Подвеска колес предназначена для смягчения и гашения колебаний, передаваемых от неровностей дороги на кузов автомобиля.
Принципиальная схема подвески показана на рисунке 40.
Рис. 40. Общая схема подвески колес: 1 - кузов; 2 - упругий элемент; 3 - демпфирующий элемент; 4 - колесо; 5 - направляющий элемент; 6 - шарнир.
Любая автомобильная подвеска состоит из трех элементов: упругого, направляющего и демпфирующего. Только их сочетание обеспечивает ее нормальную работу. Упругий элемент служит опорой для кузова и исключает жесткую связь между ним и направляющим элементом. А чтобы колебания колеса быстро прекращались после проезда неровности, установлен гасящий (демпфирующий) элемент И наконец, направляющий элемент следит за тем, чтобы колесо перемещалось не как попало, а в строго определенном направлении. Отсюда следует и его назначение — направлять колесо. При отсутствии направляющего элемента колесо может легко зацепить за кузов автомобиля. Отсутствие упругого элемента приведет к жестким ударам на кузов от любой ямки на дороге. Это можно ощутить, если проехать по дороге на деревенской телеге. А если колебания колеса после проезда той же ямки не гасить, то упругий элемент будет сжиматься-разжиматься бесконечно. Примерно так, как мы подпрыгиваем на батуте. Поэтому все эти три элемента присутствуют вместе в любой автомобильной подвеске. Иными словами, подвеска колес позволяет кузову автомобиля оставаться в прежнем положении вне зависимости от рельефа дороги или положения колес.
По конструкции подвеска может быть зависимой или независимой. Их отличия можно увидеть на рисунке 41.
Рис. 41. Работа подвески колес автомобиля: а - зависимая подвеска: б - независимая подвеска.
В зависимой подвеске оба колеса связаны между собой.
Из рисунка видно, что если одно колесо наехало на бугорок, то за счет жесткой оси перемещается и другое колесо.
В независимой подвеске каждое колесо перемещается независимо от другого.
Независимая подвеска сложнее по конструкции, но она обеспечивает более комфортные условия в салоне автомобиля, а также постоянный контакт колеса с дорогой.
А теперь рассмотрим отдельно все три элемента подвески.
Начнем с гасящего (демпфирующего). Им в подвеске является амортизатор. Он представляет собой трубку, заполненную жидкостью или газом, в которой передвигается стержень с поршнем. Трубка закреплена на колесе, а стержень — на кузове. В поршне есть отверстия. За счет того, что жидкость или газ с невысокой скоростью проходит через эти отверстия, колебания поршня постепенно гасятся. Следовательно, гасятся и покачивания прикрепленного к нему кузова автомобиля.
Направляющий элемент представляет собой несколько рычагов, которые соединены между собой. Причем соединение это не жестко, а с помощью шарниров. Одним из видов шарнира является обычная петля двери. Ты свободно открываешь-закрываешь дверь, а основание — стенка остается на месте. Это происходит потому, что одна часть петли поворачивается относительно другой части. Так же происходит и в автомобильной подвеске. Один рычаг может поворачиваться относительно другого и относительно колеса. А некоторые рычаги закреплены жестко и образуют прочный каркас. Рычаги могут иметь вид пластин или стержней различной формы и размеров. Причем рычаги подвески больших грузовиков имеют достаточно большие размеры и вес.
Основные виды упругих элементов автомобильных подвесок изображены на рисунке 42.
Рис. 42. Виды упругих элементов подвесок: а - рессоры; б - пневмобаллон; в - пружина.
Все они исправно выполняют свое основное назначение, но в зависимости от требуемых свойств и назначения автомобиля их вид разный.
Грузовой автомобиль перевозит тяжелые грузы. Следовательно, на его подвеску сверху давит большая сила. В этом случае обычно применяют рессоры. Рессоры состоят из одной или нескольких узких длинных полосок, изготовленных из специального металла. Ты, наверное, пробовал положить доску на два кирпича, встать на нее посередине и качаться. Вот так примерно происходит и с рессорами. Своими концами они закреплены на раме, а посередине крепится колесо. При неровностях дороги рама так же, как и ты, качается, а колесо катится. Полосок или листов рессоры может быть несколько. Чем их больше, тем больше груза можно положить в кузов автомобиля.
В кузовах легковых автомобилей груза немного — это в основном люди. Но им необходим комфорт при езде. В таких подвесках в качестве упругого элемента используют пружины. Они более мягкие, чем рессоры. Автомобиль с пружинной подвеской движется плавнее, в нем меньше трясет. Ты это почувствуешь, если после езды на грузовом автомобиле пересел в салон легкового автомобиля.
Теперь рассмотрим автобус или грузовик очень большой грузоподъемности. Если они едут только с одним водителем, то нагрузка на подвеску минимальная. Но вот в кузов насыпали несколько тонн груза, а в салон автобуса вошли люди. Нагрузка увеличилась в несколько раз. Как тут быть? На помощь приходит пневмобаллон. Он представляет собой полость из прочной резины, внутрь которой закачан воздух. Что-то вроде баскетбольного мяча. Причем специальным компрессором можно менять количество воздуха в пневмобаллоне. При минимальной нагрузке пневмобаллон должен быть мягче: в нем находится мало воздуха. При увеличении нагрузки пневмобаллон должен быть жестче, следовательно, количество воздуха в нем увеличивается. Этим-то и занимается компрессор. Теперь ты понял, почему комфортно и в пустом, и в полном людей салоне автобуса.
Мы рассмотрели с тобой все основные элементы или составляющие подвески колес. В зависимости от назначения автомобиля они могут сочетаться в самых разнообразных комбинациях. Поэтому и существует огромное количество конструкций автомобильных подвесок. О подвеске колес можно говорить еще очень много, но нам с тобой пора рассмотреть последний узел ходовой части — колесо автомобиля.