Устройство и работа передней подвески

На автомобилях «Москвич», ВАЗ и ЗАЗ передняя подвеска независимая. При независимой подвеске каждое колесо подвешивается к подрамнику самостоятельно, поэтому колебания одного колеса не передаются на другое, что уменьшает склонность к влиянию колеса, повышает устойчивость и управляемость автомобиля на больших скоростях движения. Такое устройство подвески уменьшает также поперечный наклон автомобиля при наезде одного колеса на выбоину или бугор, снижает массу неподрессоренных частей, отчего уменьшается сила динамических ударов на кузов.

Передняя подвеска автомобиля «Москвич» — бесшкворневая, пружинно-рычажная, с поперечным расположением рычагов и телескопическими амортизаторами — собирается в съемный узел на жесткой балке, укрепляемой болтами к продольным балкам подрамника кузова (рис. 97). Нижний рычаг подвески 14 качается на оси 15, прикрепленной к поперечине 1 при помощи клеммовых зажимов на двух резиновых втулках. На наружном конце укреплен нижний шаровой разборный шарнир. Верхний рычаг подвески качается на резьбовых цапфах оси, прикрепленной к опоре поперечины болтами. Между осью и поперечиной установлены прокладки 5 для регулировки развала колес. Наружный конец верхнего рычага соединяется с разборным шарниром 8, имеющим прокладки для регулировки осевого зазора в шаровом пальце. На концах рычагов подвески прикреплены гнезда шаровых пальцев поворотной стойки 9. На цапфе поворотной стойки устанавливается ступица 10 переднего колеса на двух роликовых конических подшипниках, которые закрепляются на цапфе гайкой с упорной шайбой.




Упругим элементом подвески является цилиндрическая пружина 2, установленная между поперечиной 1 и нижним рычагом 14. Для увеличения устойчивости автомобиля на поворотах и уменьшения кренов и поперечных качаний кузова в подвеске имеется стабилизатор поперечной устойчивости торсионного типа, представляющий собой штангу, изогнутую в виде буквы «П». Штанга стабилизатора укрепляется в резиновых подушках в специальных скобах под балками кузова. Концы штанги соединяются с нижними рычагами подвески при помощи вертикальных стоек с резиновыми втулками, обеспечивающими шарнирное соединение. При разной нагрузке на правую и левую стороны подвески штанга стабилизатора работает как торсион и, скручиваясь, передает часть нагрузки от более нагруженной стороны к менее нагруженной. Благодаря этому выравнивается деформация пружин подвески и улучшается поперечная устойчивость. Наличие пружин 2 в подвеске смягчает удары от неровностей дороги, но одновременно вызывает значительные колебания кузова. Для быстрого гашения этих колебаний служат амортизаторы 4, установленные по два впереди и сзади.


На автомобиле ВАЗ передняя подвеска не является съемным узлом и может быть полностью собрана только непосредственно на автомобиле. Она по устройству в целом аналогична рассмотренной выше. Отличительной особенностью является то, что резьба на шейке поворотной цапфы левого колеса — правая, а правого колеса — левая. Кроме того, к фланцу ступицы при помощи двух болтов укрепляется тормозной диск, а диск колеса фиксируется на этих болтах и крепится к ступице четырьмя болтами.

На автомобиле ЗАЗ передняя подвеска бесшкворневая, рычажно-торсионная, с гидравлическими амортизаторами двустороннего действия. Поверх амортизаторов устанавливаются цилиндрические пружины, работающие синхронно с торсионами.

Все детали и узлы подвески собираются на оси из двух стальных труб 7 и 12 (рис. 98), соединенных между собой при помощи двух кронштейнов 11. Главным упругим элементом в подвеске является два пластинчатых торсиона. Торсион состоит из пяти стальных закаленных пластин, сваренных по концам. Торсионы устанавливаются в трубах подвески в квадратные отверстия неподвижных втулок, что позволяет им закручиваться; от осевого перемещения в трубах они удерживаются стопорными болтами с контргайками, при этом конусные концы болтов входят в соответствующие углубления на торсионах. Рычаги подвески прикрепляются к наружным концам торсионов стяжными болтами с контргайками.




Во время движения автомобиля при вертикальном перемещении колеса рычаг подвески поворачивается, закручивая упругий торсион, за счет чего и смягчается (амортизируется) удар. В последующий момент торсион раскручивается, и процесс повторяется, обеспечивая плавность хода автомобиля. Кроме того, вертикальный ход колеса ограничивается резиновым буфером, укрепленным на оси подвески. Крепление передней подвески в сборе к кузову осуществляется четырьмя болтами снаружи и двумя — изнутри кузова.

Амортизатор телескопический двустороннего действия (рис. 99), состоит из цилиндрического резервуара 18, к которому приварено дно с проушиной 1. В резервуаре установлен рабочий цилиндр 17, в нижнюю часть которого запрессован корпус 6 клапана сжатия. Внутри рабочего цилиндра помещается поршень 14, укрепленный на штоке 19. В поршне смонтированы тарельчатый диск 12 клапана отдачи, перепускной клапан 15 и просверлены сквозные отверстия, расположенные по двум концентрическим окружностям. Для уплотнения на наружной поверхности поршня помещены чугунные поршневые кольца. Сверху рабочий цилиндр закрывается направляющей штока, имеющей отверстия для стока жидкости, проникающей через зазор между штоком, направляющей и сальником.




Принцип действия амортизатора основан на использовании гидравлического сопротивления, возникающего при протекании жидкости из одной полости в другую через малые калиброванные отверстия. При наезде колеса на препятствие резервуар с цилиндром перемещается вверх (ход сжатия), под поршнем 14 (рис. 99, а) создается давление жидкости, которая через отверстия в поршне, закрываемые тарелкой перепускного клапана 15, протекает в полость над поршнем. Одновременно часть жидкости через щель между корпусом клапана сжатия 4 и дроссельным клапаном 5 проходит в резервуар 18. При более резком движении колес вверх перетекание жидкости в полость над поршнем происходит быстрее, так как клапан 15 откроется больше, при этом также вследствие значительного возрастания давления отгибаются все диски клапана 4 и увеличивается проходное сечение для протекания жидкости в резервуар (рис. 99, б). После проезда препятствия резервуар 18 с цилиндром 17 движется вниз (ход отдачи), открывается клапан отдачи 12, жидкость через отверстия в поршне проходит в полость под поршнем только через щели дроссельного диска 13 клапана отдачи. Одновременно часть жидкости через впускной клапан 7 рабочего цилиндра из резервуара протекает в полость под поршнем (рис. 99, в). При резком движении колеса вниз под действием возрастающего давления диски клапана отдачи отгибаются, и проходное сечение для жидкости увеличивается. В это время через впускной клапан 7 жидкость будет протекать прежним порядком (рис. 99, г). Сопротивление при ходе сжатия в несколько раз меньше, чем при ходе отдачи, что необходимо для снижения силы ударов на кузов при наезде колес на препятствия.

Углы установки передних колес предусматриваются для повышения устойчивости автомобиля при движении, легкости управления и существенно влияют на износ шин. В независимой подвеске различают следующие углы установки колес: развал и схождение колес, продольный и поперечный наклоны оси поворотной стойки подвески, углы одновременного поворота правого и левого колес.

Развал колес (рис. 100, б) — это наклон плоскости вращения колёс наружу от вертикали. Если смотреть на подвеску спереди, то расстояние между шинами вверху будет больше, нежели внизу. Развал колес делается с целью разгрузки наружного (меньшего) подшипника ступицы за счет появляющейся осевой силы, прижимающей ступицу к внутреннему (большому) подшипнику, облегчает поворот колес, ослабляет удары, передаваемые на рулевое колесо от неровностей дороги. Наклон каждого колеса лежит в пределах 1—5 мм и регулируется изменением количества регулировочных прокладок, установленных между осью нижнего рычага подвески и поперечиной. Нарушение угла развала колес приводит к одностороннему износу боковой части протектора шины. Если угол развала больше нормы, — изнашивается наружная сторона протектора и, наоборот, меньше нормы — внутренняя сторона протектора. Кроме того, большая разница в углах развала правого и левого колес вызывает увод автомобиля в сторону колеса с большим развалом.



Угол продольного наклона оси поворотной стойки подвески (рис. 100, а) определяется величиной наклона верхнего конца оси назад от вертикали и делается с целью стабилизации (устойчивости) колес при движении, а также повышения устойчивости движения автомобиля на поворотах. При увеличенном угле (более 3—4°) требуется приложение большего усилия на рулевом колесе для поворота автомобиля. Разница в углах установки колес приводит к уводу автомобиля в сторону колеса с меньшим углом.

Угол поперечного наклона оси поворотной стойки подвески (рис. 100, в) обеспечивает стабилизацию колес под действием силы тяжести автомобиля и имеет величину около 6°. Поперечный наклон вместе с развалом колес уменьшает плечо поворота колеса и снижает передачу толчков на рулевое колесо от неровностей дороги. Кроме того, он способствует возвращению передних колес и рулевого колеса в направление прямолинейного движения после совершения поворота.

Схождение колес — это разность размеров между крайними передними и задними точками колес на уровне их центров (рис. 100,Б—А). Эта разность у неподвижного автомобиля должна быть 1—2 мм на автомобилях «Москвич» и ЗАЗ и 2—4 мм на автомобиле ВАЗ. Схождение колес необходимо для предупреждения их проскальзывания, вызываемого развалом, и компенсации люфтов в шарнирах рулевого привода и в подшипниках колес. При движении автомобиля колеса под действием сил сопротивления качению стремятся разойтись в стороны за счет выбирания зазоров в подшипниках и в шарнирах рулевого привода и устанавливаются параллельно оси автомобиля, обеспечивая движение без скольжения и наименьший износ шин. Схождение колес больше или меньше нормы вызывает усиленный ступенчатый износ протектора с образованием острых кромок, направленных к продольной оси автомобиля (при большом схождении) или наружу (при расхождении колес). Регулировка схождения колес осуществляется изменением длины боковых тяг рулевой трапеции. Больший износ шин происходит при расхождении колес и, кроме того, автомобиль в этом случае теряет устойчивость.

Углы одновременного поворота правого и левого колес при движении автомобиля по закруглению дороги должны обеспечивать качение колесе минимальным боковым скольжением, т. е. колеса должны катиться по окружностям, описываемым из одной общей точки, называемой центром поворота автомобиля. Для этого необходимо, чтобы поворот внутреннего колеса был на больший угол, чем наружного. Это достигается установкой под определенным одинаковым углом рулевых рычагов на поворотных стойках передней подвески.

Проверка и регулировка углов установки передних колёс (а в автомобиле ЗАЗ, кроме того, и схождение задних колес) производится на станциях технического обслуживания с применением специального оптического оборудования.