Для чего нужны стабилизаторы в подвеске
Стабилизатор поперечной устойчивости – что это такое, устройство и как работает
Что это такое
Это необязательно должна быть прямая труда. Его форма может быть весьма причудливой. Это обусловлено компоновкой ходовой части и убранства подкапотного пространства авто. Его плавные линии огибают узлы и агрегаты. Он должен соединять две части машины в поперечном направлении. Грубо говоря – он соединяет левые и правые элементы подвески автомобиля.
Стабилизатор поперечной устойчивости выполнен из пружинной стали, той, из которой делаются пружины и рессоры. Он обладает достаточной упругостью, способен изгибаться вокруг своей оси.
То есть, если взять его за противоположные концы (плечи) и крутить их, он будет закручиваться. Конечно, руками трудно это сделать, но массы машины для этого будет достаточно.
Для чего нужен стабилизатор поперечной устойчивости
Исходя из названия, стабилизатор поперечной устойчивости отвечает за стабилизацию – слово «стабилизатор». «Поперечной» – стабилизацию в поперечной плоскости. Он делает устойчивым кузов автомобиля при прохождении поворотов.
Современный автомобиль имеет переднюю независимую подвеску, то есть, левое и правое колесо двигаются независимо друг от друга в вертикальном направлении. Этот элемент подвески делает её независимой на половину. Он соединяет противоположные колеса.
От этого она не становится зависимой. Обладая определённой упругостью, он позволяет колёсам работать независимо друга от друга до определенного момента.
При прохождении поворотов, особенно на большой скорости, автомобиль получает центробежное ускорение. Кузов кренится в противоположную сторону поворота. Внутреннее колесо разгружается, так как центр тяжести перемещается в сторону внешнего колеса.
Вы сами замечали, что во время поворота вас немного смещает в кресле на наружную сторону. Чем выше скорость, тем сильнее центробежное ускорение. Чтобы вы не чувствовали дискомфорта в креслах устанавливаются валики боковой поддержки.
Без стабилизатора поперечной устойчивости внутреннее колесо может оторваться от дороги. В этот момент теряется не только скорость машины, но и управляемость. В некоторых случаях произойдет опрокидывание автомобиля.
Чтобы авто твердо стояло на дороге в любых поворотах и на любой скорости, для этого нужен стабилизатор поперечной устойчивости.
Каких типов бывают
Стабилизатор поперечной устойчивости является обязательным элементом подвески. Различают несколько видов:
В современных авто их роль играет адаптивная подвеска. В ней нет стабилизаторов поперечной устойчивости. Этот элемент подвески заменен регулируемыми амортизаторами.
Торсионные
Такой тип еще называют передним стабилизатором поперечной устойчивости. Он имеет сложную «П»-образную форму. В его конструкции заложен торсион, он же штанга стабилизатора – металлический прут. Двумя краям он соединяется при помощи стоек к амортизаторам или рычагам.
Рычажные
Недостатком этого типа является его большая упругость. Он фактически не изгибается, поэтому его используют в заднем стабилизаторе поперечной устойчивости.
Плюсы:
Активные
Его можно настраивать в зависимости от типа поверхности дорожного покрытия или стиля езды.
Существуют три основных режима его работы:
Активный стабилизатор поперечной устойчивости обеспечивает золотую середину между управляемостью и комфортом. Он используется на современных автомобилях с адаптивной подвеской. Его жесткость управляется электроникой или гидравликой.
Дополнительные элементы стабилизатора поперечной устойчивости этого типа: пневмобаллоны или электрические муфты. Это зависит от конструкции подвески автомобиля.
Сегодня изучим торсионный тип, так как он больше всех требует внимания от владельцев. Он более прихотлив в обслуживании.
Из чего он состоит
Основными элементами стабилизатора поперечной устойчивости являются:
Стойка (тяга) соединяет одно плечо штанги стабилизатора с рычагом подвески или амортизатором. Она имеет либо сайлентблоки в точках крепления деталей, либо шаровые соединения. Это обеспечивает подвижность, упругость элементов и смягчает удары от дороги.
Резинки стабилизатора, они же втулки, дают возможность вращаться штанге. Они защищают её и кронштейны от разрушений. Препятствуют возникновению стуков и скрипов в подвеске. Поэтому, при диагностике автомобильной подвески следует обращать на них особое внимание.
Как работает
Принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости заключается в связывании противоположных колес одной оси. При изменении положения одного колеса относительно кузова, он пытается привести противоположное колесо в такое же положение, выровняв кузов.
Когда автомобиль крениться в одну сторону, расстояние между колесом и кузовом уменьшается. Через стойку поднимается один край стабилизатора. Он выкручивается и за счет упругости, поднимает другое колесо относительно кузова. Так как он жёстко связан центральной частью с кузовом автомобиля через втулки, то кузов опускается, уменьшая расстояние противоположного колеса относительно машины. Так кузов выравнивается в горизонтальном положении.
Простым языком, благодаря стабилизатору поперечной устойчивости, кузов сопротивляется кренам. Полностью их избежать невозможно. То есть, небольшие наклоны он может компенсировать, а вот большие нет.
При превышении этого порога он может переломиться. Замена стабилизатора поперечной устойчивости убережет от переворота автомобиля и дискомфорта по время езды.
Чтобы этого не произошло, в конструкции предусмотрены резиновые упругие элементы. Они выполнены в виде сайлентблоков и втулок на стойках и местах крепления к кузову. Благодаря им, не вся кинематика от одного колеса передается к другому. У нас есть связь между колесами, но она не жесткая, конструкция «играет» и демпфирует. Кроме того, они смягчают удары подвижных элементов, вы не слышите стуков во время езды.
Видео о принципе работы стабилизатора
Недостатки
Основной недостаток реактивного и торсионного стабилизатора – зависимость одного колеса от другого. Даже если речь идет о независимой подвеске. Часть кинетической энергии передается на противоположную сторону.
Этот узел подвески сокращает её ход. То есть, есть большая вероятность «вывесить» колесо при диагональном прохождении пересеченной местности. Особенно это актуально внедорожникам и паркетникам с большим клиренсом, потому что «легковушки» туда вообще не заберутся.
Невозможно регулировать жесткость штанги. Она или работает или сломалась – два режима его работы. В таком случае используют активные стабилизаторы поперечной устойчивости или адаптивную подвеску.
Добавить комментарий Отменить ответ
Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.
Устройство и принцип работы стабилизатора поперечной устойчивости
Стабилизатор поперечной устойчивости – один из обязательных элементов подвески в современных автомобилях. Неприметная на первый взгляд деталь уменьшает крен кузова при поворотах и препятствует опрокидыванию автомобиля. Именно от этого компонента зависит устойчивость, управляемость и маневренность автомобиля, а также безопасность водителя и пассажиров.
Принцип работы
Основное назначение стабилизатора поперечной устойчивости – перераспределять нагрузку между упругими элементами подвески. Как известно, в поворотах автомобиль кренится, и именно в этот момент включается в работу стабилизатор поперечной устойчивости: стойки смещаются в противоположные стороны (одна стойка поднимается, а другая – опускается), при этом средняя часть (стержень) начинает закручиваться.
В результате на той стороне, где автомобиль «завалился» на бок, стабилизатор приподнимает кузов, а на противоположной – опускает. Чем больше машина наклоняется, тем сильнее сопротивление этого элемента подвески. В итоге автомобиль выравнивается по отношению к плоскости дорожного полотна, снижается крен и улучшается сцепление с дорогой.
Элементы стабилизатора поперечной устойчивости
Стабилизатор поперечной устойчивости состоит из трех компонентов:
Рассмотрим данные элементы подробнее.
Стержень
Стержень – это упругая поперечная распорка, изготовленная из пружинной стали. Располагается поперек кузова автомобиля. Стержень – основной элемент стабилизатора поперечной устойчивости. В большинстве случаев стальной прут имеет сложную форму, так как под днищем кузова машины имеется много других деталей, расположение которых нужно учитывать.
Стойки стабилизатора
Стойка стабилизатора поперечной устойчивости (тяга) – это элемент, соединяющий концы стального стержня с рычагом или амортизаторной стойкой подвески. Внешне стойка стабилизатора представляет собой шток, длина которого варьируется от 5 до 20 сантиметров. На обоих ее концах расположены шарнирные соединения, защищенные пыльниками, с помощью которых она крепится к другим компонентам подвески. Шарниры обеспечивают подвижность соединения.
В процессе движения на тяги приходится существенная нагрузка, из-за которой шарнирные соединения разрушаются. В результате, тяги очень часто выходят из строя, и менять их приходится раз в 20-30 тысяч километров.
Крепления
Крепления стабилизатора поперечной устойчивости представляют собой резиновые втулки и хомуты. Обычно он крепится к кузову автомобиля в двух местах. Главная задача хомутов – надежно закрепить стержень. Резиновые втулки нужны для того, чтобы балка могла вращаться.
Виды стабилизаторов
В зависимости от места установки различают передний и задний стабилизаторы поперечной устойчивости. В некоторых легковых машинах задняя поперечная стальная распорка не устанавливается. Передний же стабилизатор на современных автомобилях устанавливается всегда.
Различают также активный стабилизатор поперечной устойчивости. Данный элемент подвески является управляемым, так как он изменяет свою жесткость в зависимости от типа дорожного покрытия и характера движения. Максимальная жесткость обеспечивается в крутых поворотах, средняя – на грунтовой дороге. В условиях бездорожья эта часть подвески обычно отключается.
Жесткость стабилизатора изменяется несколькими способами:
В гидравлической системе за жесткость стабилизатора отвечает гидравлический привод. Конструкция привода может различаться в зависимости от установленной на автомобиль гидравлической системы.
Недостатки стабилизатора
Основные минусы стабилизатора – это уменьшение хода подвески и ухудшение проходимости внедорожников. При поездках по бездорожью есть риск “вывешивания” колеса и потери контакта с опорной поверхностью.
Автопроизводители предлагают решить эту проблему двумя способами: отказаться от стабилизатора в пользу адаптивной подвески, либо использовать активный стабилизатор поперечной устойчивости, изменяющий жесткость в зависимости от типа дорожного покрытия.
Стабилизаторы поперечной устойчивости – чтобы легко преодолевать повороты!
Задача стабилизатора поперечной устойчивости передней и задней подвески заключается в том, чтобы увеличивать устойчивость транспортных средств при прохождении поворотов.
Задний и передний стабилизатор поперечной устойчивости – конструкция
Центробежная сила при повороте автомобиля вызывает раскачивание его кузова и ощутимый крен, что может стать причиной опрокидывания машины. Чтобы подобных ситуаций на дороге не возникало, и был придуман интересующей нас стабилизатор (СПУ), который сейчас монтируется на разные типы автомобильных независимых подвесок (и передних, и задних). Он является важным элементом подвески, работает на скручивание, соединяет между собой при помощи торсионной упругой детали противоположные колеса.
Не устанавливается данный элемент на задние колеса легковых ТС, использующих собственную торсионную балку в качестве подвески.
Задний и передний стабилизатор поперечной устойчивости конструктивно выполняется в виде круглой по сечению штанги (стержня) из пружинных марок стали. Штанга изготавливается в форме литеры «П». Крепят ее, используя хомуты и резиновые втулки, к кузову машины (поперек). Конфигурация стабилизатора может быть очень сложной, так как его прокладывают под днищем кузова, где размещено немало разнообразных агрегатов и механизмов ТС. Сразу же добавим, что втулки из резины дают возможность СПУ вращаться.
С компонентами подвески авто стабилизатор соединяется амортизаторными стойками (так называемые косточки) и поперечными двойными рычагами. Причем такое соединение чаще всего выполняется при помощи стоек (по сути, стойка стабилизатора поперечной устойчивости представляет собой обычную тягу), хотя допускается производить крепеж и без использования дополнительной тяги.
Как работает передний и задний стабилизатор поперечной устойчивости?
Конструкция СПУ такова, что он не в состоянии противодействовать угловым продольным и вертикальным колебаниям подвески автомобиля. А вот с выравниванием легкового транспортного средства по отношению к дорожной плоскости и задний, и передний стабилизатор поперечной устойчивости справляются великолепно. Принцип их действия базируется на выверенном перераспределении между компонентами подвески поступающих на ось нагрузок.
При угловых колебаниях в поперечном направлении (при боковом крене) автомобиля тяги стабилизатора двигаются в разные стороны. В результате одна тяга опускается, а вторая – поднимается. При этом втулки позволяют закручиваться средней части СПУ. Сопротивление описываемого элемента увеличивается при повышении крена кузова, за счет чего и происходит выравнивание машины на дороге. Кроме того, тяги (косточки) обеспечивают более высокое качество сцепления покрышек с дорожным покрытием при прохождении поворотов.
Стабилизатор поперечной устойчивости задней подвески (либо передней) выполняет свои функции тем качественнее, чем большую жесткость имеет его конструкция. Данный показатель зависит от:
Машина, которая имеет жесткий передний и задний стабилизатор поперечной устойчивости, легко справляется с самыми крутыми поворотами (причем водитель даже не ощущает при их прохождении какого-либо крена). А перед конструкторами автомобилей открываются новые возможности, ведь они могут монтировать на заднюю и переднюю ось разные по степени жесткости СПУ. Установка стабилизатора поперечной устойчивости той или иной жесткости позволяет добиваться определенного баланса управления транспортным средством.
Достоинства и недостатки СПУ
При явной простоте конструкции интересующего нас механизма (нужна лишь надежная опора для его крепления, качественные втулки из резины, тяги, косточки) он легко справляется с возложенными на него задачами. Но здесь стоит сказать, что СПУ снижает ход независимой подвески и «отбирает» у нее некоторые другие важные свойства. По этой причине установка стабилизатора поперечной устойчивости не осуществляется на внедорожные авто.
При езде на таких вездеходных машинах, оснащенных внедорожными шинами, по плохим дорогам отмечается утрата контакта колеса с дорогой и его вывешивание. И обуславливается такое негативное явление именно использованием СПУ. Понятно, что автоконструкторы не собираются отказываться от применения стабилизатора и в этих случаях. Сейчас разработано несколько вариантов улучшения конструкции СПУ, предназначенных для внедорожников.
Например, компания «TRW» создала современную систему, состоящую из гидроцилиндров, которые играют роль стоек, датчика бокового ускорения, гидравлического насоса и специального управляющего блока. Данная система, которой не требуются резиновые втулки, отлично зарекомендовала себя как эффективная замена традиционного СПУ.
Также западные автопроизводители стали активно устанавливать на свои машины адаптивные подвески. Эти механизмы дают возможность и вовсе отказаться от СПУ, гарантируя идеальное поведение транспортного средства (без кренов) в любых условиях езды (при ускорении, поворотах, резком торможении и так далее).
Замена и ремонт СПУ – когда требуется и как выполняется?
Ремонт стабилизатора необходимо безотлагательно выполнять в тех случаях, когда его элементы имеют явно выраженную деформацию. Если вы видите, что штанга прогнулась несущественно, рекомендуется аккуратно ее выровнять. А вот при значительных деформациях выходом является ее незамедлительная замена.
Кроме того, ремонт или замена СПУ производятся при потере эластичности (сильной изношенности) подушек механизма, при их некачественном прилегании к стойке. Для того чтобы отремонтировать или установить новые подушки, нужно выполнить следующие действия: выкрутить крепежные болты со скобы, которая держит подушки; подсунуть отвертку под скобу, аккуратно поддеть ее и снять.
После этого можно вынимать подушку (правую для демонтажа следует сдвигать наружу машины, левую – к центру) и выполнять ее ремонт либо монтировать новую. Снятие и замена стоек СПУ также не требует слишком много времени. Осуществляется процесс ключами «на 14» по далее приведенной схеме:
По такому же принципу снимают и вторую стойку, выполняют их замену или ремонт, а затем устанавливают в обратной последовательности. Если требуется демонтировать штангу, после снятия стоек нужно будет удалить скобы подушек (эту операцию мы описали ранее), после чего штанга легко покидает место своего размещения.
Для чего нужен стабилизатор поперечной устойчивости
Современные автомобили передвигаются по дорогам на высоких скоростях за счет применения в подвеске стабилизатора поперечной устойчивости. Из-за этой детали удерживать высокую скорость можно не только на прямолинейных участках. На большой скорости авто может войти в поворот, выполнять различные маневры и без проблем объезжать препятствия на дороге.
Предназначение
Данная деталь в подвеске совершенно любого авто позволяет уменьшить боковые крены кузова при повороте машины.
Если коротко, то это устройство защищает машину от опрокидывания.
Этот элемент устанавливается на большинстве современных автомобилей. Именно благодаря СПУ автомобиль устойчив, маневренный и управляемый.
Основная задача СПУ – перераспределить нагрузку между упругих деталей в подвеске при движении. Когда машина поворачивает, то кузов кренится. Крен сильно влияет на траекторию, по которой будет двигаться машина. В этот самый момент и вступает в работу стабилизатор.
Среди главных функций можно выделить:
Устройство
Основные элементы СПУ — это труба либо стержень из стали. Деталь имеет П-образную форму средней части. Также в устройстве имеются стойки и крепеж.
Главный элемент – это, конечно же, стержень. Представляет собой достаточно упругую поперечную распорку. Чаще всего стержни производят из пружинных марок стали.
Стойки или же тяги – это детали, которые соединяют оба конца основы-стержня с рычагом или стойкой амортизатора. Стойка стабилизатора представляет собой небольшой шток длиной от 5 до 20 см. По бокам стойки имеются шарнирные соединения – так деталь может двигаться вместе со стержнем. Шарниры для защиты от грязи и пыли оборудованы пыльниками.
Крепеж стабилизатора к кузову и подвеске выполнен при помощи резино-техничеких изделий – сайлентблоков и различных крепежных элементов, таких как хомуты, гайки, шайбы.
Стабилизатор может крепиться на подрамник или среднюю часть рамы, а также к балке моста или рычагам.
Деталь работает по принципу перераспределении нагрузок между упругими элементами. Когда происходит боковой крен или поперечные угловые колебания, то тяги или стойки стабилизатора двигаются в разные стороны – одна стойка будет подниматься, другая – опускаться. Средняя часть стержня скручивается. Со стороны крена кузова стабилизатор будет пытаться поднять машину, с другой стороны – опустить.
Чем существеннее крен, тем более значительным будет сопротивление торсиона. Так автомобиль выравнивается по отношению к плоскости дороги.
Но также необходимо понимать, что за счет особенностей своей конструкции СПУ никак не способен воспрепятствовать вертикальным колебаниям. Так, если колебание машины вертикальное, тогда оба колеса – левое и правое, будут двигаться вместе. Стабилизатор же проворачивается во втулках, на которых он закреплен.
Чтобы работа торсиона была максимально эффективной, стержень и вся конструкция должна быть достаточно жесткой. Эта самую жесткость определяют свойствами стали, формой стержня, геометрией крепежа.
Чем большей жесткостью будет обладать стабилизатор, тем большее высокую нагрузку он способен перенести с внешнего колеса. Автомобиль с жестким стабилизатором способен входить в достаточно крутые повороты.
Виды торсионов
На современном автомобиле можно встретить два вида торсионов. Это задний торсион и передний.
На задней оси данные узлы, как правило, отсутствуют.
К примеру, сзади деталь отсутствует на автомобилях с независимой задней подвеской – в качестве СПУ здесь используется специальная торсионная балка и продольные рычаги.
Преимущества и недостатки
Главное преимущество торсиона – это значительное уменьшение боковых кренов в поворотах. Если СПУ изготовлен из упругих и жестких марок стали, то водитель и пассажиры не почувствуют крен, а тяговое усилие при выходе из поворота и в самом повороте будет увеличиваться.
Пружины, амортизаторы и другие упругие элементы не способны как-либо сопротивляться глубоким кренам, когда машина входит в поворот. СПУ же данную проблему решает, но с другой стороны, если ехать прямо, то стабилизатор не так уж и необходим.
При всех явных и неявных плюсах СПУ вносит существенные ограничения в характеристики независимых подвесок. За счет колес, которые соединены со торсионом, уменьшается ход каждого колеса – это влечет за собой передачу ударов колеса с одной оси на другое.
Это актуально при езде по плохим, неровным дорогам. На бездорожье СПУ может спровоцировать вывешивание колеса, что приведет к потере его контакта с поверхностью.
А ведь полностью отказаться от СПУ не получается, но с помощью адаптивной подвески это возможно. Для этого используют активные стабилизаторы поперечной устойчивости. Это серьезная конструкция с гидравлическим или электромеханическим приводом.
Что будет если убрать стабилизатор поперечной устойчивости
Автомобилисты с опытом обслуживания своих авто считают, что стойки стабилизатора – это самые капризные детали в подвеске. И чтобы не менять их часто, многие умышленно отключат СПУ. В сети можно найти споры на форумах и сообществах о том, нужно ли отключать торсион.
На самом деле ездить без СПУ можно и ничего страшного не будет. В подвеске есть много элементов, без которых можно эксплуатировать машину. Но специалисты не рекомендуют убирать торсион, так если это сделать, то возможность подвески совершать резкие маневры в аварийной ситуации пропадает. Без торсиона в повороте машина будет крениться больше.
Также существует легенда, что водитель «Пежо 607» решил отключить СПУ и в итоге разбил поддон двигателя. Специалисты подтвердили, что неприятности возникли именно из-за неработающего стабилизатора. Естественно, это касается только обычных автолюбителей и гражданских авто, которые ездят по городским дорогам.
Ездить без СПУ можно, но не быстро. Также не рекомендуется выполнять резких маневров – это может быть небезопасным. Но в большинстве случаев, если в повороте машина уверенно стоит на всех четырех колесах, то ничего не случится.