Ale kvůli nejednotnosti požadavků na tuhost v různých směrech to všechno dělají stejně špatně. To ale není všude zásadní.

U těžkých vícenápravových vozidel lze použít odpružení vyváženého typu, kdy jeden pár pružin obsluhuje dvě sousední nápravy, spočívající na jejich koncích, a je upevněn na rámu uprostřed. Jedná se o typické odpružení nákladního vozidla s vlastními výhodami a nevýhodami.

Odpružení závislé na pružině. Roli pružného prvku plní válcové pružiny nebo vzduchové pružiny, takže tento typ vyžaduje samostatnou vodicí lopatku. Může být různého provedení, nejčastěji se používá systém pěti proudnicových tyčí, dvou horních, dvou spodních a jedné příčné (panhardská tyč).

Existují i ​​jiná řešení např. ze dvou podélných tyčí s jednou příčnou, nebo s náhradou panhardské tyče Wattovým paralelogramovým mechanismem, který lépe stabilizuje most v příčném směru. Pružiny každopádně pracují pouze v tlaku a všechny momenty z kobylky jsou přenášeny tryskovými tahy se silentbloky na koncích.

Princip fungování nezávislého zavěšení

Nezávislé zavěšení se široce používá u předních řízených kol osobních automobilů, protože jejich použití výrazně zlepšuje uspořádání motorového prostoru nebo kufru a snižuje možnost samokmitání kol.

Jako pružný prvek v nezávislém zavěšení se obvykle používají pružiny, poněkud méně často - torzní tyče a další prvky. Tím se rozšiřuje možnost použití pneumatických elastických prvků. Pružný prvek, s výjimkou pružiny, nemá prakticky žádný vliv na funkci vodícího zařízení.

Pro nezávislé zavěšení existuje mnoho schémat vodicích zařízení, která jsou klasifikována podle počtu pák a umístění roviny otáčení pák.  

V nezávislé frontě zavěšení spojky, náboj kola je uložen pomocí dvou kuželíkových ložisek s kosoúhlým stykem na čepu čepu řízení, který je spojen s hřebenem čepem. Mezi vzpěrou a čepem řízení je instalováno axiální kuličkové ložisko.

Hřeben je otočně spojen závitovými pouzdry s horními a spodními vidlicovými pákami, které jsou zase spojeny s nápravami upevněnými k příčníkům rámu pomocí pryžových pouzder. Pružným prvkem zavěšení je pružina, spočívající svým horním koncem přes těsnění izolující vibrace na lisované hlavě příčníku a svým spodním koncem na nosné misce, přišroubovaná ke spodním ramenům. Vertikální pohyb kol je omezen dorazem pryžových nárazníků v nosníku.

Uvnitř pružiny je instalován dvojčinný teleskopický hydraulický tlumič, který je horním koncem spojen s příčným rámem pomocí pryžových polštářů a spodním koncem se spodními pákami.

V poslední době se rozšířilo zavěšení "houpající se svíčky". McPherson. Skládá se z jedné páky a teleskopické vzpěry, na jedné straně pevně spojené s kloubem řízení a na druhé straně - upevněné v patě. Pata je axiální ložisko uložené v poddajném pryžovém bloku namontovaném na těle.

Hřeben má schopnost kývat v důsledku deformace pryžového bloku a otáčet se kolem osy procházející axiálním ložiskem, vnějším závěsem páky.

Mezi výhody tohoto zavěšení patří malý počet dílů, menší hmotnost a prostor v motorovém prostoru nebo kufru. Obvykle je vzpěra zavěšení kombinována s tlumičem a pružný prvek (pružina, pneumatický prvek) je namontován na vzpěře. Mezi nevýhody odpružení MacPherson patří zvýšené opotřebení vodících prvků vzpěry s velkými zdvihy odpružení, omezené možnosti změny kinematických schémat a vyšší hlučnost (ve srovnání se zavěšením na dvě příčná ramena.

Zařízení a funkce závěsů MacPherson jsou podrobně popsány níže.

Odpružení s oscilační vzpěrou má kované rameno, ke kterému je pomocí pryžových podložek připojeno rameno stabilizátoru. Příčná část stabilizátoru je k příčnému nosníku karoserie připevněna pryžovými podložkami a ocelovými držáky. Diagonální rameno stabilizátoru tedy přenáší podélné síly z kola na karoserii a tvoří tedy součást integrovaného vodícího ramene zavěšení. Gumové polštáře umožňují kompenzovat deformace, ke kterým dochází při kývání takového kompozitního ramene, a také tlumí podélné vibrace přenášené z kola na karoserii.

Tyč teleskopické vzpěry je upevněna na spodní základně pryžového bloku horní paty a neotáčí se společně se vzpěrou a na ní nainstalovanou pružinou. V tomto případě se při jakémkoli otáčení řízených kol otáčí i hřeben vzhledem k tyči, čímž se odstraňuje statické tření mezi tyčí a válcem, což zlepšuje odezvu odpružení na malé nerovnosti vozovky.

Pružina není instalována koaxiálně s hřebenem, ale je nakloněna ke kolu, aby se snížilo příčné zatížení tyče, jejího vedení a pístu, ke kterému dochází vlivem svislé síly na kolo.

Charakteristickým rysem zavěšení řízených kol je, že by mělo umožnit kolu zatáčet bez ohledu na vychýlení pružného prvku. To zajišťuje tzv. čepová sestava.

Závěsy mohou být otočné a bezotočné:

1. U otočného zavěšení je kloub upevněn na otočném čepu, který je namontován s určitým sklonem ke svislici na vzpěře zavěšení. Pro snížení třecího momentu v tomto kloubu lze použít jehlová, radiální a axiální kuličková ložiska. Vnější konce závěsných ramen jsou spojeny s hřebenem pomocí válcových spojů, obvykle vyrobených ve formě mazaných kluzných ložisek. Hlavní nevýhodou čepového zavěšení je velký počet závěsů. Při výkyvu pák vodícího zařízení v příčné rovině není možné dosáhnout „účinku proti potápění“ kvůli přítomnosti středu podélného válečku zavěšení, protože osy výkyvu pák musí být přísně paralelní.
2. Nezávislé závěsné konzoly Besshkvornevy, kde jsou válcové závěsy stojanu nahrazeny kulovými, se staly mnohem rozšířenějšími. Design tohoto pantu obsahuje čep s polokulovou hlavou, je osazen keramicko-kovovou nosnou vložkou, která pracuje na kulové ploše těla pantu. Prst spočívá na speciální pryžové vložce potažené nylonem upevněné ve speciálním držáku. Pouzdro závěsu je připevněno k závěsnému ramenu. Při otáčení kola se čep otáčí kolem své osy ve vložkách. Při vychýlení odpružení se čep spolu s vložkou houpe vzhledem ke středu koule - k tomu je v těle oválný otvor. Tento závěs je nosný, protože se přes něj přenášejí svislé síly z kola na pružný prvek, pružinu, která se opírá o spodní rameno zavěšení. Závěsná ramena jsou ke karoserii uchycena buď pomocí válečkových kluzných ložisek, nebo pomocí pryžokovových pantů, které fungují díky smykové deformaci pryžových pouzder. Ty vyžadují mazání a mají schopnost izolovat vibrace.

Jaké odpružení je nejlepší?

Než odpovíte na tuto otázku, měli byste zvážit klady a zápory obou typů přívěsků.

Mezi výhody viselиmůj odpružení - vysoká pevnost a spolehlivost konstrukce, rovnoměrná přilnavost k vozovce a zvýšená stabilita v zatáčkách, stejně jako neměnnost vůle, rozchodu kol a dalších ukazatelů polohy kol (velmi užitečné v terénu).

Mezi nevýhody závislého odpružení:

• tuhost odpružení může způsobit nepohodlí při jízdě na špatné silnici;
• snížená kontrola nad vozidlem;
• složitost úpravy;
• těžké díly výrazně zvyšují neodpruženou hmotu, což negativně ovlivňuje plynulost jízdy a dynamické vlastnosti stroje a také zvyšuje spotřebu paliva.

Nezávislé pozastavení a jeho výhody:

• zvýšený jízdní komfort, protože kolize jednoho z kol s nerovností nijak neovlivňuje druhé;
• menší riziko převrácení při nárazu do vážné díry;
• lepší ovladatelnost, zejména při vysoké rychlosti;
• snížená hmotnost poskytuje lepší dynamický výkon;
• široké možnosti nastavení pro dosažení optimálních parametrů.

Mezi nevýhody patří:

• kvůli složitému designu bude služba drahá;
• zvýšená zranitelnost při jízdě v terénu;
• šířka stopy a další parametry se mohou během provozu změnit.

Která je tedy lepší? Odpružení je jednou z nejčastěji opravovaných součástí stroje. To je třeba vzít v úvahu při výběru vozu. Oprava nezávislého zavěšení bude stát více než závislého. Kromě toho bude s největší pravděpodobností muset být nezávislý opravován častěji.Nebude zbytečné se ptát na dostupnost náhradních dílů. Originální díly správné kvality pro zahraniční vozy mohou být objednány samostatně.

Pro jízdu převážně po asfaltu je nejlepší volbou přední nezávislé zavěšení a zadní závislé. Pro SUV nebo jiné auto, které se má používat v terénu, je závislé odpružení tou nejlepší volbou - na obou nápravách nebo alespoň na zadní. Most nepojme většinu nečistot. A půda a sníh se velmi aktivně přilepí na části nezávislého zavěšení. Přitom i s mostem ohnutým na horské silnici zůstane auto v pohybu. Ale porucha nezávislého zavěšení nedovolí vozu pokračovat v pohybu. Je pravda, že v městských podmínkách nebude manipulace s takovým schématem nejlepší.

V posledních letech začali výrobci vybavovat některá auta odpružením, které může fungovat v několika režimech. Jejich elektronika umožňuje rychle, za jízdy, měnit parametry v závislosti na dopravní situaci. Pokud to finanční prostředky dovolí, stojí za to podívat se na modely, které mají takový systém.