Подвеска автомобиля (рис. 36) состоит из трех устройств: направляющего 1, упругого 2 и гасящего 3.
Рис. 36. Принципиальная схема подвески автомобиля: 1, 2, 3 - направляющее, упругое и гасящее устройства; 4 - стабилизатор поперечной устойчивости.
Направляющее устройство подвески определяет характер перемещения колеса относительно кузова и дороги. Направляющее устройство передает продольные и поперечные силы и их моменты между колесом и кузовом автомобиля.
Упругое устройство подвески смягчает толчки и удары, передаваемые от колеса на кузов автомобиля при наезде на дорожные неровности. Упругое устройство улучшает плавность хода автомобиля, т. е. создает возможность движения без неприятных ощущений и быстрой утомляемости людей и повреждений перевозимых грузов.
Гасящее устройство подвески уменьшает колебания кузова и колес автомобиля, возникающие при движении по неровностям дороги. Гасящее устройство превращает механическую энергию колебаний в тепловую с последующим ее рассеиванием в окружающую среду.
В передней подвеске автомобиля, кроме.упругого, направляющего и гасящего устройства, имеется еще дополнительное устройство — стабилизатор поперечной устойчивости. Стабилизатор уменьшает боковой крен и поперечные угловые колебания кузова автомобиля.
Передняя подвеска
Передняя подвеска автомобиля независимая, рычажно-пружинная, с гидравлическими амортизаторами и стабилизатором поперечной устойчивости.
Передние колеса автомобиля подвешены независимо одно от другого, не имеют между собой непосредственной связи, перемещаются в поперечной плоскости, и перемещение одного колеса не вызывает перемещения другого колеса.
Рис. 37. Передняя подвеска: 1 - нижний рычаг; 2 - кронштейн поперечины; 3 - нижняя опорная чашка пружины; 4 - пружина; 5 - буфер сжатия; 6 - опора буфера сжатия; 7 - упор; 8 - нижний кронштейн амортизатора; 9 - амортизатору 10 - обойма опоры стабилизатора; 11 - резиновая опора стабилизатора; 12 - стержень ста бил к затора; 13 - нижний шаровой шарнир; 14 - тормозной щит; 15 - тормозной диск; 16 - ступица колеса; 17 - шпилька крепления колеса и тормозного диска; 18 - конусная втулка; 19 - декоративный колпак; 20 - хвостовик наружного шарнира привода колес; 21 - подшипники ступицы колеса; 22 - сальник; 23 - поворотный кулак; 24 - палец шарового шарнира; 25 - защитный чехол; 26 - подшипник; 27 - обойма; 28 - корпус; 29 - растяжка; 30 - верхний шаровой шарнир; 31 - резиновая подушка амортизатора; 32 - чашка подушки; 33 - верхний кронштейн амортизатора; 34 - кронштейн буфера отдачи; 35 - буфер отдачи; 36 - верхний рычаг; 37 - резинометаллический шарнир верхнего рычага; 38 - ось верхнего рычага: 39, 44 - регулировочные шайбы: 40 - верхняя опора пружины; 41 - верхняя опорная чашка пружины; 42 - прокладка пружины; 43 - поперечина передней подвески; 45 - резинометаллический шарнир нижнего рычага; 46 - ось нижнего рычага; 47, 51 - упорные шайбы; 48 - наружная втулка; 49 - внутренняя втулка: 50 - резиновая втулка.
Направляющим устройством передней подвески (рис. 37) являются рычаги 1 и 36, упругим устройством — витые цилиндрические пружины 4, гасящим — телескопические гидравлические амортизаторы 9, а стабилизатором поперечной устойчивости — упругий стержень 12. Передняя подвеска смонтирована на поперечине 43, прикрепленной К кузову автомобиля. Между поперечиной и кузовом установлены растяжки 29, которые при движении автомобиля воспринимают продольные силы и их моменты, передаваемые от передних колес па поперечину. Верхние 36 и нижние 1 рычаги подвески установлены поперек автомобиля и имеют продольные оси качения. Ось 46 нижнего рычага прикреплена к трубчатой поперечине 43, а ось 38 верхнего рычага — к кронштейну 2 поперечины. Внутренние концы верхних и нижних рычагов соединены с осями резинометаллическими шарнирами. Верхние 37 и нижние 45 резинометаллические шарниры имеют одинаковое устройство и отличаются только своими размерами. Применение резинометаллических шарниров обеспечивает бесшумную работу подвески и исключает необходимость смазки шарниров. Наружные концы верхних и нижних рычагов подвески соединены с поворотным кулаком 23 шаровыми шарнирами 30 и 13. Шаровые шарниры выполнены неразборными, имеют одинаковое устройство, взаимозаменяемы и в процессе эксплуатации не требуют смазки. Пружина 4 подвески -установлена между нижней опорной чашкой 3, прикрепленной к нижнему рычагу, и верхней опорной чашкой 41, соединенной с опорой 40, которая соединена с поперечиной подвески. Между концами пружины и опорными чашками установлены вибро-шумоизолирующие прокладки 42. Амортизатор 9 нижним концом прикреплен к кронштейну 8 опорной чашки 3 с помощью резинометаллического шарнира. Верхний конец амортизатора крепится к кронштейну 33 через резиновые подушки 31. Ход колеса вверх ограничивается буфером сжатия 5% когорый закреплен на опоре 6, установленной внутри пружины подвески. При статической нагрузке буфер 5 касается нижней опорной чашки 3 пружины, что обеспечивает его постоянную работу. Упор 7 ограничивает сжатие буфера 5. Ход колеса вниз ограничивается буфером отдачи 35, который установлен в кронштейне 34, соединенным о поперечиной 43 и опорой 40. При ходе колеса вниз буфер 35 упирается в специальную опорную площадку верхнего рычага 36. Стабилизатор поперечной устойчивости представляет собой упругое устройство торсионного типа, установленное поперек автомобиля. Стержень 12 стабилизатора имеет П-образную форму, круглое сечение. Он изготовлен из рессорно-пружинной стали. Средняя часть стержня стабилизатора и его концы крепятся в резиновых опорах 11 обоймами 10 соответственно к кузову автомобиля и кронштейнам опорных чашек 3 нижних рычагов подвески. При боковых кренах и поперечных угловых колебаниях кузова концы стержня стабилизатора перемещаются в разные стороны: один конец опускается, а другой поднимается. В результате средняя часть стержня стабилизатора закручивается, уменьшая тем самым крен и поперечное раскачивание кузова автомобиля. Создавая сопротивление крену и поперечным колебаниям кузова, стабилизатор в то же время не препятствует его вертикальным и продольным угловым колебаниям.
При таких колебаниях стержень стабилизатора свободно поворачивается в своих опорах.
Задняя подвеска
Задняя подвеска зависимая, пружинная, с гидравлическими амортизаторами. Задние колеса автомобиля связаны между собой балкой заднего моста, вследствие чего перемещение одного из колес в поперечной плоскости передается другому колесу. Направляющим устройством задней подвески (рис. 38) являются продольные 3, 17 и поперечная 24 штанги, упругим устройством — витые цилиндрические пружины 9, а гасящим устройством — телескопические гидравлические амортизаторы 25.
Рис. 38. Задняя подвеска: 1 - распорная втулка; 2 - резиновая втулка; 3, 17 - нижняя и верхняя продольные штанги; 4, 11 - прокладки пружины; 5 - нижняя опорная чашка пружины; 6 - буфер сжатия; 7 - палец верхней продольной штанги; 8 - кронштейн верхней продольной штанги; 9 - пружина; 10 - чашка пружины; 12 - верхняя опорная чашка пружины; 13 - тяга рычага регулятора давления тормозов; 14 - палец амортизатора; 15 - поперечина кузова; 16 - дополнительный буфер; 18 - кронштейн нижней продольной штанги; 19 - кронштейн поперечной штанги; 20 - регулятор давления тормозов; 20 - рычаг регулятора; 22 - обойма; 23 - втулка; 24 - поперечная штанга; 25 - амортизатор.
Задний мост соединен с кузовом автомобиля с помощью четырех продольных 3 и 17 и одной поперечной 24 штанг. Штанги 3 и 24 стальные, трубчатые, а штанги 17 сплошные. Концы всех штанг, кроме передних концов верхних продольных штанг 17, закреплены в кронштейнах на кузове автомобиля и балке заднего моста. Передние концы штанг 17 закреплены консольно на пальцах 7. Для крепления всех штанг применены резинометаллические шарниры. Резинометаллические шарниры обеспечивают бесшумную работу задней подвески и не требуют смазки. Пружины 9 подвески установлены между нижними опорными чашками 5, приваренными к балке заднего моста, и верхними опорными чашками 12, связанными, с кузовом автомобиля. Между концами пружин и опорными чашками установлены вибро-, шумоизолирующие прокладки 4 и 11. Амортизаторы 25 верхними концами крепятся консольно на пальцах 14 к кузову автомобиля, а нижними концами — к балке заднего моста. Для крепления амортизаторов применены резинометаллические шарниры.
Ход колёс вверх ограничивается буферами сжатия 6, которые закреплены на опорах, установленных внутри пружин подвески. Дополнительный буфер 16 при ходе колес вверх ограничивает ход передней части картера заднего моста. Ход колес вниз ограничивается амортизаторами, уменьшающими перемещение заднего моста при движении его вниз.
Амортизаторы
Амортизаторы предназначены для гашения колебаний кузова и колес автомобиля. Гидравлические амортизаторы в результате создаваемого ими сопротивления (жидкостного трения) преобразуют механическую энергию колебаний кузова и колес в тепловую энергию, которую рассеивают в окружающую среду. В передней и задней подвесках автомобиля установлены гидравлические амортизаторы телескопического типа' двустороннего действия, которые гасят колебания кузова и колес автомобиля как при ходах сжатия, так и отдачи.
Передние и задние амортизаторы имеют одинаковое устройство и отличаются только длиной и способом крепления.
Амортизатор (рис. 39) состоит из трех основных узлов: цилиндра 12 с днищем 2, поршня 10 со штоком 13 и направляющей втулкой 21 с уплотнениями. В поршне амортизатора имеются два ряда сквозных отверстий, расположенных по окружности. Отверстия наружного ряда сверху закрыты перепускным клапаном 24, находящимся под воздействием слабой пластинчатой, пружины 23, а отверстия внутреннего ряда снизу закрыты клапаном отдачи 29 с сильной пружиной 9. В днище цилиндра амортизатора расположен клапан сжатия, обойма 6 и тарелка 7 которого-имеют ряд сквозных отверстий. Цилиндр 12 заполнен амортизаторной жидкостью, вытеканию которой препятствует сальник 18, поджимаемый гайкой 15, которая ввернута в резервуар 11. Полость амортизатора, заключенная между цилиндром 12 и резервуаром 11, является камерой, которая служит для компенсации изменения объема жидкости в цилиндре по обе стороны поршня, возникающего из-за перемещения штока 13.
Рис. 39. Амортизатор: 1 - проушина; 2 - днище; 3 - диски клапана сжатия; 4 - дроссельный диск клапана сжатия; 5 - пружина клапана сжатия, 6 - обойма клапана сжатия; 7 - тарелка клапана сжатия; 8 - гайка клапана отдачи; 9 - пружина клапана отдачи 10 - поршень; 11 - резервуар; 12 - цилиндр; 13 - шток; 14 - кожух; 15 - гайка резервуара; 16 - защитное кольцо; 17 - прокладка защитного кольца; 18 - сальник штока; 19 - обойма сальника; 20 - уплотнительное кольцо; 21 - направляющая втулка штока; 22 - ограничительная тарелка; 23 - пружина перепускного клапана; 24 - тарелка перепускного клапана: 25 - дроссельный диск клапана отдачи; 26 - шайба; 27 - кольцо поршня; 28 - диски клапана отдачи; 29 - тарелка клапана отдачи; 30 - компенсационная камера.
При ходе сжатия поршень 10 движется вниз, и шток 13 входит в цилиндр 12. Давление, оказываемое поршнем на жидкость, вытесняет ее по двум направлениям: в пространство над поршнем и в компенсационную камеру 30. Пройдя через наружный ряд отверстий в поршне, жидкость открывает перепускной клапан 24 и поступает из-под поршня в пространство над ним. Часть жидкости, объем которой равен объему вводимого в цилиндр штока, поступает через клапан сжатия в компенсационную камеру, повышая давление находящегося там воздуха.
При ходе отдачи поршень перемещается вверх, и шток выходит из цилиндра амортизатора. Перепускной клапан 24 закрывается, и давление жидкости над поршнем увеличивается. Жидкость через внутренний ряд отверстий в поршне и клапан отдачи 29 поступает в пространство под поршнем. Одновременно под действием давления воздуха часть жидкости из компенсационной камеры также поступает в цилиндр амортизатора.
При плавной отдаче клапан 29 закрыт, и жидкость проходит через пазы его дроссельного диска 25. При резкой отдаче скорость движения поршня увеличивается, под действием возросшего давления открывается клапан отдачи 29, и жидкость проходит через него.
Клапан отдачи разгружает амортизатор и подвеску от больших нагрузок, возникающих при высокоскоростных колебаниях при движении автомобиля по неровной дороге. Клапан также ограничивает увеличение сопротивления амортизатора в случае возрастания вязкости жидкости при низких температурах.
Сопротивление, создаваемое амортизатором при ходе сжатия, в несколько раз меньше, чем при ходе отдачи: в 5 раз для переднего амортизатора и в 4 — для заднего. Это необходимо для того, чтобы толчки и удары от дорожных неровностей в минимальной степени передавались на кузов автомобиля.